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第二章 高速铁路行车及重载运输第一节 国内外高速铁路行车概况一、概述(一)高速铁路的定义和主要类型目前高速铁路的行车速度划分标准不尽相同,通常时速为140km200km的称为准高速铁路,速为200km400km的称为高速铁路,速为400km以上的称为超高速铁路。根据这一行车速度的划分标准,高速铁路一般指运行速度达到200km/h以上的铁路,是由适于高速运行的基础设施、固定设备、移动设备、完善的科学的安全保障系统和运输组织方法有机结合起来的庞大的系统工程,是当代高新技术的综合集成。高速铁路按列车的支承和推进原理可分为轮轨式和磁浮式;按建造和运营方式,轮轨式可分为新建客运专线、新建客货共线和既有线改造提速三种类型;轮轨高速列车按动力分布和驱动设备的设置可分为动力分散式和动力集中式,按转向架布置和车辆间连接方式可分为独立式和铰链式,以上各种类型又有单层和双层列车之分;磁浮列车按悬浮机理可分为电磁式和电动式,按材料可分为常导型和超导型。(二)高速铁路的主要技术经济优势高速铁路与高速公路和航空运输相比,其中技术经济优势主要表现在以下几个方面:(1)速度高。目前高速列车最高运行时速在300km以上, 20012004年间,最高时速为320350km的高速列车相继投入运营。与高速公路最高时速120km的小汽车和经济巡航时速500km的国内客机相比,考虑“门对门”运输,高速铁路的优势运距在10001500km的范围,如果再考虑到安全、舒适、可利用夜间乘车时间睡眠等因素,则高速铁路在15002000km运距内同样具有竞争力。(2)运输能力大高速列车行车间隔约为4分钟,行车密度可达到15列小时,列车最大载客量可达1300人列,则每日单向输送旅客可达20余万人。以日本东海道新干线为例,其年运量达到1.3亿人次以上,这是高速公路和航空等现代化交通运输方式不可比的。(3)安全性好高速铁路自投入运营以来,除德国1998年6月3日发生的事故外,从未发生乘客伤亡事故。其中日本新干线投入运营已有近40年,安全运送旅客达60多亿人次,而航空界机毁人亡的事故频频发生,全世界公路交通事故每年死亡人数约为2530万,相比之下,高速铁路是当今最安全的现代化交通运输方式。(4)乘坐舒适高速列车设施先进,运行平稳,舒适性好,车厢内的个人活动空间大大优于飞机和汽车,乘坐过日、法、德高速列车的人无不称道。(5)运行正点,全天候高速铁路是最稳定的运输系统,运行正点率高,不受气候影响,日本新干线平均晚点时间只有0.3分钟,西班牙AVE高速列车承诺,晚点5分钟即退回全部票款。高速列车是全天候运行,一般不受恶劣气候条件影响。(6)与既有线兼容(指轮轨系统)高速铁路与传统铁路网具有良好的兼容性,高速列车可下到既有线行驶,既有线车辆也可进入高速线运行。法国新建高速线路仅1280km,而TGV列车服务网达到5700km,德国新建高速线路仅600km左右,而ICE列车服务线路已延长到4000km以上,这是高速铁路经济效益良好,得以蓬勃发展的重要原因之一。(7)占地少,工程造价低从完成单位换算周转量占用的土地算,国外公路一般为铁路的510倍;一条高速铁路的用地宽度约为一条四车道高速公路的1/3,而一条高速铁路完成的运量至少相当于一条八车道的高速公路。线路的工程造价较低,以法国为例,高速铁路基础设施造价比四车道高速公路低约17%,TGV列车每座席造价约为短途飞机每座席造价的10%。(8)能耗少高速列车的每人公里能耗约为汽车、飞机能耗的1/5。由于高速列车是采用电力牵引,与消耗石油的飞机、汽车相比,更显示出节约资源的优势。(9)环境污染轻高速列车对城市和环境几乎不造成污染,排放的有害气体远小于其他交通工具,以主要有害物CO2为例,日本高速列车、小汽车和飞机平均每座席公里排放量比例为17.965.39,治理污染的费用为15.24。(10)社会经济效益好高速铁路实现了大量快速高密度旅客运输,可大大缩短旅行时间,加速沿线经济发展,增加就业机会,同时由于在安全环保节能等方面的优势而使运输成本降低,因而具有显著的社会经济效益。二、世界高速铁路的现状和发展自1964年日本建成第一条速度为210km/h的东海道新干线开始,日本、法国、德国、英国、意大利等国相继建成了多条200km/h以上的高速铁路,其他许多国家也正在兴建更多的高速铁路,世界铁路已经进入了高速客运的新时代。纵观各国发展高速铁路的原因,主要有以下几个方面: (1)商品经济的迅速发展使客流量相对集中,运量增大; (2)铁路轮轨系统的能耗低,对环境污染最小,最能保证安全,在各种运输形式中占有优势; (3)列车速度提高,能在一定运距之内,提高与航空、公路的竞争能力。 现在世界上高速旅客列车的最高运营速度已达300km/h以上,超过小汽车速度一倍以上,达到亚音速喷气客机的速度的1/3和短途飞机的1/2,在运距100km700km范围内能显示其节约“门对门”总旅行时间的效果,在1500km2000km运距内能开行“旅馆列车”,发挥其“夕发朝至”效果。高速铁路相对于公路和航空的客运市场占有份额,日本东海道新干线达88%,法国东南线高达91%,其他高速线也大多在70%以上。 (一)法国 法国铁路高速化的历史。1955年3月采用两台直流电力机车BB9004和CC7107在既有线上试验高速行车,创331km/h当时的世界记录,1967年采用传统的机车牵引列车,开始时速200km的运行,1972年制成用燃气轮机驱动的试验车TGV001,构造速度为280km/h300km/h,1981年建成的TGV东南线(TGV一SE线),巴黎里昂间最高速度为260km/h,1983年提高到270km/h,东南高速新线全长426.36km,根据巴黎里昂间的线路地形,全线不建隧道,而建成35的最大坡道,其中有13处,全线为25kVAC供电。1994年东南线向阿尔卑斯山脉以南延长了约115km,2000年将向地中海南岸的马赛和尼斯延长,1995年1996年计划以时速300km运行。1989年9月建成通车的TGV大西洋线(TGVA线,勒芒南特布列塔尼),线路中心间隔4.2m,最小曲线半径4000m,最大超高180mm,复线隧道断面在200km/h时是45m2,270km/h时是72m2,新线运行速度为300km/h,最高试验速度达515.3km/h,是由TGV于1990年5月18日创造的,该速度是目前有轮轨系列车的世界最高速度记录。TGV北欧线(巴黎里尔),1993年5月建成通车,新线从出巴黎终端16km处开始,全长333km,设计最高速度为350km/h,目前的运营最高速度是300km/h。 为了节约沿线铁路网旅行的时间,法国制订了TGV列车可下高速线运行的政策。TGV列车在高速线上运行最高速度为270km/h或300km/h,转到既有线上运行最高速度可达200km/h或220km/h,这样便减少了旅客换乘和等车的时间和麻烦,如巴黎里昂,由3小时50分减少到2小时;巴黎里昂(下高速线)马赛,由6小时40分缩短为4小时10分,巴黎日内瓦(至Cuolg转既有线),由5小时45分缩短为3小时27分。 到1990年法国最高速度在160km/h及其以上的线路就有10729km,在200km/hl及其以上的线路2717km,270km/h300km/h的高速线路到1995年有1250km,将来和欧洲高速铁路网合并后计划达到3500km。 2001年5月26日,法国国家铁路公司高速电气列车以3小时29分47秒的时间顺利完成了从北到南纵贯法国本土1067.2公里的行驶,平均时速达到了303.36公里,创下了全世界轨道列车1000公里以上行驶和1000公里行驶的最快记录。(二)日本 从1964年至1990年相继建成了四条高速新干线,即东海道、山阳、东北、上越新干线,全部营业里为1836km,今后还将计划建设1400km新干线。新干线现已运送旅客45亿人次,运行里程达17亿km,相当于绕地球转42000圈,且没有发生过一起人身伤亡事故,创世界铁路运输安全之最。 四条新干线营业开始时的运行速度均为210km/h,东海道新干线设计时的最高速度为250km/h,1986年运行速度由210km/h提高到220km/h。1991年引入300系“希望号”列车,最高速度已达270km/h,东京博多全长1069km,运行时间为5小时左右,平均速度为211km/h,其中有6个停车站,比原来缩短约40分钟。山阳新干线设计速度为260km/h,1986年运行速度由210km/h提高到220km/h,部分线路最高为230km/h。由于山阳新干线几乎通过西日本的主要城市,为使其最高运行速度达到300km/h以上,研究开发了“WIN350”列车,试验最高速度为350km/h,东北新干线1985年运行速度最高到240km/h。上越新干线1988年运行速度提高到240km/h,部分线路达到270km/h。1992年3月研制出的新干线高速试验电车“STAR21”在上越新干线新泻越后站间进行400km/h的高速试验,最高速度达到425km/h,仅次于法国,居世界第二。 为使新干线与既有新联网,扩大新干线的服务面,在全国范围内普遍提高速度,新干线网的建设将体现3个不同的速度层次,即:标准轨新干线,最高速度260km/h;新干线规格的新线,由于一定时期内运量较小,线路主要技术条件按标准轨预留,暂铺窄轨,最高速度160200km/h;改造窄轨线路,加铺第三轨的新干线直通线,最高速度标准轨列车200km/h左右,窄轨列车130km/h(窄轨轨距为1067mm)。 日本铁路高速度化的目标是:20世纪90年代新干线速度达到300km/h,既有线速度达到160km/h;本世纪新干线达到350km/h,既有线达到200km/h。(三)德国 德国也在大力发展城市间(IC)快速旅客列车系统。现有两条客货混运型高速铁路:一条是曼海姆斯图加特线,长105km,位于汉堡慕尼黑走廊IC网6线(全长约950km)中间;汉诺威维尔茨堡线是另一条,长327km,位于该走廊IC网4线(全长约880km)中间。最高运行速度达到280km/h,汉堡法兰克福间501km运行3小时35分,比原来缩短62分钟。在德国利用ICE(Inter City Express)高速列车运输,许多城市间的运行所需时间都缩短了,乘坐高速列车的旅客数量增长了30,如法兰克福慕尼黑,ICE993列车平均运行速度是137km/h,直达需3小时7分,ICE674列车,威期巴登和汉堡间停4站,平均速度也是137km/h,最高速列车是卡尔斯路埃汉堡阿尔托纳间的ICE574列车,平均达到167.7km/h。ICE高速列车运行在汉堡慕尼黑间,在既有线最高速度为200km/h,在高速线上为250km/h,既有线的客货列车均可上高速线运行,而高速列车在既有线运行的里程远长于在高速线上运行的里程,当ICE的平均速度达到250km/h以上,距离在600km以内时,它完全可以与飞机相媲美。 原联邦德国在20世纪70年代开行IC列车,列车间隔为1小时,全部采用空调客车并能在同一站台换乘,原来有5条运行线,共3100km,1985年增加到6条,IC列车的最高速度200km/h,旅行速度l08km/h,IC列车系统的经营效果很好,盈利率可达9。ICE高速列车是其新成员,1988年5月使用ICE原型车,曾达到406.9km/h的高速运行记录。(四)其它国家 西班牙:1986年建成马德里塞维利亚471km高速新线,线路设计速度300 km/h,1992年用AVE高速列车运营,最高速度隧道内200km/h,隧道外250km/h,车辆近似TGVR,动力车2辆,采用同步牵引电动机,输出功率8800kW,列车全长200m,总重421.5t,定员329人,供电方式为交流25kV和直流3kV,从马德里到塞维利亚仅用2小时52分,比1991年的最短时间缩短几乎60。印度:从1969年开始,把主要干线的旅客列车最高速度提高到120km/h,20世纪80年代初提高到130km/h,1988年提高到140km/h,目前全国已有18趟特快列车的最高速度达到140km/h。这些列车把首都新德里和各邦首府连接起来。1995年初已试验成功160km/h的列车,计划在“九五”期间开始160km/h的旅客列车。世界各国主要的高速列车见表2-1。表2-1 世界各国主要的高速列车一览表国名最高速度列车名区间距离(km)旅行速度(km/h)法国300 km/hTGV8501TGV566/7MassySt PierrMassyLe Mans206.7187.2245.6239.0日本275km/h27希望号17希望号广岛小仓京都名古屋192.0134.3230.4223.8西班牙270 km/h4VAEMadrid de AtochaCiudad Real170.7217.9德国280 km/h33ICE161ICEHannoverGottingenWurzburgFulda99.493.2192.4180.4德国280 km/h33ICE161ICEHannoverGottingenWurzburgFulda99.493.2192.4180.4意大利250 km/h5ETR450RomaFivenze261.9158.7瑞典200 km/hX200421SkovdeAlingsas99.2175.1英国201 km/hIC225DoncasterGrantham81.2171.1美国201 km/h15MetrolinersPhiladephiaWilming ton50.6159.8加拿大153km/hMetropoliersTorontoDorval520.6145.4俄罗斯200 km/hER200彼德堡莫斯科649.9130.4波兰160 km/h6TrainsWarzanaZawiercie253.3127.7芬兰140 km/hIntercity35TampereSeinajoki159.7122.8(五)欧洲高速铁路网 1990年12月17日,欧洲共同体12国交通大臣会议在布鲁塞尔召开,商讨到2010年欧共体区域内的高速铁道网准备计划。会议的主要内容:从西班牙的塞维利亚到丹麦北部,从英国的贝尔法斯特到雅典,准备形成全区域的铁道网,建设9000km运行速度250km/h350km/h及其以上的高速新线,改良15000km的既有线及1200km的联络线,运行速度200km/h以上。如果到2010年能实现,欧共体内主要城市将以200km/h350km/h的高速铁路联结。 要实现这一目标,构成一个在速度上具有不同层次的为欧洲统一大市场服务的高速旅客列车系统,需要大量投资。作为其中的附带问题,就是机车相互直通运行的技术基准统一的问题。过去机车在各国铁路的边境站附近交换,客车直通。客车的最大重量、制动、连结器及辅助电源等的规格统一问题不大,但TGV和ICE等机车和客车的固定编组列车增加,相互直通运输,机车对轨道产生的影响,信号系统及电源的协调等等,其技术基准有必要统一,各国铁路目前的技术背景不同,有种看法,其中一个具体的问题就是机车的轴重问题。法国提出TGV的17t,德国推崇ICE的20t,并指出20t轴重根据驱动装置的构造对轨道的影响和TGV的17t是一样的,还有其它一些问题,但技术问题和路线的选定等问题相比,并不是大问题。 在布鲁塞尔召开的1992欧洲高速铁路会议上,公布了一项欧洲高速铁路网的远期发展总体规划,该规划征得了欧共体的同意,包括欧共体各国及奥地利和瑞士的2300km高速铁路,其中12000km为新线。建设这个庞大的高速铁路网需耗资1800亿欧洲货币单位(不包括机车车辆的投资),其中包括一些已经建成的高速铁路,其投资约占投资的20。对于整个欧洲,不包括前苏联,高速铁路网里程最终达到3500km,其中有2000km为新线。 目前,各国在修建高速新线的同时,仍在大力改造既有线,以建立或扩大本国的或国际的快速(含高速)或高速(含快速)旅客列车系统,其中以既有线改造提速的发展更为迅速。从国外的发展情况来看,既有线改造提速的经验和措施主要体现在以下几个方面:(1)对线路进行必要的技术改造 首先对既有线的线路情况进行分析总结,包括线路设备、几何形状、线路走向及一些特殊点;其次对地面结构物测绘出是否位于不稳定区域内,找出不稳定的因素,此外还要分析公路桥、铁路桥、隧道、线间距、限界和平交道口的情况、牵引方式等等,将这些项目集中到信息文件中,逐项分析其可能的潜在速度,并按照提速目标的要求,对存在的问题进行处理。提速线路标准和规范,由于各国的机车车辆构造、线路结构、客货列车的牵引总重及其数量比与速度差,以及线路的年通过总重等因素的不同,因而各不相同。(2)采用适合的机车车辆 提高旅客列车最高运行速度的目的在于提高旅行速度以缩短旅行时间。因此,除提高列车在平直道上的最高速度外,还需要提高列车的加减速度、通过曲线和道岔的速度以及列车在坡道上可以达到的速度。在考虑列车编组辆数,选择机车或动车功率时应有足够的裕量。机车功率的选择方法有3种:按最高速度增加10(V1.1Vmax)计算;按在最高速度时仍留有0.03m/s2的剩余加速度计算;按在4坡道上仍保持最高速度运行计算。 此外,还应减轻客运机车和客车的轴重,采用高速转向架,以减小提速对线路的影响,从而减少线路养护维修的工作量和减少振动噪声。(3)信号设备的改进和行车安全的保障 既有线列车速度从120km/h提高到160km/h,对信号设备的直接影响是由于速度提高而导致的列车制动距离的增加,这就使得原来按120km/h布置信号机的闭塞分区长度不能保证列车以160km/h速度运行的安全停车要求。因此,首先必须改进原有自动闭塞的性能,使其能保证160km/h的行车安全;其次,需要提速的线路,一般均是繁忙干线,这些线路上平交道口的交通流量也相当大,道口的设置及防护水平也是直接影响行车安全的又一因素。对上述两个问题,国际铁联在UIC743E高速运行安全设备技术要求和UIC762高速铁路道口的安全措施中分别作了规定。 国外铁路既有线提速的信号设备改造的原则一般是:显示方式简单明了;力求最小限度地改变既有设备;有较好的安全性能。按照这一原则,信号设备的改造措施是:采用四显示自动闭塞,增加适应提速列车的高速信号显示;采用地面信号与车内信号并用方式;采用列车速度监督设备;强化道口安全防护设施。三、国外高速铁路行车特点 国外高速铁路的行车特点主要体现在两个方面: 一是行车速度高。高速客运专线的最高行车速度(300km/h350km/h)相当于传统普速铁路最高速度(120km/h)的2.50倍2.92倍,客货共用的高速铁路速度(250km/h)相当于传统普速铁路最高时速的2.80倍。 二是行车密度大。列车运行间隔时间为3min4min。高速客运专线在行车高峰期间单方向每小时的行车量可达20列左右,为传统普速繁忙线路的2.5倍3.3倍。由于高速铁路的这两个特点,必然引起普速铁路的行车设备和管理的质的变化,主要有:(1)铁路的线路、站场等基础设施的技术标准,必须根据高速铁路的行车特点和运营要求研究确定。 (2)高速铁路的行车负荷大大加重,其行车设备必须大大加强。 (3)高速铁路行车人员的工作负荷和节奏大大加重和加快,故对行车人员的素质相应要求更高。 (4)高速铁路发生行车事故潜在概率成倍增大,必须采取严密的预防措施。(5)高速铁路的行车设备和管理,必须建立在确保行车绝对安全的基础上。由此可见,国外铁路对确保高速铁路的行车安全,提出了必须彻底变革传统普速铁路的思维,迫切需要建立在新思维和高科技基础上的行车安全保障体系。第二节 我国准高速及高速铁路概况 世界各国的经验无一例外都证明,当一个国家的国民经济增长一个百分点,则旅客运输量将增长11.2个百分点,大大高于货运增长。我国改革开放后,国民经济蓬勃发展,随之而来的是全国旅客运输量大幅度地增长。由于城市化进程的加快,人民生活水平的提高和消费观念的转变,人们外出旅行的数量日益增加;国家规定增加法定假日天数,休闲度假、探亲访友的人数不断增长;我国农村剩余劳动力较多,外出民工的数量越来越大;随着大、中专院校招生数量增加,学生流也有增加趋势。铁路必须适应这种不断增长的客运需求,以争取更多的市场份额。改革开放以来,在经济发达地区,多种运输方式并存的现代化运输大通道正在建设过程中,有许多地区因高速公路的开通而出现铁路客流和货流减少的趋势、铁路在全国运输市场中所占份额已开始下降。因此,铁路必须要加快改革步伐,不失时机地建立起我国铁路的快速(含高速)旅客运输系统。在市场经济汹涌急流中,人们对社会服务环境的要求越来越高,最为明显的一点就是人们对出门旅行质量的要求已今非昔比。人们现在不仅要求安全地达目的地,而且还要求快捷、舒适、经济,这综合体现在旅客对以速度为代表的多项运输服务的指标提出了更高的要求。1995年6月28日,铁道部部长办公会议决定:“提速!提高旅客列车及货物列车的运行速度,倡导一种高质量的服务精神和意识,积极参与运输市场的竞争。”这是一个极具战略意义的决策。一、中国铁路大提速的步骤(一)提速首期工程广深准高速铁路建成并投入运营在“八五”期间,我国建成了第一条广深准高速铁路,并于1994年正式投入运营。广深线全长147km,运行速度160km/h,其中含200km/h的试验区段。运营初期采用东风11型内燃机车牵引,全线电气化后,使用韶山8、韶山9型电力机车、动车组作牵引动力。目前广州到深圳已从原来的2小时缩短到1小时以内。广深准高速铁路的建成,成为我国铁路高速化的起点、标志着我国铁路在引进开发世界成熟的先进技术上的成功突破。和世界上一些发达国家相比,我国的高速铁路建设才刚刚起步,落后于发展快的法、日等国约30年40年。为顺应世界铁路发展的总趋势,根据我国铁路的实际情况,发展高速铁路势在必行,包括既有线的提速改造和200km/h以上的高速新线建设。(二)提速主体工程既有繁忙干线的客货列车提速取提成功中国铁路提速的第二步就是对既有繁忙干线提速,并由此发展到全国铁路干线的普遍提速。1996年底至1997年初,铁道部在所有提速试验取得成果的基础上,制定了“九五”期间提速规划,并在三大干线(京沪、京广、京哈线)上全面整治线路,更换提速道岔,封闭道口,组成铁道部提速运行图修改领导小组。1997年4月1日,第一次实施新的列车运行图,全路开行“夕发朝至”旅客列车(旅行速度超过90km/h)共78列,其中速度达到140160km/h的跨局旅客列车8队。 1998年10月1日,铁道部实施第二次新的列车运行图,提速主要集中在京广、京沪以及京哈三大干线,扩大了快速旅客列车、“夕发朝至”旅客列车的数量和范围,进一步提高了精品列车的开行质量。新图实施后,旅客上座率、旅客发送量明显增加,货运形势也有所好转,全路日均发送旅客达240万人次,日装车量达76262车。 2000年10月21日铁道部实施第三次新的列车运行图,提速主要集中在陇海兰新东西向主要干线上,提速重点倾斜西部地区,为西部开发作出贡献。北京乌鲁木齐旅行时间缩短到48h,上海乌鲁木齐旅行时间缩短到51h。京九线北京至南昌、浙赣线及其他干线有条件区均进行了提速或达速,使全路形成四纵两横的提速网络,辐射全国主要地区,使提速区段延伸至9215km,比1998年运行图增加了142对旅客列车,精品列车的比例有较大的提高,增加了夕发朝至客车150对,共达266对,将铁路的市场竞争力提高到新的高度。2001年10月21日铁道部实施第四次提速。新图实施后,旅客列车速度有了新的提高,全国铁路提速范围基本覆盖全国较大城市和大部分地区。这次提速的范围主要是京九线、武昌至成都、京文线南段,浙赣线、沪杭线和哈大线。在提速的同时,根据市场需求对全路列车运行图进行了调整。提速里程延展4257km。通过这次提速,我国提速总里程达到13000km,提速网络基本覆盖了全国主要地区。全路旅客列车平均旅行速度达到61.92km/h,比2000年平均提高2km/h,其中特快列车为88.01km/h;平均技术速度达70.32km,比2000年提高2.15km/h,其中特快列车为92.76km/h。2004年4月18日,铁路第五次大面积提速,提速范围为京沪、沪杭、京广、京九、陇海等铁路线。时速160 km/h及其以上的线路达到7700 km。实现了直达列车按时速160 km长距离运行的目标。2007年4月18日,铁路第六次大面积提速在京哈、京沪、京广、陇海、兰新线部分区段和胶济、郑徐、武九、浙赣等线路实施。这次大面积提速调图,无论是广泛性,还是技术的先进性,都是以往历次提速所不能比拟的。在前5次提速调图铁路运输能力逐步提升的基础上,这次提速调图客货运输能力将分别再增加18%和12%以上,特别是在主要干线上,开行时速200公里及以上的动车组,大面积地开行5000吨级的货物列车。有一大批先进的技术装备要投入运用,这些都标志着我国铁路既有线提速水平已经跻身世界先进行列。这在中国铁路发展史上将是一个重要的里程碑。对第六次调速,早在2003年就开始做准备工作。通过原始创新、集成创新和引进消化吸收的再创新,对既有的线路、桥涵等基础设施进行了大面积的提速改造,积极推进机车车辆牵引供电、通信信号、调度指挥等技术装备的现代化,对时速200公里及以上的提速技术、规章制度、运输组织、安全控制、人员培训等进行了反复研究和系统集成。组织了成千上万的专家和各类工程技术人员开展科研攻关、技术论证,先后进行了100多次专题试验,对所有提速线路进行了反复的综合试验和模拟运行,并全面调整了生产力布局和运力资源配置,精心编制完成了新的列车运行图。经过全路上下和有关单位4年多的超常工作和艰苦努力,各项工作已经达到了预期目标。这次大面积提速所取得的成果是全方位的,概括起来主要有6个方面的显著变化:提速调图规模之大前所未有。这次提速,实现了我国铁路既有线时速200公里及以上提速资源零的突破,线路延展里程一次达到6003公里,其中时速250公里线路延展里程达846公里,这样大的既有线提速规模在世界铁路发展史上是空前的。经过这次提速调图,我国时速120公里及以上线路总延展里程从原来的1.6万公里增加到2.2万公里,提速资源大幅拓展,覆盖全国大部分省区市,标志着我国铁路快速客运网建设取得了重大的进展。这次调图,全路客货列车开行数量将分别达到1312.5对和16656对,分别比现在增加140.5对和1316对。客货运输能力大幅提升,将有效缓解铁路运输的紧张状况,为经济社会又好又快发展提供更加有力的运力支持。具有世界先进水平的动车组大量开行。这次提速调图,最突出的亮点是在环渤海、长三角、珠三角3大区域和主要干线开行时速200公里及以上的和谐号国产化动车组,部分区段运行时速将达到250公里。这次提速调图实行一次铺图、分步实施,2007年4月18日开行和谐号动车组140对,到年底逐步增加到257对。和谐号动车组集中体现了当今世界铁路客车的一流技术水平,性能优越,功能齐全,具有安全、快捷、舒适、环保等显著特点,现已进入批量生产,是我国铁路引进消化吸收再创新的重大成果,成为我国快速客运的主力车型,为广大旅客提供更加现代化的、高品质的旅行服务。客运产品更加丰富多样。铁路客车技术含量和速度的提升,为全面优化客运产品结构提供了更好的条件和更大的空间。在这次提速调图中,在原有基础上,形成了新的三大系列客运产品,以满足旅客的不同层次需求。第一系列是动车组列车。以区域内城际间短途为主,以跨区域中心城市间中长途为辅,主要安排在白天运行,在以北京、天津为中心的环渤海地区,上海、南京、杭州为中心的长三角地区和广州、深圳为中心的珠三角地区,以及济南-青岛、西安-宝鸡之间密集开行总计212对城际间时速200公里以上的动车组快速列车。在北京、上海、哈尔滨、沈阳、郑州、武汉、南昌、长沙等中心城市间开行45对中长途时速200公里以上的动车组快速列车。第六次大提速继续坚持提速不提价的原则,动车组票价将执行1997年国家批准的高等级软座快速列车价格。动车组列车将实行更加灵活的售票方式,逐步推行磁卡票、自动售检票和优惠卡,主要大站开辟专门的售票窗口、候车区域和进出站通道,列车上提供特色餐点饮料等服务。第二系列是一站直达和夕发朝至列车。这一产品系列多年来深受广大旅客欢迎,新图进一步增加了开行数量。新增7对一站直达特快列车,分别是北京西-南昌2对,北京西-福州、北京-南通各1对,武昌-杭州、宁波、上海各1对,这一产品总数将由原来的19对增加到26对。同时,夕发朝至旅客列车增加32列,总数将达到337列。第三系列是传统的普通旅客列车。在新增第一系列和加大第二系列比重的同时,更加注重大众化产品的结构优化和质量提升,全路增开52对中长途普通旅客列车,其中中西部地区增加29对,占增加总数的55.8%。在近些年来陆续开通大别山、陕北、苏北、赣南等革命老区的火车后,这次提速,又利用新建成的井冈山铁路,从井冈山首次开行了至北京、上海、深圳的火车,并在海南省西环线铁路开行了从三亚至北京、上海、广州的火车,为革命老区的经济社会发展创造了新的条件。这次提速,在优化客运产品的同时,进一步加强和改善了服务设备设施,一大批客运站实施了新站改造和无柱雨棚改造,60个较大客运站建成高站台,全路新型空调列车的开行数量达到810.5对、增长42.9%,翻新改造7000多辆普通客车车辆。特别是在中西部地区增配了700多辆高等级客车,西南、西北、东北及中部地区的旅客列车在车辆设施、乘车条件、服务档次等方面都得到了显著提升。旅客列车运行时间进一步压缩。这次提速调图后,全路旅客列车速度普遍有较大提高,主要城市间旅行时间总体压缩了20-30%。其中旅行时间压缩幅度最大的是上海到南昌、长沙的列车,提速后上海到南昌列车运行5小时08分、压缩5小时45分,到长沙7小时30分、压缩7小时30分,压缩幅度都在一半以上。旅行时间压缩最多的是北京到福州的列车,全程运行19小时40分,压缩近14个小时。北京到上海、青岛、汉口、南昌等城市的旅行时间分别压缩2个小时左右。北京到哈尔滨压缩2小时40分,到沈阳压缩1小时33分。北京到济南、郑州也比原来压缩近1小时。武汉到杭州、上海的旅行时间分别比原来压缩3-4小时。除此以外,其他旅客列车运行时分都有不同程度的压缩,列车到达和开行时刻普遍得到优化,广大旅客出行更加便捷。货运产品更加贴近市场。在客运产品全面提升的同时,以具有世界先进技术水平的和谐型国产化大功率机车和我国自主设计生产的70吨新型货车以及经过改造的时速120公里提速货车为支撑,货运产品也得到了同步的优化和提升。这次提速调图,全路货物运输能力又有较大幅度的提高,凭借这个基础条件,进一步拓展了三大货运品牌。一是扩大了大宗货物直达列车的覆盖面。面向铁路大客户,覆盖全国主要煤矿、电厂、钢厂、炼油厂以及港口,新图共安排跨局大宗货物直达及重来重去列车运行线406条,比现图增加226条。大秦线大量开行2万吨级煤炭重载列车,今年运量可望突破3亿吨。主要干线和煤运通道将逐步开行单机牵引、时速120公里、5000吨级货物列车,其他线路货物列车的重量也有不同程度提高,大宗货物的运输能力进一步提升,更加有力地保障了关系国计民生的重点物资运输。二是增加了定点、定线、定时、定车次、定价格的货运五定班列运行线。新图安排五定班列运行线121条,比现图增加30条,覆盖全国约90个城市及沿海8大港口。其中往返班列66条,新增一站装、一站卸的快运直达班列线45条,并进一步增加了双层集装箱、海铁联运集装箱、小汽车物流班列的数量,基本形成了铁路快捷货运网络。三是优化了行邮、行包专列的开行方案。新图安排行邮专列5对,运行时速达到120-160公里,同时对14对行包专列运行时刻进行了优化,增加了编组辆数。总的来说,在这次提速调图中,通过精心设计、合理安排,在客车大面积提速的同时,也实现了部分主要干线货物列车的提速,加快了货车周转,普遍提高了货物列车的牵引重量,并继续深化了大客户、战略装卸点、集装箱集中办理等货运服务措施,路网整体能力得到进一步发挥,实现了客货运输能力和服务质量的协调提升。提速安全保障体系更加严密。确保提速安全,是顺利实施第六次大面积提速调图最核心、最关键、最根本的问题。列车时速达到200公里及以上,对铁路安全提出了更高的要求。在提速准备工作中,始终把保障提速安全放在重中之重的位置,不仅对提速列车进行了反复的运行测试,而且根据提速的新变化、新要求,建立了规章制度、设备维护、检测监控、治安防范、人员培训、应急处置六大提速安全保障体系。共制定和完善了150多项技术标准和规章制度,依靠大型养路机械、先进仪器等技术装备对提速线路进行全面整治和动态维护,行车设备状态运用综合检测车和计算机监控等先进技术手段进行周期检测和实时监控,提速客车全部采用先进的计算机自动控制系统,对提速区段的动车组司机、行车指挥、设备养护维修等关键岗位人员进行了严格的培训考试,强化了对提速区段货物列车装载加固和超偏载的检测,对煤炭等散装货物采取固化措施,提速区段基本实现了立交化、全封闭和绿化贯通,建立和完善了各类应急预案机制。(三)提速攻坚工程修建秦沈客运专线 中国铁路如不追赶世界先进技术,不加速建设,就无法摆脱落后的局面,中国铁路更需要创新。要创新必须抓住关键技术的创新,在开行准高速、提速列车的基础上,要发展我国自己的160400km/h的快速列车技术。 经过在北京环行线以及郑武线上进行的高速试验(1998年6月24日,试验列车在郑武线创造了240km/h的高速),我国已完全有能力自力更生制造出200km/h速度级的快速机车车辆和修建一条200km/h速度级的快速线路。在这样的大趋势下,铁道部决定在1999年开工建设我国第一条客运专线秦沈客运专线。它将与京秦线、哈大线共同构筑北京至东北地区的快速客运通道。秦沈线的设计速度为200km/h,其技术标准、施工方法和施工质量与常规铁路有较大的不同,先期建成一段试验段,全线在2003年建成。在试验段中进行了以下试验研究:一次性铺设区间无缝线路的研究;24m、32m双线箱型梁桥的设计、施工、架设、运输及专用架桥机的研究;运专线路基工后沉降、软土、软弱地段的施工工艺及控制设备研究;大号码无缝提速道岔研制;200km/h等级接触网系统设计,架设技术的研究;机车信号为主体信号(地面不设信号机)的区间自动闭塞和超速防护系统的研究;车站计算机联锁为基础的调度集中系统研究;200km/h动车组和电力机车、车辆的试运行及综合试验段的全面试验。在试验段上这些关键技术都获得了充分的研究验证,保证了我国第一条客运专线顺利建成,同时,秦沈客运专线的试验段的研究成果,对我国第一条客运高速铁路,即京沪高速铁路的重要参数的确定,将有重大的意义。2002年12月13日,株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所参与研制的、设计时速达270 km的“中华之星”交流传动高速电力机车,在我国刚建成的首条铁路客运专线404.64 km秦沈客运专线上,跑出每小时321.5 km的我国铁路最高试验速度。经过多年的积极准备和积累,目前铁路建设又进入了一个飞速发展的黄金时期,客运高速、货运重载、客货分流是未来我国铁路建设发展的方向,2005年国务院一次批准建设9条铁路客运专线,线路总长3000多km,要在46年内一次建成,这在世界铁路建设史上也绝无仅有。(四)高速铁路建设的标志性工程京沪高速铁路我国2006年3月批准了新建京沪高速铁路项目建议书,2006年4月3日,中国铁道部向全国宣布,京沪高速铁路即将开工建设,预计工期5年,2010年投入运营。京沪高铁将采用高速轮轨技术建设,设计时速350 km,初期运营时速300 km,共设21个车站,全程运行时间为5h,比目前缩短9h。中国建设京沪高铁将坚持以我为主、自主创新,从而形成具有中国自主知识产权的高速铁路技术体系。 二、对既有线的提速改造应注意的问题 (1)应加快我国客货运输繁忙干线电气化的进程。采用电力牵引,不仅能在符合工务要求的减轻轴重的条件下加大机车牵引功率,提高行车速度;减小客货列车速度差,增加线路通过能力,而且还能从接触网供电,解决旅客列车空调、采暖等问题,显著提高客运工作的服务质量,从而吸引旅客流量,增加运输收入。 (2)应注重实效,严格控制提速技改工程的投资。可借鉴国外既有线提速技改的经验,进行多方案比较,确定节省时间的经济效益,并按预测客流量估算出投资回报率。 (3)应改革铁路运输组织,旅客列车提速以后,可多安排一些旅客列车在部分区段23列追踪连发,减小旅客列车扣除系数,合理安排旅客列车到发时刻,以减少旅客换乘时间,尽量多开旅行时间在12h、旅行距离1500km以内的快速旅客列车,在运输特别繁忙的线路采用双向自动闭塞,增修渡线,组织双方向行车,这样不仅可使慢车不停车会让快速列车,提高线路通过能力,而且可以为线路设备养护维修开“天窗”,为上大型养路机械创造条件。 (4)应对既有线提速引起的噪声及环境污染采取防治措施,修建200km/h以上的高速铁路,在线路标准、机车车辆、通信信号等方面,都有别于常规工程。三、提速客运机车提速客运机车应满足三个条件:机车在最高运行速度下必须具有适当的功率储备;起动加速能力应满足站场发车追踪间隔时分(6分钟)的要求;在6最大限制坡道上的持续运行速度应满足区间追踪间隔时间(6分钟)的要求。 提速客车的主型机车是DF11 、DF11G型内燃机车和SS8、SS9、SS7D SS7E、交流传动高速电力机车等(时速160km/h220km/h),120km/h客运主型机车是DF6型客运内燃机车,提速、提重的货运机车的机型为DF6、DF8、双机DF4内燃机车及SS3B、大功率交流传动6、8轴电力机车。近年来,我国正与德国、法国、加拿大、日本等国进行技术合作,合资研制和生产200km/h以上的电动车组。列车采用动力集中及动力分散两种型式。分别由长春、四方、唐山、浦镇4家机车车辆工厂参与合资研发、制造。我国首列时速300公里的CRH2(CRH是“China Railway High-speed”的缩写,意为“中国高速铁路”)于2006年12月下线,该动车组由南车集团青岛四方机车车辆厂生产,通过从德法等国引进先进技术,已成功掌握了9项关键技术,制造出具有自主知识产权的动车组产品系列。该动车组经过在北京的测试,目前已经在京津城际铁路和其它国内城市城际铁路运行。首列国产化CRH3高速动车组于2008年3月31日在唐山下线,该动车组设计时速不低于350公里,率先在京津城际铁路投入运行。2008年6月24日,CRH3高速动车组在京津城际铁路运行试验中,创出世界运营铁路的最高时速394.3公里,从北京到天津只用25分10秒。试验过程中,动车组列车各系统运行正常,列车平稳舒适。这意味着京津城际铁路线桥质量、动车组性能、各系统间的配合已达到世界一流高速铁路标准。CRH3在技术方面不同于CRH2,CRH3的原型是德国ICE3,制造商是唐山机车车辆厂和德国西门子公司。唐山机车车辆厂为京津城际铁路制造了5列CRH3。CRH3不但速度快,而且工艺精湛,在其内部,吧台等豪华设施应有尽有,几乎可以和高档轿车相媲美。在“十一五”期间,我国不但要开发时速350公里的动车组,还要完成时速300至350公里动车组的卧铺车、餐车、行李车等产品的开发,形成自主设计和制造能力,打造中国铁路动车组和大功率机车系列产品。四、高速动力车关键技术(一)交流传动技术在高速机车车辆开通初期采用直流电机作为牵动引力。随着新型半导体器件的出现和电传动技术的发展,交直交变频调速技术已经充分显示出它的优越性;并已经在高速列车上得到广泛的应用。现在,无论是动力集中式还真动力分散式电动车组几乎毫无例外地都采用了交流传动技术;而交直传动技术将逐步被淘汰。交流传动的明显优点:由于牵引电机为三相交流异步电机,不需要换向器,使得电机最大转速大大提高、电机体积大大减小、故障大大减少。有利于减小转向架的重量。交流传动系统有良好的牵引、制动控制特性;可实现再生制动,有效地实现了能源的再利用;由于再生制动的使用,制动盘(片)的使用率大大降低,磨耗大大减小;再生制动工况与牵引工况之间的转换迅速、连续、无冲击;系统的功率因数接近于1,对电网几无谐波污染。(二)列车监测、诊断、控制技术随着计算机技术、信息技术、网络技术的发展,高速列车出现了控制、监测、诊断系统。这是一个车载分布式计算机网络系统,通过列车、车厢总线把分布在各车厢中的各控制、监测的计算机联网;由列车上的主控计算机对列车实施控制、监测、诊断。各种信息不通过司机台上的显示屏使司机可以知道列车中主要设备的运行状态并作出诊断进行必要的处理。无论对于动力集中式列车还是动力分散式列车都可以实现各牵引动力设备的重联控制。 (三)制动系统随着ATP乃至ATC、ATO技术的发展,对列车的控制采用了更为有效的模式曲线控制的机电一体化的列车运行速度控制系统。列车上原有的制动技术列车管减压方式已经不能适应这一要求。随着计算机技术、信息

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