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1、世界高速铁路技术复习思考题1）高速铁路的速度分级从速度看，目前己开行的高速列车的最高运行速度可以划分为三个等级： 1第一速度级 最高运行速度为200-250公里小时 2第二速度级 最高运行速度为250-300公里小时3第三速度级 最高运行速度为300公里小时2）日本新干线铁路的技术特点：（1） 高速铁路开发之先驱，在技术、安全、效益上说明了高速铁路的可行性，带动了世界各国高速铁路技术的发展。（2） 线路中桥隧比重不断增加，线路标准不断提高（3） 建立试验段，通过试验研究解决技术关键，除大量的理论研究与分析，室内试验，各种模式试验外，运行大量的现场试验研究，获取宝贵的经验来指导全线建设。（4）
2、涌现了大量高速列车新技术，高速列车采用了动力分散的新技术，同时，在降低轴重，全面提高列车性能的方面作了大量工作，使列车的技术性能越来越好。由全钢结构变成铝合金结构，重量下降较多，走行部（转向架）采用了大量的减重技术，如空心车轴 铸铝合金齿轮箱体 、浮动夹钳式制动装置。 （5） 列车运行密度高、定员多、旅客输送量大。运行密度：在6：00-24：00的运行时间内，每小时15对，日双向列车密度285列/天， 最高达到：316列/天达到较高的水平。（6） 良好的安全性能。建立了安全可靠的列车安全保证体系，是新干线运行40年来没有造成一例旅客伤亡事件的基本保证。（7） 服务设施良好、换乘方便。3）日本新
3、干线的主要技术进步日本的新干线诞生于40年前，其后随着信息技术和电气技术的整体进步，为实现大运量高密度运行、提高安全性能及减少维护费用基本目的，新干线先后做过7次大的设计变更，应用了大批新技术，从技术整体来看与40年前相比有了“质的”飞跃。主要表现为：（1） 提高了行车速度；（2） 应用了强电半导体技术及“交流感应电机”；（3） 采用了新车体材料及设计降低了车体重量及轴重；（4） 采用了电力再生制动方式降低了能耗；（5） 完善了MARS票务系统；从总体上说，新干线技术已十分成熟，代表了轮式铁路发展方向，并且由于具有自重轻，易于将来进一步提速的特点，具有明显的先进性。4）日本高速列车运行安全的主
4、要措施（1）采用速度控制系统(ATC) ATC列车速度控制系统是以设备优先对列车进行自动减速控制的系统，在ATC信号指示速度以下时，列车的操纵靠司机制动进行，当速度超过ATC信号指示速度时则由ATC装置自动进行制动，列车速度降到ATC信号指示速度以下时自动缓解制动。日本ATC信号指示速度为30km/h 。（2）对直接控制列车运转的装置和设备都在研制设计和应用过程中考虑故障安全问题。（3）在新干线沿线设置自然灾害报警系统，当自然灾害袭来时通过切断新干线供电电源或经ATC 列车自动控制系统控制列车减速运行。（4）全线立交封闭、方便迅速的紧急联络系统、科学的设备人员管理和严格的培训教育。5）高速铁路
5、的经济评估 建设一条高速铁路投资巨大，建成后能否赢利，能否以较快的速度回收投资，以及它对整个社会经济发展的推动作用究竟如何是一个首先应该考虑的大问题。经济评估应该从直接效益与间接效益两个方面进行。直接效益是建设的高速铁路系统是否具有很好的收益性，能否成为赢利的高速交通系统、回收投资的速度任何等方面。而高速铁路间接效益的考察内容则包括：（1） 对沿线经济及经济整体发展的贡献；（2） 时间经济价值，高速的移动系统可创造大量的时间经济价值；（3） 环境效益，高速铁路是一种对环境负荷小的运输工具，可从能耗、噪音、交通事故等方面，通过折合成金额的来进行评价；（4） 建设投资对当时经济的直接拉动效益；（5
6、） 对科技发展带来的长期效益，高速铁路技术是集各种技术大成的新技术集合体，其技术涉及了电源电力、材料、信息及控制、高精度土木工程、防震等众多领域。日本由于新干线的开发带动了这些学科领域的发展，使得日本的交通综合技术领先于世界，其长远效益不可低估。6）磁悬浮技术的要点及系统的特点磁悬浮列车包含有两项基本技术，一项是使列车悬浮起来的电磁系统，另一项是用于牵引的直线电动机。磁悬浮的优势（1） 速度高，常导磁悬浮可达400500公里小时，超导磁悬浮可达500600公里小时。轮轨高速的最高运营速度一般认为不宜超过400公里小时。磁悬浮的高速度使其在1000至1500公里的距离范围可与航空竞争。 （2）
7、能耗低，据德国资料，在300公里小时的速度下，磁悬浮比ICE3高速轮轨能耗少28。（3） 维修少，磁悬浮列车属于无磨损运行，要维修的主要是电气设备。随着电子工业的发展，器件可靠性将不断提高。磁悬浮的劣势 （1）风险大，在工程应用中没有实例可供借鉴，所以风险很大。德国建成的31.5公里长的试验线，原计划投资.5亿马克，后来包括研究经费在内，竟追加至7.8亿马克。柏林汉堡线年预算为亿马克，第二年就追加，达到亿马克。1999年重新核算表明，起码还要增加亿马克。造价昂贵及没有经济效益是导致该工程下马的直接原因。1998年8月，在全程270 公里的悉尼堪培拉线竞标中，德国提出的磁悬浮方案，投标价格比法国
8、的TGV高速轮轨还要低，但澳大利亚出于对风险的考虑，最后还是选择了TGV高速轮轨技术。(2)不兼容，无法与既有铁路联网是磁悬浮的另一大劣势，这使它只能适用于点对点的直通客流。 （3）此外磁悬浮还有运量小、不便扩容、难于进入市中心等缺点。7）高速铁路运输组织模式 高速铁路的运输组织模式因各国的具体国情、路情而不同，并与客货运量及其结构、运输能力的利用、线路、机车车辆、通信信号和控制系统等技术设备有关。 概括起来，高速铁路的运输组织三种模式：（1） 只开行高速旅客列车的；（2） 开行高速和中速旅客列车的；（3） 旅客列车和货物列车混用的。 除了新建高速客运专线以外，在欧洲一些国家也有利用既有铁路开
9、行高速旅客列车的，为此采用了几种不同的措施：（1） 重点改造平、纵断面条件较好的既有线以开行高速旅客列车，如德国、俄国等在这方面均有成功经验；（2） 修建高标准的新线与既有线接轨运营，如意大利罗马至佛罗伦萨问的高速铁路约有l0处与既有线接轨，组织客货列车共线运营；（3） 对既有线略加改造，采用自动倾摆式车体，以提高旅客列车通过曲线段的行车速度，如英国及瑞典等所采用的摆式车组。在高速客运专线上只开行高速旅客列车，涉及的因素较为单纯，主要是根据计划客运量确定旅客列车的对数及编成辆数、列车的最小间隔时间、开行方案，按照列车的运行时间、途中的停车站及其时分、通过车站的时间等，编制出列车运行图并付诸实施
10、即可。在高速线上开行高速及中速旅客列车，其优点是；（1） 有利于充分利用高速铁路的运能，吸引更多的客流，满足不同需求旅客的需要；（2） 有利于与相邻的原有铁路干线实行客、货分线运行，加强并提高相邻铁路干线的货物输送能力；（3） 有利于实现高速铁路客运的均衡运输，在客流高峰时期以开行高速旅客列车为主，非高峰时期以开行中速旅客列车为主，以提高高速铁路的利用率。8）高速铁路运输组织的原则：确定高速铁路的运输组织模式，不但涉及到与既有线的分工，还牵涉到高速铁路的线路设计、车站布局、信号制式、运输能力和经济效益等。因此，高速铁路运输组织的原则是：（1） 切实保证行车与人身安全；（2） 不同列车之间运行速
11、度的差值不能过大；（3） 充分发挥列车运行速度高的优势，列车停站次数不要过多；（4） 充分利用既有线的客运设备，以减少高速线路的投资，（5） 充分发挥高速铁路的运输能力，尽可能多的腾出既有线的运力，以满足运量增长的需求和改善运输环境，提高经济效益；（6） 考虑客流特点，方便旅客，提高服务质量。9）对高速铁路工务工程的基本要求 高速铁路线路应能保证列车技规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。因此，铁路线路，不论就其整体来说，或者就其各个组成部分来说，都应当具有定的坚固性和稳定性。列车以一定的重量和速度在线路上行驶，车轮则不间断地给钢轨以作用力。其中，除了重力以外，还有由于弹簧结构的振动、线路
12、上或车轮上存在着不平顺以及机车车辆在运行中未被平衡的惯性力和离心力等原因所产生的附加垂直力；由于制动和其他因素所产生的纵向水平力以及由于机车车辆摇摆和在曲线中的转动而产生的横向水平力等。另外，铁路线路还受气象、温度等因素和地质、水文地质等条件的影响，尤其是在无缝线路上，由于温度变化而在钢轨内部会产生温度力等。在高速铁路上，随着列车运行速度的提高，要求线路的建筑标准也越高，包括最小曲线半径、缓和曲线、外轨超高等线路平面标淮；坡度值和竖曲线等线路纵断面标准，以及高速行车对线路构造、道岔等的特定要求等。最小曲线半径是线路平面设设计的允许选用的曲线半径最小值。有条件时应尽可能选用较大的值，这样，可以改
13、善运营条件。节省较多的运营费用。最小曲线半径的选定主要应考虑行车速度、地形条件和机车牵引种类等因素。其中行车速度是选定最小曲线半径的主要依据。 路基的稳定性与坚固性直接关系到线路的质量、列车的正常运行及安全、特别是高速列车，运行时更需要有良好的路基基础。为保证路基状态的完好，保证线路质量和列车的安全、正常运行，路基应满足下述要求：（1） 基面必须平顺并应有足够宽度，路基面的上方应形成与铁路限界规定相符的安全空间，不得侵入铁路建筑限界，以保证列车运行与线路作业安全的要求。（2） 路基应具有抵御各种自然因素影响的足够的坚固性和稳定性。坚固性是指路基本体须有足够的强度，不发生超过允许的沉落；稳定性是
14、指路基边坡和基底内保持固定的位置，不发生危及正常运营的变形；（3） 水的活动是造成路基病害的重要原因。为保证路基的坚固和稳定，必须做好路基的排水工作；（4） 路基的设计、施工与养护应符合经济合理的原则。10）对高速铁路线路的作用力和其他影响因素？作用在轨道上的力，当列车以一定的重量和速度在线路上行驶时，车轮不间断地给钢轨以作用力。这些力主要包括：1）重力2）转向架对线路的动作用力3）线路上或车轮上存在着不平顺4）机车车辆在运行中未被平衡的惯性力和离心力等原因所产生的附加作用力5）制动和其他因素所产生的纵向水平力6）机车车辆摇摆和在曲线中的转动而产生的横向水平力等铁 路线路还受气象、温度和地质、
15、水文地质等条件的影响，尤其是在无缝线路上，由于温度变化而在钢轨内部会产生温度力等。11）高速行车对桥梁设备的要求 机车车辆以较高速度通过桥时，由于振动的影响，上部结构会产生更大的应力及挠度，同时，还会使桥上轨道的几何形状发生变化。桥面在平面和纵断面方向弯曲变形过大，会导致振动加剧，影响行车安全，对旅客乘车的舒适件也会影响。这种现象，必须加以控制，并要求桥梁结构本身具有足够的强度，同时在高速行车条件下桥上轨道的几何形状能保持良好状态。 高速行车要求桥梁结构物有高度的抗挠和抗扭刚度，通常不采用柔件结构；刚构和框架结构可以减少维修工作量，且有局部损伤时也不影响整体。从受力的角度来讲，多跨连续的钢筋混凝土梁桥比较安全可靠。同时要对铁路桥梁的冲击系数、挠度、转角等高速行车条件下桥梁的安全规范作出规定。此外，还对桥梁进行疲劳检算，对桥墩和下部结构的下沉量注意监测，增加线路维修与巡回检查次数等。12）高速铁路的轨道维修和养护由于列车不间断地运行以及自然界和人为的作用，往往使高速铁路线路发生各种变形或损坏。为了确保列车能在技规定的最高速度安全、平稳、不间断地运行，以及延长线路各部分的使用寿命、必须加强对线路的养护维修和监测，保证线路设备经常处于完好状态。尤其是对高速铁路线路，
