国外高速列车发展

国外高速列车的发展趋势高速铁路始于日本新干线,新干线列车为动力分散配置,开通后近20年内最高运行速度维持在210～240km/h,20世纪90年代以后速度提高到270km/h以上。由于基础设施和环保条件的限制,实际运营速度没有进一步提高,但试验证明高速列车本身的技术可以达到或超过350km/h。法国高速列车采用动力集中方式,高速铁路建成初期(20世纪80年代)便把最高运营速度提高到270km/h(TGV/P)和300km/h(TGV/A),并于1990年创造了515.3km/h的最高试验速度。2001年5月又创下以平均速度317.47km/h连续运行1000km的长距离快速运行的世界纪录。德国ICE高速列车在客货混运线路上运行速度达到250km/h。所以目前日本和欧洲的高速铁路运营线路较多的国家,列车速度都达到或超过300km/h。列车速度的不断提高来源于运输市场的需求和新技术的应用,同时由于高新技术的应用,在提高速度的同时,列车的安全性、可靠性和舒适性得到加强和改善。根据各国高速列车的发展情况和运用经验,可以看出目前高速列车的发展趋势具有以下几方面的特点:(1)速度不断提高,表现在以提高试验速度为基础,不断提高运营速度。最高运营速度达到300km/h并向350km/h发展。(2)车体结构和动力设备不断轻量化。车体结构和部分机械零部件大量采用铝合金、大型挤压型材、蜂窝结构和高分子复合材料等新材料、新工艺,在保证强度的前提下大幅度减轻重量,如日本500系列车轴重已降到108kg左右。减轻车体及设备重量一方面可以增加载客量,如日本E4系双层客车,一节车厢定员达到133席；另一方面减轻轴重可降低线路维修费用。(3)向动力分散布置方向发展。针对轮轨粘着系数随速度提高而下降的物理现象,一方面提高粘着控制技术,另一方面为进一步提高速度和列车的加速能力,在轮轨粘着牵引力的限制下,不得不增加动力轮对数量,自然形成向动力分散布置方向发展。如原采用动力集中方式的德国ICE列车,开发的ICE一3改为动力分散型,法国也已将铰接式拖车转向架发展成为动力转向架,设计了动力分散式AGV列车。所以说动力分散型高速列车是列车增加载客量、提高速度和提高加速能力、提高运输能力、降低运输成本的需要。(4)电力牵引传动系统向功率大、体积小、重量轻、高可靠性和低成本方向发展。主要是源于新型电力电子器件和现代控制技术的发展与应用。表现在:①新型大功率半导体开关元件(如GTO,IGBT,IPM以至IGCT)的发展和应用,为电传动系统提供了体积小、重量轻、损耗小、可靠性高的变流器。②交流电机控制技术的发展,使列车获得了优良的调速与粘着性能。③牵引变压器、变流器、牵引电机等不断提高效率、降低重量。④列车控制系统往网络通信方向发展,列车诊断、监测及安全防护系统不断改进与完善。(5)车内环境和设备不断改善,提高了旅客乘坐舒适度和服务质量。(6)将列车的安全防护系统通过网络通信技术与高速铁路的安全保障系统、列车检修、运用系统构成统一的运营系统,实现列车运行及安全保障自动化,提高列车使用效率,降低运营成本。看帖是缘分,回帖是美德更多铁路评论请登陆中国铁道论坛(/)20世纪下半叶,世界许多发达国家对机车牵引动力进行了一系列改革和创新,尤其是在广泛采用新技术、新结构、新材料、新工艺及安全监控等方面,取得了重大突破。铁路机车及动车组作为中国交通运输的重要运载工具,在国民经济发展中发挥了极为重要的作用。一、国外技术发展现状与趋势目前,时速在220公里以上的高速铁路均采用电动车组。电动车组的牵引动力型式可分为动力集中式和动力分散式两大类。动力集中式电动车组的特点是动力集中设在动车组两端的头车上,中间编挂非动力的拖车,制造和维修成本低,但牵引电气设备总质量小。动力分散式是把牵引动力分散到全列车地板下,增加客席,列车粘着性能好,起动制停快。但由于动力设备分散,车厢内噪声较大,电气设备总重增大,动车组本身的维修和制造费用也相应增高。随着近年来电气控制设备轻量小型化、集成化和减振降噪技术的提高,动力分散型式越来越得到人们的普遍认可。世界各国新研制的速度300公里以上的高速列车基本上采用动力分散方式。二、现代高速列车技术发展水平各国高速电动车组发展都紧密结合国情、路情,突出各自特点。总体来看技术成熟、可靠性好、使用周期长、成本低。1.机电一体化技术:电动车组是在继承内燃机车、电力机车最新成果基础上,陆上最大的机电一体化系统工程。2.牵引技术:各国的新型高速列车所采用的交流传动技术,向功率大、体积小、质量轻、高可靠性、低成本方向发展。随着大功率、高频率、模块化、智能化的新型电力电子器件的不断出现,以及计算机和现代控制技术的迅速发展,使交流传动技术水平得到不断提高。3、制动技术:复合制动系统应用更加合理,使不同方式的制动性能发挥到极致。在优先再生制动,提高制动盘耐热耐裂性的基础上,又推出一种不依赖轮轨之间粘着的制动技术——线性涡流制动技术,并成功应用到日本新干线、德国IC、法国AVE上,确保300km／h以上动车组可靠安全开行。4.网络技术 依靠现代网络技术,实现全列车所有由计算机控制部件联网通信和资源共享；达到全列车的制动控制、自动门控制、轴温监控及空调控制等功能；进行全列车的自检及故障诊断决策。为了减轻列车级网络的通信数据负荷,降低收发器的驱动能力,保证控制的实时性,列车通信网络一般采用列车级和车辆级2级网络。5.动力学性能:不断进行转向架动力学性能优化设计,改进一系、二系悬挂系统的参数,越来越多的车型(如ICE3.700系、500系、E2系1000型等)采用了半有源或有源悬挂装置和非线性刚度空气弹簧等措施,提高旅客的舒适性。实现300km／h的平稳行驶。6.受流技术:改善受电弓的形状和滑板材质,达到降低噪声,减少阻力,减轻接触导线磨耗的目的。7、车体气密性技术:采用象飞机一样的压力密封列车,车辆具有很好的气密性能和防噪声干扰,在多隧道地区线路运行时能保证良好的舒适性,旅客的耳朵不会因列车外部巨大的气压变化而感到不适。8、摆式技术 为克服线路曲线半径的制约,开发各种型式的列车倾摆装置,提高列车通过曲线的速度,缩短运行时间。9、多制式兼容技术：开发适应各种接触网高度和制式的电动车组,使其成为真正意义上的国际高速列车。10、绞接式技术:法国电动车组车辆连接采用绞接结构,增强车辆间整体性和各种振动的约束,提高整列车的运行平稳性、舒适性和安全性。11. 最大程度满足旅客需求车体配置:车内装设单人闭路视频音响系统、旅客信息服务系统(GPS)。12、流体动力学:随着速度提高,进一步完善车头流线形,车厢表面及车下设备更加平滑化,导致列车空气阻力及噪声的有效下降,会车压力波明显降低,改善乘坐舒适性,降低能耗。13.材料力学：车体结构不断轻量化和刚性化,大量采用铝合金、高分子复合材料和航空结构以控制自重,尽量降低轴重。14、诊断技术:随着微电子技术的蓬勃发展实现了运行中对整个列车的全面诊断,同时还向司机提出故障信息和处理建议,并将诊断信息通过无线通信系统实时发送地面维修部门。15.运行控制技术:列车自动停车(ATS)系统；列车超速防护(ATP)系统；列车自动控制(ATC)系统；列车自动运行(ATO)系统。16.人机工程学:通过安全行为学、数学建模、图形图像处理等技术的研究,实现人、机、环境系统最优组合,为司机创造最佳的作业条件和环境。17、电磁兼容:20世纪70年代以来,进行了大量电磁兼容理论研究和无数验证。无论从电磁骚扰抑制方面还是从抗干扰方面都取得了世人瞩目的成就。18：检修技术 建立完整的科学检修体系。比如汉堡检修段、纽伦堡检修段采用3层立体检修面,百台微机信息诊断系统、专用检修设备保证了动车组的任何故障都能在60min内得以解决。19：可靠性技术：可靠性技术已贯穿于机车和动车组设计、制造、试验、使用、维修和管理等各个环节,形成一个完整的系统工程。三、世界高速列车产业发展现状与趋势目前世界生产高速列车的重点企业,主要分布在日本、德国、法国和加拿大。据德国交通银行(DVB)2001年初对世界高速铁路投资分析,世界高速列车产业多集中在欧亚地区:在1999-2009年的10年时间里,全球铁路投资规划总额高达4520亿美元,是半个世纪以来前所未有的。其中,欧洲高达1950亿