1、高速鐵路系統(tǒng)概述,主要內(nèi)容,高速鐵路的發(fā)展背景 高速鐵路的系統(tǒng)組成 高速列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 討論,高速鐵路的發(fā)展背景,高速鐵路的定義 世界高速鐵路的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 中國(guó)高速鐵路的現(xiàn)狀與規(guī)劃,高速鐵路的劃分,國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）的以速度為等級(jí)將鐵路劃分為： 常速鐵路：100120公里/小時(shí) 中速鐵路：120160公里/小時(shí) 準(zhǔn)高速鐵路：160200公里/小時(shí) 高速鐵路：200400公里/小時(shí) 超高速鐵路：400公里/小時(shí)以上,中國(guó)高速列車的定義,高速鐵路是指通過改造原有線路（直線化、軌距標(biāo)準(zhǔn)化），使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)200公里以上，或者專門修建新的“高速新線”，使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)250公里以上

2、的鐵路系統(tǒng)。 時(shí)速在200km/h以上，為動(dòng)車組 時(shí)速在300km/h以上，為高速動(dòng)車組,高速鐵路發(fā)展回顧,1814年，英國(guó)人斯蒂芬森發(fā)明了世界上第一臺(tái)沿軌道運(yùn)行的蒸汽機(jī)車 1825年9月27日斯蒂芬森親自駕駛首臺(tái)機(jī)車（12節(jié)煤車，20多節(jié)車廂，約450名旅客），成功在英國(guó)斯托克頓Stockton 和達(dá)靈頓Darlington之間的36km距離內(nèi)，以24km/h速度運(yùn)行，鐵路運(yùn)輸事業(yè)從這天開始 1903年10月28日，德國(guó)的AEG軌道電動(dòng)車創(chuàng)下了最高運(yùn)行速度210.2km/h的世界記錄 1964年10月，日本東海道新干線建成，列車以210km/h速度營(yíng)運(yùn)，世界上才真正出現(xiàn)第一條高速鐵路,上世紀(jì)

3、七、八十年代,20世紀(jì)70年代末期 ，英國(guó)HST(200km/h)、Inter City 225(225km/h) 80年代，法、德等國(guó)相繼建成高速鐵路 TGVPSE高速列車營(yíng)運(yùn)速度為260km/h，TGV-A、歐洲之星(Euro-Star)高速列車營(yíng)運(yùn)速度為300km/h 德國(guó)的ICE(Inter City Express)高速列車，其營(yíng)運(yùn)速度，第一代為250km/h、第二代為280km/h、第三代為330km/h,總體發(fā)展情況,法國(guó) 1955年 331公里 1971年 318公里 1981年 380公里 1990年 515.3公里 德國(guó) 317公里 1988 406.9公里 日本 1991

4、年 300系 325.7公里 400系 336公里,其他國(guó)家情況,意大利：投入運(yùn)營(yíng)里程達(dá)到1525km 西班牙：2230公里的高速鐵路 荷蘭：安特衛(wèi)普-阿姆斯特丹，全長(zhǎng)95 km 英國(guó)：海峽隧道連接線，一期全長(zhǎng)69 km 俄羅斯：莫斯科一圣彼得堡，全長(zhǎng)654 km 韓國(guó)：首爾-釜山，全長(zhǎng)426 km 澳大利亞：悉尼一堪培拉，全長(zhǎng)270 km,泛歐高鐵網(wǎng)規(guī)劃,歐洲9個(gè)擁有高速鐵路的國(guó)家將總共投入2000億美元，使目前總長(zhǎng)為7000公里的鐵路線延長(zhǎng)至1.6萬公里。 為了配合歐洲高速鐵路網(wǎng)的建設(shè)，歐洲東部和中部的捷克、匈牙利、波蘭、奧地利、希臘以及羅馬尼亞等國(guó)家正在進(jìn)行干線鐵路的全面提速改造。,世界

5、著名高鐵生產(chǎn)廠商,Regina（龐巴迪）,E2-1000（川崎重工）,Velaro-E（西門子）,SM3（阿爾斯通）,中國(guó)高速鐵路發(fā)展,1978年的秋天，鄧小平在日本考察新干線時(shí)感慨地說：“像風(fēng)一樣快，我們現(xiàn)在很需要跑！” 當(dāng)時(shí)，國(guó)外高速列車時(shí)速已達(dá)300公里，而中國(guó)旅客列車的平均時(shí)速卻僅為43公里。,廣深鐵路技術(shù)改造（19911994）,20世紀(jì)90年代，鐵路面臨著與高速公路和航空運(yùn)輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)，為了大量吸引客流，鐵路提速勢(shì)在必行 設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為客車時(shí)速160200km 雙線電氣化鐵路，客貨共線 投入運(yùn)營(yíng)后，經(jīng)不斷配套完善，又從瑞典引進(jìn)X2000擺式列車，客車的實(shí)際運(yùn)行時(shí)速已超過200km。,

6、六次鐵路大提速（19972007）,1997年4月1日，最高時(shí)速140公里的40對(duì)快速列車，平均時(shí)速54.9公里 。 1998年10月1日，最高時(shí)速達(dá)到140公里至160公里，平均時(shí)速55.2公里 。 2000年10月21日，重點(diǎn)是亞歐大陸橋隴海、蘭新線、京九線和浙贛線，平均時(shí)速達(dá)到60.3公里 。將原來的列車七個(gè)等級(jí)調(diào)整為三個(gè)等級(jí)，即特快旅客列車、快速旅客列車、普通旅客列車,六次鐵路大提速（19972007）,2001年11月21日，實(shí)施新列車運(yùn)行圖，全國(guó)鐵路實(shí)行聯(lián)網(wǎng)售票。平均時(shí)速61.6公里 。 2004年4月18日，開行19對(duì)直達(dá)特快列車，部分列車時(shí)速200公里。平均時(shí)速65.7公里 。

7、 2007年4月18日，開行動(dòng)車組140對(duì)，年底達(dá)到257對(duì)。時(shí)速200公里及以上里程達(dá)到6003公里。,中國(guó)高鐵的發(fā)展沿革,20052008年京津城際鐵路通車，標(biāo)志著中國(guó)系統(tǒng)掌握了時(shí)速350公里的高速鐵路成套技術(shù)。 20082011年高鐵的快速突破： 武廣、鄭西等客運(yùn)專線持續(xù)運(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里 的武廣客運(yùn)專線的建設(shè)，形成了中國(guó)高速鐵路體系標(biāo)準(zhǔn)。 京滬高速鐵路最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速380公里,中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃,2004年經(jīng)國(guó)務(wù)院審議通過，其發(fā)展目標(biāo)為：到2020年， 到2020年全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到12萬公里以上，其中： 規(guī)劃建設(shè)客運(yùn)專線1.6萬公里以上，到2012年建設(shè)客運(yùn)專線1.3萬公里 新線建設(shè)4

8、.1萬公里 既有線增建二線1.9萬公里 既有線電氣化2.5萬公里,快速客運(yùn)網(wǎng),“四縱四橫”，時(shí)速大部分在350公里 跨區(qū)際的快速通道，比如貴州廣州、南寧廣州、江西福建，它速度的目標(biāo)一般定位在時(shí)速250公里。 區(qū)域城市圈城市軌道交通，為環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角等一些城市密集的地方構(gòu)筑，它的速度目標(biāo)一般定位在200250公里,高速鐵路網(wǎng),四縱四橫圖解,“四縱”客運(yùn)專線,京滬高速鐵路： 京港高速鐵路：北京武漢廣州深圳香港 北京沈陽(yáng)哈爾濱（大連） 東南沿海鐵路：杭州寧波福州深圳，預(yù)留跨越臺(tái)灣海峽，連接臺(tái)灣的設(shè)計(jì)條件,“四橫”客運(yùn)專線,徐州鄭州蘭州，將來延伸至烏魯木齊 滬昆線：杭州南昌長(zhǎng)沙昆明 青島石家莊

9、太原，其延長(zhǎng)線太原中衛(wèi)銀川也已經(jīng)開工 滬漢蓉高速鐵路：上海南京武漢重慶成都,高速列車發(fā)展過程,上世紀(jì)90年代初，開始高速列車綜合試驗(yàn)，已經(jīng)取得了大量實(shí)踐試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2001年4月，鐵道部下達(dá)“270km/h高速列車設(shè)計(jì)任務(wù)書”，開始設(shè)計(jì)“中華之星”。 2002年11月27日，“中華之星”電動(dòng)車組沖刺試驗(yàn)創(chuàng)造了最高速度每小時(shí)321.5公里的當(dāng)時(shí)“中國(guó)鐵路第一速”。 2005年正式運(yùn)營(yíng)于秦沈?qū)＞€，運(yùn)營(yíng)速度為160km/h。2006年8月2日停運(yùn),引進(jìn)策略,國(guó)產(chǎn)動(dòng)車組,四方股份,CRH2 速度等級(jí)275km/h,B S P,唐山公司,CRH1：速度等級(jí)200km/h,CRH3 速度等級(jí)350km/h

10、,長(zhǎng)客股份,CRH5 速度等級(jí)250km/h,十一五期間成果,“十一五”期間，我國(guó)已經(jīng)建成5000公里以上的高速鐵路，居世界前列；到2020年，將建成16000公里的高速鐵路，我國(guó)高速鐵路的總里程已居世界第一。 截至2011年，我國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的高速列車共計(jì)786標(biāo)準(zhǔn)列，其中時(shí)速200-250km/h速度級(jí)355列，時(shí)速300-350km/h速度級(jí)140列，時(shí)速380km/h速度級(jí)133列。,高速鐵路系統(tǒng),高鐵系統(tǒng)集成,工務(wù)工程,無縫鋼軌：攀鋼、包鋼、鞍鋼等企業(yè)可生產(chǎn) 道岔：從法國(guó)科吉富、德國(guó)BWG引進(jìn)，國(guó)產(chǎn)化逐步達(dá)100。 扣件：從德國(guó)VOSSLOH公司、 RST公司和法國(guó)PANDROL公司引

11、進(jìn)技術(shù)。 無碴軌道：形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CRTS有擋肩、無擋肩板式，雙塊埋入式、壓入式系列無碴軌道技術(shù)體系。 隧道、橋梁、車站：自主設(shè)計(jì),牽引供電,供電系統(tǒng)：從國(guó)家電網(wǎng)受電，向線路供電，主要由變電所、開閉所、分區(qū)所等構(gòu)成。優(yōu)先采用電力系統(tǒng)兩回獨(dú)立可靠的220kV電源，互為熱備用。 變電系統(tǒng)：將220kv或110kv外部電源轉(zhuǎn)變?yōu)?7.5kv，向線路供電。主要由牽引變壓器、斷路器等構(gòu)成，變電所無人值班。,牽引供電,接觸網(wǎng)系統(tǒng)：通過線路向動(dòng)車組和電力機(jī)車不間斷提供電能，主要由接觸懸掛（承力索、接觸線、吊弦等）、支持裝置（腕臂、定位裝置等）、支柱和基礎(chǔ)等構(gòu)成。,遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)SCADA：監(jiān)督控制和數(shù)

12、據(jù)采集，完成四電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的遙控、遙信、遙測(cè)及調(diào)度管理等功能，在線實(shí)時(shí)監(jiān)控220v220kv四電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。,動(dòng)車組,核心技術(shù)的三個(gè)大類,車體,唐車組裝照片,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析,碰撞安全,動(dòng)車組關(guān)鍵技術(shù),轉(zhuǎn)向架,CRH3采用德國(guó)SF500的改進(jìn)型,牽引傳動(dòng)系統(tǒng),主電路參數(shù),受電弓 AC25KV 變壓器 副邊 AC1.55KV 中間直流電壓 DC2.7-3.6KV IGBT脈寬調(diào)制逆變器PWMI AC2.7KV 牽引時(shí)：2383KW 制動(dòng)時(shí)：1843KW,牽引變流器,2臺(tái)4象限整流器并聯(lián)，向1臺(tái)逆變器供電 1臺(tái)三相電壓型兩電平逆變器，給4臺(tái)異步牽引電機(jī)供電 1臺(tái)牽引控制單元TCU控制整流器和逆變器

13、，實(shí)現(xiàn)變壓變頻控制VVVF 具有冷卻系統(tǒng) 具有故障保護(hù)系統(tǒng),牽引電機(jī),三相四極異步電機(jī) 額定電壓 約 2,700 V 額定電流 約 145 A 額定功率 562 kW 額定轉(zhuǎn)速 4,100 min-1 輪對(duì)最大負(fù)載 17 t 齒輪比 約 1 : 2.788（1 檔）,電機(jī)傳感器,溫度傳感器：定子中 風(fēng)機(jī)冷卻 速度傳感器：電脈沖計(jì)速,動(dòng)車組技術(shù),空氣動(dòng)力學(xué)研究,弓網(wǎng)關(guān)系,弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸力 太小，接觸電阻大；太大，磨損增加 離線 受電弓與接觸線脫開，導(dǎo)致失壓、電弧、電壓畸變，并影響無線通信。 硬點(diǎn) 接觸線上彈性變差或有附加質(zhì)量的地方，出現(xiàn)撞弓、碰弓現(xiàn)象 接觸線動(dòng)態(tài)抬升量 高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的垂直振動(dòng),牽引特

14、性曲線,CRH動(dòng)車組特性曲線,動(dòng)車組技術(shù),牽引測(cè)試系統(tǒng),制動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),通信信號(hào),列車運(yùn)行控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) 調(diào)度集中系統(tǒng) 防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng) GSM-R無線通信系統(tǒng) 視頻監(jiān)控系統(tǒng),列車運(yùn)行控制系統(tǒng),由列控中心、閉塞設(shè)備、地面信號(hào)設(shè)備、地車信息傳輸設(shè)備、車載速度控制設(shè)備構(gòu)成的用于控制列車運(yùn)行速度保證行車安全和提高運(yùn)輸能力的控制系統(tǒng)。 功能包括： 線路的空閑狀態(tài)檢測(cè)； 列車完整性檢測(cè) 列車運(yùn)行授權(quán)； 指示列車安全運(yùn)行速度； 監(jiān)控列車安全運(yùn)行,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),車載安全計(jì)算機(jī)(EVC),車載安全計(jì)算機(jī)是ATP裝置的核心部分，負(fù)責(zé)從ATP各個(gè)模塊搜集信息，生成制動(dòng)模式曲線，必要時(shí)通過故障-安

15、全電路向列車輸出制動(dòng)信息，控制列車安全運(yùn)行。 為了保證列車控制的安全性和設(shè)備的冗余性，安全計(jì)算機(jī)一般采用二乘二取二或者二取二冗余結(jié)構(gòu)，安全等級(jí)達(dá)到SIL4級(jí)。,應(yīng)答器信息接收模塊(BTM),BTM天線接收來自地面應(yīng)答器的信號(hào)，傳輸至BTM模塊進(jìn)行信息解調(diào)處理。BTM是一個(gè)采用二取二技術(shù)的故障-安全模塊。通過一個(gè)專用信息接口和安全計(jì)算機(jī)同步。 同時(shí)它還提供通過應(yīng)答器中點(diǎn)時(shí)的確切時(shí)間，能夠讓ATP車載設(shè)備在幾厘米的準(zhǔn)確范圍內(nèi)進(jìn)行列車定位校準(zhǔn)。,連續(xù)信息接收模塊(STM),通過STM天線接收軌道電路信號(hào)，解調(diào)軌道電路上傳的信號(hào)信息，將解調(diào)的信息及時(shí)傳遞給安全計(jì)算機(jī)和列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置。STM模塊是

16、安全模塊，可接收Z(yǔ)PW-2000系列軌道電路及4信息、8信息、18信息等傳統(tǒng)移頻軌道電路的信息。,地-車信息傳輸 GSM-R,GSM-R：鐵路專用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。是國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ETSI，為歐洲新一代鐵路無線移動(dòng)通信開發(fā)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。歐洲委員會(huì)在在 900MHzGSM的頻率頻段上分配4MHz給鐵路實(shí)施GSMR。 GSM-R通過保持列車和控制中心的持續(xù)聯(lián)系即“永遠(yuǎn)在線”，來提供可靠的列車控制數(shù)據(jù)傳輸通道。,ATP車載設(shè)備主要工作模式,完全監(jiān)控模式 ：ATP車載設(shè)備生成目標(biāo)距離模式曲線，通過DMI顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等，控制列車安全運(yùn)行。 部分監(jiān)

17、控模式 ：數(shù)據(jù)缺損時(shí) 目視行車模式 ：當(dāng)ATP車載設(shè)備顯示禁止信號(hào)時(shí)，ATP處于目視行車模式。此時(shí)列車停車后，根據(jù)行車管理辦法(含調(diào)度命令)，ATP生成固定限制速度(20kmh)，列車在ATP監(jiān)控下運(yùn)行，司機(jī)對(duì)安全負(fù)責(zé)。 調(diào)車監(jiān)控模式 隔離模式 ：ATP車載設(shè)備故障時(shí),目標(biāo)距離曲線,制動(dòng)優(yōu)先,列控基本原理,CTCS系統(tǒng),為確保列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率，結(jié)合我國(guó)鐵路的特點(diǎn)研究制定中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng) CTCS的技術(shù)規(guī)范。參照歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ETCS）編制的。 CTCS標(biāo)準(zhǔn)起草單位： 鐵道部運(yùn)輸局基礎(chǔ)部 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 北京交通大學(xué) 北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院 北京和利時(shí)浩通科技發(fā)

18、展有限公司,CTCS等級(jí),無線閉塞中心（RBC）,在CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)中，RBC的主要功能包括：通過列車的CTCS識(shí)別碼獲得列車的信息；通過軌道電路提供的列車占用信息跟蹤區(qū)域內(nèi)列車；根據(jù)微機(jī)聯(lián)鎖、軌道電路等系統(tǒng)提供的信息，生成管轄內(nèi)每一列車的運(yùn)行許可；接收調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC）提供的臨時(shí)限速信息；向管轄內(nèi)列車傳送列車當(dāng)前運(yùn)行許可、臨時(shí)限速及線路參數(shù)。,行車許可,行車許可（MA）：是列車安全運(yùn)行的行車憑證。一個(gè)行車許可（MA）可以包括多個(gè)連續(xù)的鎖閉進(jìn)路。 縮短行車許可（SMA）：縮短行車許可強(qiáng)制列車以接收到的停車位置作為新的行車許可終點(diǎn)（EOA），列車將根據(jù)當(dāng)前位置，決定是否觸發(fā)常用制動(dòng)或緊

19、急制動(dòng)，如果列車已經(jīng)越過該位置，將立即觸發(fā)緊急制動(dòng)。,停車消息,無條件緊急停車消息（UEM）：要求列車立即制動(dòng)停車，列車接收到該消息后，將實(shí)施緊急制動(dòng) 有條件緊急停車消息（CEM）：要求列車在指定位置前停車，車載設(shè)備將評(píng)估列車當(dāng)前位置和新的指定位置間的關(guān)系，重新計(jì)算制動(dòng)曲線，根據(jù)列車到指定位置的距離，存在下述情況： 如果列車可以在指定位置前停車，列車/司機(jī)將使用常用（或緊急）制動(dòng)停車。 如果列車不能在該位置前停車，列車將使用緊急制動(dòng)，直至列車停穩(wěn)。 如果列車前端已經(jīng)越過指定位置，列車將拒絕該消息并繼續(xù)遵照已收到的行車許可行車。,7.23事件,2011年7月23日20時(shí)30分05秒，甬溫線浙江省

20、溫州市境內(nèi)，由北京南站開往福州站的D301次列車與杭州站開往福州南站的D3115次列車發(fā)生動(dòng)車組列車追尾事故，造成40人死亡、172人受傷，中斷行車32小時(shí)35分，直接經(jīng)濟(jì)損失19371.65萬元。,事件原因,直接原因：雷電 系統(tǒng)原因： LKD2-T1型列控中心設(shè)備在保險(xiǎn)管熔斷后 ，采集數(shù)據(jù)不再更新，錯(cuò)誤地控制軌道電路發(fā)碼及信號(hào)顯示，使行車處于不安全狀態(tài)。 雷擊也造成5829AG軌道電路發(fā)送器與列控中心通信故障，使D3115次列車超速防護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)制動(dòng)，在5829AG區(qū)段內(nèi)停車。因軌道電路發(fā)碼異常，司機(jī)三次轉(zhuǎn)目視行車模式起車受阻，7分40秒后才轉(zhuǎn)目視行車模式以低于20公里/小時(shí)的速度向溫州南站緩慢行駛，未能及時(shí)駛出5829閉塞分區(qū)。 因溫州南站列控中心未能采集到前行D3115次列車在5829AG區(qū)段的占用狀態(tài)信息，使溫州南站列控中心管轄的5829閉塞分區(qū)及后續(xù)兩個(gè)閉塞分區(qū)防護(hù)信號(hào)錯(cuò)誤地顯示綠燈，向D301次列車發(fā)送無車占用碼，導(dǎo)致D301次列車駛向D3115次列車并發(fā)生追尾。 管理原因： 鐵道部的招標(biāo)審核 通號(hào)集團(tuán)所屬通號(hào)設(shè)計(jì)院管理混亂 上海鐵路局有關(guān)作業(yè)人員故障處置工作不得力，,運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)機(jī)構(gòu),運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)功能,旅客服務(wù)系統(tǒng)票務(wù)與營(yíng)銷,高鐵前景,高鐵發(fā)展的爭(zhēng)論 十二五規(guī)劃 高鐵發(fā)展策略,高鐵發(fā)展?fàn)幷?安全性 速度 技術(shù) 經(jīng)濟(jì) 是否大躍進(jìn)？ 是否要