高鐵列車的發展

2023-01-04 15:51:05 字數 4773 閱讀 7096

摘要:引言:

關鍵字:

1、 高速列車的介紹

1.1、高速列車的概念

高速鐵路是乙個具有國際性和時代性的概念。2023年5月,聯合國歐洲經濟委員會將高速鐵路的列車最高執行速度規定為客運專線300km/h,客貨混線250km/h。2023年歐盟在96/48號指令中對高速鐵路的最新定義是:

在新建高速專用線上執行時速至少達到250km的鐵路可稱作高速鐵路。廣義的高速鐵路包含使用磁懸浮技術的高速軌道運輸系統。鐵盟認為:

各國可以根據自身情況確定本國高速鐵路的概念,在既有線上提速改造,時速達到200km以上,也可稱為高速鐵路。從2023年1月1日開始,我國《鐵路安全管理條例》正式施行,而其中的第107條就對高鐵概念進行了清晰明確,即:高速鐵路,是指設計開行時速250公里以上(含預留),並且初期運營時速200公里以上的客運列車專線鐵路。

1.2高速列車的產生和國際高速列車的發展

2023年開通的日本東海道新幹線,是世界上第乙個商業營運速度達到時速200公里以上的高速鐵路系統。2023年10月1日新幹線正式開通營業,這條客運專線的電氣化、標準軌距的雙線鐵路,是當時世界一流的高鐵技術水平,高鐵由試驗階段跨入商業運營階段。這條客運專線長515.

4km,最高速度210km/h,使得東京到大阪間的旅行時間由原來的6.5小時縮短到3小時10分鐘。由於舒適的乘車體驗,大量的客流從航空轉向鐵路,迫使東京—名古屋的飛機航班停飛。

2023年日本國會審議通過了《全國鐵道新幹線建設法》,掀起了高速鐵路建設的浪潮。2023年至2023年間又依次開通了山陽新幹線(2023年)、東北新幹線(2023年)、上越新幹線(2023年)。列車最高時速300km,基本形成了國內高速鐵路網骨架,2023年北陸新幹線通車營業,列車最高時速260km。

隨著高速鐵路技術被世界的認可,以及其對經濟和社會發展所起的巨大作用,高速鐵路在亞洲和歐洲得到了迅猛的發展。

圖1 日本的原形車

法國高速鐵路稱t**。2023年,法國**批准修建t**東南線, 2023年,法國開始修建巴黎一里昂高速鐵路線(t**東南線主要路段),長426.38km,最高執行時速270km,其中新線388.

93km,其餘利用原市郊線。該線於2023年和2023年分兩階段通車,執行時間2小時,最高執行速度270km/h,創當時世界最高執行速度,該線比巴黎—昂航班節省時間.且票價僅為機票的1/2~1/3。2023年和2023年,法國又建成大西洋線,列車最高時速達到300km。

2023年,法國第三條高速鐵路t**北歐線開通運營,由巴黎為起點穿過英吉利海峽隧道通往倫敦,並與歐洲北部國家相連,是一條重要的國際通道。2023年,地中海線建成,最高時速350km。法國t**列車可以延伸到既有線上執行,所以其高速鐵路雖然只有1282km,但t**高速列車的通行範圍已達5921km,覆蓋大半個法國國土。

其中法國的t**系列創下運營速度之最,2023年其速度曾達到每小時574.8公里。

德國(原聯幫德國)曾一度偏重高速公路的發展,忽視鐵路新線的建設。在高速鐵路的發展上走過彎路。德國於2023年試製成第一輛ice機車。

2023年德國高鐵計畫開始實施,2023年首次試車時速317km,2023年創造了時速406.9km的記錄。20世紀80年代才開始加快研製ice高速電動車組,於2023年和2023年進行兩條高速線的建設,並於2023年投入運營,線路總長426km,構造速度280km/h,實際運營速度250km/h,採用客貨混跑方式,ice列車可下線在經過適當改造的既有線上執行。

不過德國的實用性高鐵是20世紀90年代初才開始修建,2023年曼海姆至斯圖加特線建成通車;2023年漢諾瓦至維爾茨堡線建成通車;2023年德國鐵路購買了60列時速280kmice列車。2023年,柏林一漢諾瓦(254km)通車,其後還新建與改造了高速線路889km,形成了漢堡一魯爾一斯圖加特、漢諾瓦一維爾茨堡一慕尼黑、柏林一魯爾三條高速走廊。目前,德國的泛歐高速鐵路和第三期高速鐵路陸續建成,實現了高速鐵路國際直通運輸。

圖2 德國的原形車

義大利第一條高鐵於2023年建成的羅馬至佛羅倫斯線。2023年義大利正式開始高速鐵路網建設。2023年對公尺蘭-博洛尼亞段180公里鐵路進行改造公升級,車速提高至每小時300km。

2023年至2023年又依次建成都靈-博洛尼亞、公尺蘭-威尼斯、公尺蘭-熱那亞高速鐵路,高速鐵路總長度達到1525km。義大利高速鐵路採用最新型的etr500高速列車,稱之為「義大利歐洲之星」。

圖3 義大利的原形車

此外,西班牙等國也於90年代建成了一定數量的高速鐵路。另一些國家,如英國和瑞典,則把重點放在開發適應在既有線上執行的擺式列車技術上,對既有線進行適當改造,也實現了最高執行速度200km/h。

1.3、高速鐵路的特點

高速鐵路自修建以來,與航空和高速公路的競爭中顯示出了它諸多的優越性。

1) 高速、安全、正點、舒適

如果高速鐵路運營速度為300km/h,可超過小汽車1倍以上,為亞音速客機的1/3,短途飛機的1/2 。在1000km內乘坐高速鐵路比乘坐飛機花的時間還要少。

對於旅客來說,安全、正點、舒適是十分重要的。高速鐵路從開始運營至今,日本40多年、德國20多年從未發生過列車顛覆和旅客死亡事故。類外不論是飛機旅行還是汽車旅行,正點率都得不到很好的保證,

2) 運輸能力大,占地小

3) 能源消耗小,環境汙染小

1.4我國高速列車的發展及規劃

我國高鐵起步自上世紀90年代,高鐵發展始終得到黨和**的高度重視,高鐵的建設發展與建設小康社會、和諧社會的目標一致的,也是由當前的國情決定的。我國主要鐵路幹線運輸能力十分緊張,長期以來鐵路運輸能力一直處於超負荷和限制型運輸狀態。現有運輸能力遠遠不能適應通道客貨運輸增長需要,難以滿足客貨運量快速增長和運輸質量提高的要求。

在此背景下,黨和**提出大力興建高鐵,於是一條條高鐵專線建成運營。高鐵的建設運營既緩解了鐵路運輸壓力,又拉動了內需發展了高鐵。高鐵建設與發展對我國經濟發展起到了重要的紐帶與動脈作用,同時極大的緩解了鐵路客運的壓力,高鐵運輸的低碳、節能功能明顯,已經成為我國現代化交通體系的主幹。

我國那麼重視高鐵的發展,那高速鐵路和普通鐵路的區別是什麼?速鐵路和普通鐵路的區別就是:1、高速鐵路非常平順,以保證行車安全和舒適性,高速鐵路都是無縫鋼軌,而且時速300公里以上的高速鐵路採用的是無砟軌道,就是沒有石子的整體式道床來保證平順性。

2、高速鐵路的彎道少,彎道半徑大,道岔都是可動心高速道岔。 3、大量採用高架橋梁和隧道。來保證平順性和縮短距離。

4、高速鐵路的接觸網,就是火車頂上的電線的懸掛方式也與普通鐵路不同,來保證高速動車組的接觸穩定和耐久性

2、 高速列車機車

2.1高速列車牽引動力配置、列車車輛之間的聯接方式及列車傳動方法、基本要求

2.1.1牽引動力配置、列車車輛之間的聯接方式和組成結構

高速列車的分類是根據已成功運用的高速列車的幾種不同特點進行的,這些特點主要表現在列車動力驅動軸的分布和動力裝置的配置以及列車車輛之間的聯接方式和組成結構。因此一般可將它們劃分為不同的型別(圖1)。

按列車動力輪對的分布和驅動裝置的設定分為動力分散型和動力集中型;按列車車輛轉向架布置和車輛之間的聯接方式分為獨立(轉向架)式和鉸接(轉向架)式。

圖1商速列車分類示意圖

動力分散型列車是將由電機驅動的動力輪對,分散布置在全部列車或列車的多組輪對上,同時將主要電器及機械裝置吊掛在車輛下部,列車的全部車輛都可載客(如圖1c、d);動力集中型列車是將電器和動力裝置集中安裝在位於列車兩端的動力車上,僅有動力車的輪對是受電機驅動的動力輪對,動力車不載客,只有中間拖車(無動力輪對)可載客(圖1a、b)。

獨立式列車的每節車輛的車體都置於兩台轉向架上,車輛與車輛之間用密接式車鉤相聯接,每節車輛從列車上解掛後,可以獨立行走;鉸接式列車是將車輛的車體間以彈性鉸相聯接,在相鄰車體的連線處放置乙個共用轉向架,因此每節車輛不能從列車中解開成為乙個獨立可行的車輛。

動力集中型高速列車具有以下優點:

(1)它與傳統的列車相似,便於我們按習慣進行執行管理和維修管理。

(2)故障相對較高的電器、機械裝置集中在頭車,運用中便於監測和進行技術保養。這些裝置的工作環境也較清潔。

(3)機械、電氣裝置與載客車廂相隔離,車廂內雜訊、振動較小。

(4)牽引頭車可以摘掛(雖然不是傳統列車的自動車鉤那樣的方便摘掛)使列車進入既有線,甚至可更換內燃機車使列車直接進入非電氣化鐵路執行。

動力集中型高速列車的缺點在於:

(1)動力頭車不能載客,相對減少了載客量。

(2)動力頭車集中了全部動力裝置,減輕裝置重量比較困難,而高速列車要求列車的軸重盡量輕。

(3)高速度的列車需要頭車產生足夠的大粘著牽引力,因而動力車輪的軸重不能太輕,這與(2)條提到的要求形成難以克服的矛盾。

(4)速度越高,列車的功率越大,大功率動力裝置的重量也相應增大,這與減輕重量的要求又是矛盾。

(5)動力頭車的制動能力受到粘著的限制,需要拖車分擔部分制動功率,因此列車的制動效能欠佳。

動力分散型高速列車的優點是:

(1)可較充分利用車輛載客,增加列車載客量。

(2)將牽引動力裝置和牽引電機的功率和重量分散由列車的各個車輛負擔,較易實現高速列車減輕軸重的要求。

(3)列車的牽引力分散在各個動力車輪上,可解決高速列車大牽引力與軸重限制之間的矛盾。

(4)列車制動力由全列車各車輛分擔,可充分利用動力制動功率,因而列車具有較好的制動效能。

動力分散型高速列車也存在一定的缺點:

(1)車輛下部吊裝動力裝置,其產生的振動和雜訊會影響車廂內的舒適度。為隔振降噪增加技術難度。

(2)動力裝置安裝在車下,要求體積小,工作環境差。分散的動力裝置故障率相對較高。

(3)列車只能分單元編組,不能駛入非電氣化鐵路執行。

(4)與傳統運營、維修管理體制和習慣不適應,必須建立一套新的維修保養體系。

(5)動力裝置分裝在各車輛,給車輛本身的減重又增加了一定困難。

動力分散動車組是當今世界高速動車組技術發展的放向。

2.1.2傳動方式與傳動裝置

2.1.3對高速動力車的基本要求

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