2025年鐵路學(xué)校試題及答案一、鐵道工程基礎(chǔ)1.某新建普速鐵路單線區(qū)間，設(shè)計速度120km/h，線路平面圓曲線半徑R=800m，緩和曲線長度Lh=60m。已知該曲線段軌距設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)軌距（1435mm），試計算：（1）曲線段外軌超高值；（2）緩和曲線段外軌超高順坡率是否符合規(guī)范要求（規(guī)范規(guī)定順坡率≤1/1000）。（1）外軌超高計算公式為h=11.8V2/R，其中V為設(shè)計速度（km/h），R為圓曲線半徑（m）。代入數(shù)據(jù)得h=11.8×1202/800=11.8×14400/800=11.8×18=212.4mm。但根據(jù)《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》，普速鐵路外軌超高最大值不得超過150mm，因此該曲線段外軌超高應(yīng)取150mm。（2）緩和曲線段外軌超高順坡率計算公式為i=h/Lh，其中h為外軌超高值（mm），Lh為緩和曲線長度（m）。代入數(shù)據(jù)得i=150/60=2.5mm/m=1/400。規(guī)范要求順坡率≤1/1000（即1mm/m），此處1/400=2.5mm/m＞1mm/m，不符合規(guī)范要求。需調(diào)整緩和曲線長度或降低超高值，若保持超高150mm，需Lh≥150/1=150m；若保持Lh=60m，則超高應(yīng)≤60×1=60mm。2.簡述有砟軌道與無砟軌道的主要區(qū)別及各自適用場景。有砟軌道以碎石道床為基礎(chǔ)，由鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床等組成；無砟軌道以混凝土或瀝青等整體結(jié)構(gòu)代替碎石道床，常見形式有CRTSⅠ/Ⅱ/Ⅲ型板式無砟軌道、雙塊式無砟軌道等。主要區(qū)別包括：（1）結(jié)構(gòu)組成：有砟軌道依賴散粒體道床提供彈性和縱橫向阻力，無砟軌道通過整體結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定性；（2）維護(hù)需求：有砟軌道需定期進(jìn)行起道、撥道、搗固等養(yǎng)護(hù)，無砟軌道養(yǎng)護(hù)周期長；（3）彈性與噪聲：有砟軌道彈性較好，噪聲較低；無砟軌道剛性大，需額外設(shè)置彈性墊層降噪；（4）建設(shè)成本：無砟軌道初期投資高，但長期運營成本低。適用場景：有砟軌道適用于普速鐵路、地質(zhì)條件復(fù)雜或需要頻繁調(diào)整的線路；無砟軌道適用于高速（≥200km/h）、城際鐵路、橋梁隧道等結(jié)構(gòu)物比例高的線路，以及對軌道穩(wěn)定性要求嚴(yán)格的場合（如城市軌道交通）。二、鐵路信號基礎(chǔ)1.某雙線自動閉塞區(qū)段，采用ZPW-2000A無絕緣軌道電路，區(qū)間正線設(shè)計速度200km/h，列車追蹤間隔需滿足最小3分鐘。已知軌道電路傳輸長度為2000m，列車最大長度為400m，計算該區(qū)間閉塞分區(qū)長度應(yīng)滿足的最小條件（假設(shè)列車制動距離為2500m）。閉塞分區(qū)長度需滿足：L≥列車制動距離+列車長度+安全余量。根據(jù)《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》，200km/h列車緊急制動距離一般取2000m（不同車型可能有差異，此處假設(shè)為2500m），安全余量取100m。則L≥2500+400+100=3000m。同時，自動閉塞分區(qū)長度還需滿足追蹤間隔時間要求，公式為I=（L×3600）/（V×1000），其中I為追蹤間隔時間（s），V為列車速度（km/h）。已知I=3分鐘=180s，V=200km/h，代入得L≥（I×V×1000）/3600=（180×200×1000）/3600=10000m。顯然，制動距離決定的3000m小于追蹤間隔要求的10000m，因此該區(qū)間閉塞分區(qū)最小長度應(yīng)取10000m。2.色燈信號機(jī)顯示“一個綠色燈光”“一個黃色燈光”“一個紅色燈光”分別代表什么含義？在CTCS-2級列控系統(tǒng)中，這些顯示如何與列控車載設(shè)備結(jié)合使用？（1）顯示含義：①綠色燈光：允許列車按規(guī)定速度運行；②黃色燈光：要求列車注意運行，前方有一個閉塞分區(qū)空閑；③紅色燈光：禁止列車越過該信號機(jī)。（2）CTCS-2級列控系統(tǒng)中，地面信號機(jī)作為輔助顯示，列控車載設(shè)備（ATP）通過軌道電路接收地面發(fā)送的機(jī)車信號信息（如L、LU、U、HU等碼序），生成目標(biāo)距離模式曲線控制列車運行。當(dāng)色燈信號機(jī)顯示綠色時，軌道電路發(fā)送L碼（允許按最高允許速度運行）；顯示黃色時發(fā)送LU碼（前方有一個閉塞分區(qū)空閑，需準(zhǔn)備減速）；顯示紅色時發(fā)送HU碼（禁止越過該信號機(jī)）。ATP根據(jù)接收的碼序計算制動曲線，確保列車在信號機(jī)前停車或按要求速度運行，實現(xiàn)“以車載設(shè)備為主、地面信號為輔”的控制模式。三、鐵路運輸組織1.某鐵路區(qū)段開行旅客列車10對（含2對動車組）、貨物列車20對，其中動車組最高運行速度200km/h，普速客車120km/h，貨物列車80km/h。已知該區(qū)段限制坡度為6‰，最小曲線半徑1200m，到發(fā)線有效長度850m。試分析該區(qū)段列車運行圖編制的主要限制因素，并說明調(diào)整措施。主要限制因素：（1）速度差異：動車組與普速客車、貨車速度差大（200km/hvs120km/hvs80km/h），會產(chǎn)生大量越行，影響通過能力；（2）到發(fā)線有效長度：850m限制了貨物列車編組長度（一般850m有效長度對應(yīng)牽引質(zhì)量約5000t），若需開行萬噸列車需延長到發(fā)線；（3）線路平縱斷面：6‰坡度可能限制貨物列車牽引質(zhì)量，1200m曲線半徑對動車組運行影響較小，但普速客車和貨車需限速（如曲線限速=√(127R×h實/R)，若超高設(shè)置不足可能需降低速度）。調(diào)整措施：（1）優(yōu)化列車開行方案：將動車組集中在高峰時段，普速客車和貨車安排在非高峰時段，減少越行次數(shù)；設(shè)置專門的動車組運行線，避免與其他列車交叉；（2）延長到發(fā)線有效長度至1050m以上，滿足萬噸列車開行需求；（3）對限制坡度地段進(jìn)行展線或增設(shè)補機(jī)，提高貨物列車牽引質(zhì)量；（4）調(diào)整曲線超高，在保證旅客舒適度的前提下（未被平衡超高≤60mm），適當(dāng)增加外軌超高，提高曲線通過速度。2.簡述列車編組計劃的編制原則及主要內(nèi)容。編制原則：（1）貫徹國家運輸政策，優(yōu)先保證重點物資（如煤炭、糧食、鋼材）運輸；（2）合理利用鐵路通過能力和編組站能力，減少列車改編次數(shù)；（3）優(yōu)化車流組織，縮短貨物在途時間；（4）適應(yīng)機(jī)車交路和車輛檢修要求。主要內(nèi)容：（1）確定列車種類（直達(dá)列車、直通列車、區(qū)段列車、摘掛列車等）；（2）規(guī)定列車的發(fā)到站、編組內(nèi)容（如某站到某站編組哪些品類的貨車）；（3）明確列車的編組長度和牽引質(zhì)量（如5000t、6000t）；（4）制定車流徑路（最短徑路、特定徑路）；（5）確定列車運行線在運行圖上的鋪畫位置。四、高等數(shù)學(xué)（鐵路應(yīng)用方向）1.某鐵路隧道斷面為圓拱形，拱頂?shù)铰访娓叨葹?m，路面寬度為8m（即拱形跨度8m）。為提高通風(fēng)效率，需在隧道頂部增設(shè)一個矩形通風(fēng)口（底邊與拱頂齊平，高度為h），要求通風(fēng)口面積最大。試建立數(shù)學(xué)模型并求解h的最優(yōu)值。設(shè)圓拱形所在圓的方程為x2+(y-b)2=R2，其中路面中心線為y軸，路面為y=0平面。已知跨度8m，故當(dāng)x=±4時，y=0；拱頂高度6m，故當(dāng)x=0時，y=6。代入方程得：(±4)2+(0-b)2=R2→16+b2=R202+(6-b)2=R2→(6-b)2=R2聯(lián)立得16+b2=(6-b)2→16+b2=36-12b+b2→12b=20→b=5/3≈1.6667m，R2=16+(25/9)=169/9→R=13/3≈4.3333m。通風(fēng)口為矩形，底邊在y=6處（拱頂），高度h，故頂部y=6+h。矩形寬度為2x（x為通風(fēng)口側(cè)邊到y(tǒng)軸的距離），需滿足x2+(6+h-b)2≤R2→x2=R2-(6+h-b)2=169/9-(6+h-5/3)2=169/9-(13/3+h)2。通風(fēng)口面積A=2x×h=2h√[169/9-(13/3+h)2]。令t=13/3+h（h≥0，故t≥13/3），則A=2(t-13/3)√(169/9-t2)。求導(dǎo)并令導(dǎo)數(shù)為0，解得t=13√2/6≈3.04m（舍去負(fù)解），則h=t-13/3≈3.04-4.33≈-1.29m（矛盾，說明假設(shè)通風(fēng)口向上開設(shè)錯誤）。修正模型：通風(fēng)口應(yīng)向下開設(shè)，即頂部在y=6處，底部在y=6-h（h≤6），則x2+(6-h-b)2≤R2→x2=169/9-(6-h-5/3)2=169/9-(13/3-h)2。面積A=2x×h=2h√[169/9-(13/3-h)2]。令u=13/3-h（h≤6，故u≥13/3-6=-5/3），則A=2(13/3-u)√(169/9-u2)。求導(dǎo)得臨界點u=13/(3√2)≈3.04m，此時h=13/3-13/(3√2)=13(√2-1)/(3√2)≈(13×0.414)/(4.242)≈1.27m。驗證二階導(dǎo)數(shù)可知此時面積最大，故h≈1.27m。五、英語（鐵路專業(yè)方向）ReadingComprehensionHigh-speedrail(HSR)hasrevolutionizedintercitytransportationinChina.Withanetworkexceeding42,000kilometersbytheendof2023,China’sHSRaccountsformorethantwo-thirdsoftheworld’stotalHSRmileage.Thekeytoitssuccessliesinindependentinnovation.Forexample,theFuxingbullettrain,developedbyCRRC,featuresatopspeedof350km/handisequippedwithintelligentsystemsforreal-timemonitoringoftraincomponents,suchastractionmotorsandbrakesystems.Thesesystemscandetectanomaliesandsendalertstothecontrolcenter,ensuringoperationalsafety.Anotherbreakthroughistheapplicationofballastlesstracktechnology.Unliketraditionalballastedtracksthatrequirefrequentmaintenance,ballastlesstracksuseprecastconcreteslabs,whichreducemaintenancecostsbyupto70%over30years.Thistechnologyisparticularlysuitableforregionswithsoftsoilorhighseismicactivity,asitprovidesbetterstability.China’sHSRalsoemphasizesenergyefficiency.TheFuxingtrainusesregenerativebraking,whichconverts20-30%ofbrakingenergybackintoelectricity.Comparedtoairtravel,HSRemits70%lesscarbondioxideperpassenger-kilometer,makingitagreenerchoiceformedium-distancetravel(300-1,000km).Questions:1.WhatisthetotalHSRmileageinChinabytheendof2023?2.WhatintelligentsystemsareinstalledontheFuxingbullettrain?3.Howmuchcanballastlesstrackreducemaintenancecostsover30years?4.WhatistheadvantageofregenerativebrakinginFuxingtrains?Answers:1.Morethan42,000kilometers.2.Systemsforreal-timemonitoringoftraincomponents(suchastractionmotorsandbrakesystems).3.Upto70%.4.Itconverts20-30%ofbrakingenergybackintoelectricity,improvingenergyefficiency.Translation(ChinesetoEnglish)中國鐵路的智能化轉(zhuǎn)型正在加速。2024年投入使用的智能調(diào)度系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，可實時優(yōu)化列車運行計劃，將列車正點率從95%提升至98%以上。此外，智能巡檢機(jī)器人已在多個鐵路樞紐應(yīng)用，能夠自動檢測軌道裂縫、接觸網(wǎng)異常等