高速铁路技术论文(收集5篇)

高速铁路技术论文篇1

1铁路发展-“夕阳产业”到“东山再起”

1825年，世界上第一条铁路――英国斯托克顿到达林顿间43.5公里长的铁路正式通车，世界交通运输史翻开了新的一页。铁路的出现，以其速度快、成本低、全天候等优势，迅速扩张，在短短几年时间内就支配了工业国家的运输。当时率先进入工业化的国家无不发起了铁路建设的高潮，铁路得到了爆炸式的发展。

公路运输的机动灵活与门到门，航空运输的高速便捷等优势，使得公路和航空运输快速发展，铁路几乎垄断陆上客货运输的时代结束，铁路的地位和作用逐步弱化。在其他运输方式的强烈竞争下，铁路运量大幅度下降，经营出现大面积亏损，开始滑入低谷，有些国家甚至拆除了部分运量不大的铁路。铁路一度被视为“夕阳产业”。

世界能源资源紧缺和环境恶化的现实，能源资源紧缺的矛盾日益突出，已经面临资源枯竭或严重短缺的局面，并且生态环境持续恶化。面对这种全球能源资源危机、环境恶化的严峻形势和巨大挑战，世界各国普遍认识到，在加快经济发展的同时，必须高度重视能源资源节约和生态环境保护，实现世界经济和人类社会的可持续发展。在全球能源紧张，环境恶化的大背景下，铁路以其独特的技术经济特征，再次进入人们的视野。在高新技术的推动下，电气化铁路技术与货运重载技术快速发展，铁路自身所具有的节能、环保、快捷、安全的比较优势更加突出。由于铁路具有降耗和减排的显著优势，许多国家纷纷把发展铁路作为交通产业政策调整的重点。“古老”的铁路又重新焕发了青春。

特别是高速铁路的诞生和成功，让世界重新审视铁路的价值，开创了世界铁路的新纪元。建设快捷、绿色、节能、安全、方便的高速铁路已经成为世界性的浪潮。与此同时，高速铁路的诞生和发展，极大的改变了人们的时空观念，提高了铁路在客运市场中的竞争力。同时，融合了交流传动技术、复合制动技术、高速转向架技术、高强轻型材料与结构技术、减阻降噪技术等多种高精尖技术的高速铁路为世界铁路走向复兴提供了强大的技术平台。

2绿色铁路意义

加快绿色铁路发展，对节约我国宝贵的能源资源具有重要的战略意义。我国经济在保持快速增长的同时，生态环境恶化的问题日益突出。生态破坏和环境污染，不仅造成巨大的经济损失，也给人民生活和健康带来严重威胁。铁路具有污染小、环保好的优势，优先发展铁路这一清洁环保型交通工具，对遏制日益恶化的生态环境具有重要的战略意义。

我国幅员辽阔，资源丰富。但由于资源主要分布在西北、西南地区，主要产业和经济则分布在东部地区，由此形成了由能源与原材料构成的自西向东、自南向北的大宗货流。这些关系国计民生的重点物资运输需要大能力、低成本的运输方式承担。但由于能力不足，铁路长期以来始终是国民经济发展瓶颈。大量大宗物资由公路承担，不仅能耗高、成本高、效益低，而且出现了耗费大量高级别能源运输低级别能源的不合理现象。目前我国正处于工业化的加速发展期，基础工业还将会有一个较大发展，对大宗物资的将保持较大的增长需求，铁路货物运量将持续增长。

在我国能耗和环保矛盾日益突出的情况下，面对日益明显的瓶颈制约，作为最经济、最环保的交通运输方式，铁路越发受到国家和社会的重视。加快铁路建设对于加快转变经济发展方式，提高资源利用效率、保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济社会实现可持续发展，具有十分重要的现实意义。可持续发展，绿色铁路重任在肩。

3绿色铁路的研究

绿色铁路，要求达到铁路与自然的和谐、促进社会经济的可持续发展。促进自然的可持续利用。绿色铁路是在原本的铁路环境保护方面上的提升与进步。它不仅仅包括了传统的铁路环保的研究，还包括了一些新兴的概念，比如国土资源的利用、地质灾害的防治，以及运营中的安全性，舒适性，美观性等方面的研究。总之，提出绿色铁路有助于铁路运输的可持续发展，促进社会进步。

绿色铁路研究，在此主要阐述指标体系与方法体系的研究。对于方法体系的研究，主要可以对不同地区的铁路构建评价概念模型，比如西部山区、自然保护区与风景名胜区，东部平原地区等概念模型研究。除此还可以建立评价实例的研究，比如以京沪高铁为例，对其以绿色铁路的评价对出综合判别。

指标体系的研究，在翻阅了相关的资料与文献后，得出了包括调查研究法、目标分解法、多元统计法的比较与研究。绿色铁路指标的选定原则研究，包括系统性原则、相关性原则、可操作性原则、科学性原则和动态性与稳定性相结合原则。对于绿色铁路指标筛选方法研究，包括理论分析法、频度统计法、主成份分析法、专家咨询法等方法的比较和研究。

总之，绿色铁路的研究始终是建议在构建和谐铁路，达到人与自然相互和谐，可持续发展的基础之上的研究。

【参考文献】

[1]熊风，杨立中，罗洁，等.“绿色铁路”基础理论研究及其评价指标体系的建立[J].生态经济，2007（6）.

高速铁路技术论文篇2

关键词：直线电机；磁悬浮；城市轨道交通；适用范围

Abstract:LinearmotorhasbeensuccessfullyusedinMeglevtransitsystemandrapidrailtransitsystemforyears.ThetransitsystemsdrivenbylinearmotorareclassifiedasMaglevsystemandwheel-railsystem.ThetypicalMaglevsystemincludesJapaneseMLXsystem,GermanTransRapidsystemandJapaneseHSSTsystem.Thetechnicalandeconomicfeaturesofthesesystemsarecomparedandthesuitableapplicationfieldsofthesesystemsaresummarizedinthepaper.

Keywords:linearmotor;Maglev;urbanrapidrailtransit;suitableapplicationfields

1、引言本文介绍以直线电机作为牵引方式的新型客运交通方式，主要包括技术原理和技术经济分析，最后对我国发展轨道交通系统提出发展建议。

2.直线电机及分类

2.1直线电机原理

传统的轮轨接触式铁路，车辆所获得的牵引力（或称驱动力）、导向力和支承力均依靠轮轨相互作用获得，电传动内燃机车或电力机车的牵引动力来自于传统的旋转电机。直线电机交通系统不使用传统的旋转电机而使用直线电机(linermotor)来获得牵引动力。可以想象将传统的旋转电机从转子中心向一侧切开并且展直，这样旋转电机则变为直线电机。或者认为直线电机是半径无限大的旋转电机。这时定子中的旋转磁场将变为直线移动磁场，车辆将随着直线电机磁场的移动而向前运动。

2.2直线电机分类

直线电机可以根据磁场是否同步、定子长度及驱动方式等因素进行分类。

2.2.1按直线电机定子长度划分

根据定子长度的不同，直线电机可以划分为长定子直线电机和短定子直线电机。

长定子直线电机的定子（初级线圈）设置在导轨上，其定子绕组可以在导轨上无限长地铺设，故称为“长定子”。长定子直线电机通常用在高速及超高速磁悬浮铁路中，应用在长大干线及城际铁路领域。

短定子直线电机的定子设置在车辆上。由于其长度受列车长度的限制，故称为“短定子”。短定子直线电机通常用在中低速磁悬浮铁路及直线电机轮轨交通中，用在城市轨道交通领域。

2.2.2按直线电机的磁场是否同步划分

导轨磁场与车辆磁场可以同步运行，也可以不同步运行。据此可以将直线电机划分为直线同步电机和直线感应电机两大类型。

直线同步电机LSM(LinerSynchronousMotor)一般采用长定子技术，定子线圈（初级线圈）安装在导轨上，而转子线圈（次级线圈）安装在车辆上。导轨上的转子磁场与车辆上的定子磁场同步运行，控制定子磁场的移动速度就可以准确控制列车的运行速度。高速、超高速磁悬浮铁路一般使用该种长定子直线同步电机。德国的运捷TR和日本的MLX系统均使用这种直线同步电机。其原理见图1。

图1长定子直线同步电机原理图

直线感应电机LIM(LinerInductionMotor)一般采用短定子技术，与LSM正好相反，定子线圈（初级线圈）安装在车辆上，而转子部分则安装在导轨上。转子磁场与定子磁场不同步运行，故也称为直线异步电机。中低速磁悬浮铁路（如HSST）及直线电机轮轨交通一般使用该种电机。其原理见图2。

图2.短定子直线感应电机原理图

2.2.3按驱动方式划分

列车的运行工况（牵引、惰行、制动）及运行速度完全由定子绕组中的移动磁场控制。按照直线电机的初级线圈（定子线圈）的安设位置不同，直线电机牵引的轨道交通可以划分为导轨驱动和车辆驱动两种类型。

导轨驱动也称为路轨驱动或地面驱动，采用长定子直线同步电机LSM。直线电机的初级线圈（定子线圈）设置在导轨上，采用长定子同步驱动技术。其列车的运行工况及运行速度由地面控制中心控制，列车司机不能直接控制。导轨驱动技术一般用于长大干线铁路或城际轨道交通。德国的运捷TR和日本的MLX系统均使用这种驱动技术。

列车驱动技术采用短定子直线感应电机LIM。直线电机的初级线圈（定子线圈）设置在车辆上，其列车的运行工况及运行速度由列车司机控制，故称为列车驱动。列车驱动技术一般用于城市轨道交通，用于中低速磁悬浮铁路（如HSST）及轮轨直线电机铁路。

3.直线电机交通模式

直线电机交通主要包括磁悬浮铁路和直线电机牵引的轮轨交通两种类型。磁悬浮铁路的典型模式包括日本的超导超高速磁悬浮MLX、德国的常导超高速磁悬浮“运捷”TR和日本中低速磁悬浮HSST。

3.1德国常导磁悬浮TR系统

德国常导磁悬浮TR系统采用了长定子直线同步电机（LSM）驱动，悬浮和导向采用电磁悬浮EMS原理，利用在车体底部的可控悬浮电磁铁和安装在导轨底面的铁磁反应轨(定子部件)之间的吸引力使列车浮起，导向磁铁从侧面使车辆与轨道保持一定的侧向距离，保持运行轨迹（图3）。高度可靠的电磁控制系统保证列车与轨道之间的平均悬浮间隙保持在10mm，两边横向气隙均为8～10mm。

3.2日本超导磁悬浮MLX系统

3.3日本中低速磁悬浮HSST系统

中低速磁悬浮系统以日本的HSST为代表，主要应用于速度较低的城市轨道交通和机场铁路。日本HSST为地面交通系统，采用列车驱动方式，电机为短定子直线感应电机（LIM）。电机的初级线圈（定子）安装在车辆上，转子（或称次级线圈）沿列车前进方向展开设置在轨道上，见图2。在悬浮原理方面，HSST系统与德国TR相似，不同之处在于HSST系统将导向力与悬浮力合二为一。我国的磁悬浮铁路研究目前大都侧重于中低速范围，并且大都参照HSST技术研制。将来用于名古屋东部丘陵线的车辆及轨道见图7。

图7.HSST车辆及轨道

3.4直线电机轮轨交通系统

如前所述，磁悬浮铁路与传统轮轨铁路在驱动、支承（悬浮）和导向三方面的原理和所采用技术完全不同。在轨道交通体系中，直线电机轮轨交通系统是一种新型的介于上述二者之间的轨道交通形式。

该种轨道交通利用车轮起支承、导向作用，这与传统轮轨系统相似。但在牵引方面却采用了短定子列车驱动直线感应电机（LIM）驱动，工作原理与HSST系统直线电机原理基本相同（见图2）。当初级线圈通以三相交流电时，由于感应而产生电磁力，直接驱动车辆前进，改变磁场移动方向，车辆运动的方向也随之改变。车辆平稳运行时，定子与感应轨之间的间隙一般保持在10mm左右。该系统原理见图8，车辆见图9。

迄今为止，该系统已经在4个国家的9个城市建成，总里程已超过180km。见表1。

表1直线电机轮轨交通系统应用情况统计表

另外日本福冈地铁3号线将于2006建成，韩国、美国华盛顿、法国巴黎等国家和城市有可能建设，我国广州地铁4、5号线已决定采用该系统，首都机场线也在研究采用该系统。

4.技术经济比较

4.1德、日高速磁浮铁路比较

德国常导超高速磁悬浮铁路TR与日本超导超高速磁悬浮铁路MLX系统的主要技术性能方面的比较见表2。

表2德日磁浮系统主要技术特点比较

综合对比分析日本电动悬浮MLX与德国电磁悬浮TR系统在技术、经济、环境三方面的性能，可以得出如下结论。

1、MLX系统造价高、超导技术难度大；TR系统造价相对较低，虽然控制系统复杂、精确，但技术相对成熟，大部分零部件具有整理性，市场供应方便。

2、MLX系统车辆悬浮气隙较大，对轨面平整度要求较低、抗震性能好、速度快并且还有进一步提高速度的可能性，它还具有低速时不能悬浮的特点，因此更适合于大运量、长距离、更高速度的客运。

3、从经济和效率来看，在450km/h以上速度运行时，日本MLX系统优于德国TR系统；在300—450km/h的速度范围内运行时，TR系统比较优越；300km/h以下速度时，采用轮轨高速可能更好。

4.2磁悬浮铁路与轮轨高速铁路比较表3磁浮铁路和轮轨高速铁路主要技术指标

通过上表分析可以认为：磁浮高速铁路和轮轨高速铁路各自有突出的优点和适用范围，任何非此即彼的看法都是不科学的。在高速的速度范围内(200~350km/h)，地面轨道交通应以高速铁路为主体；在需要350～600km/h超高速特定条件下，磁浮高速铁路优于轮轨高速铁路。

长大干线、复杂地形条件下修建磁浮铁路具有一定优势，在短途客运方面、地形平坦条件下高速磁浮系统并无太大优越性。

4.3城市轨道交通不同模式比较

在城市轨道交通中比较成熟的直线电机交通系统包括中低速磁浮系统（HSST）和直线电机轮轨交通系统，为了便于比较，表4中也列出了传统轨道交通（地铁、轻轨）的综合技术经济指标。

表4城市轨道交通系统综合技术指标

通过上表分析可以认为：城市轨道交通（包括市中心到机场之间的铁路）距离较短，一般为十几千米至几十千米，沿途需要停靠的车站比较密集。目前国内城市（包括机场内）轨道交通主要以地铁为主，但是由于工程造价、环境等诸多原因，延缓了地铁的发展速度；中低速磁悬浮技术先进，但工程费用和运营费用较高，且目前尚无商业运营经验，存在风险；直线电机轮轨交通技术先进，系统成熟、安全可靠、工程造价低、运营费用低、环保性能好，适合市内和市郊的中等运量运输，值得大力发展。

4.结论和建议

通过如上分析，对我国发展轨道交通系统提出如下建议：

1、在超高速铁路速度范围内(350~550km/h)应重点发展磁悬浮铁路。但选用MLX系统还是选用TR系统主要看对速度的要求，德国TR技术的应用速度范围比较宽，从300km/h到450km/h，日本的ML技术在更高的速度范围(400k/h到550km/h)内更具有优势。

2、在高速铁路(200~350km/h)范围内应重点发展轮轨高速铁路。我国即将构建快速客运专线网，高速轮轨技术具有广阔的发展前景。在此速度范围内也可考虑发展高速磁悬浮铁路(MLX或TR系统)。

3、高速铁路在未来的一段时间内仍然是高速轨道交通的主要方式，但超高速磁悬浮的发展也是不可阻挡的。他们的应用速度范围各不相同，无法相互替代，应该共同发展、共同繁荣。5、在低速(<120km/h)范围内有较多的技术可供选择。在铁路范围内主要采用传统轮轨铁路技术，在城市轨道交通中有传统轮轨地铁或轻轨、中低速磁悬浮系统、直线电机轮轨交通等方式可供选择，选择何种交通方式应在进行技术经济比较后确定。

6、我国的磁悬浮技术及研究大都属于中低速磁悬浮技术的范畴，但目前还达不到实用化程度。故在未来的一段时间内，我国在中低速磁浮系统方面应重点进行研究开发工作，以便将来发展为城市轨道交通的补充方式。

7、直线电机轮轨交通系统具有技术先进、安全可靠、经济合理、绿色环保、易于实现等优势，故今后我国城市轨道交通领域应大力发展该种制式。

8、磁悬浮铁路、轮轨铁路、直线电机轮轨交通技术特点不同，应用领域也不同，他们各有优势，无法相互替代。应鼓励发展多种交通方式，构筑配置合理、丰富多彩的轨道交通体系。而采用何种交通方式主要根据速度目标值确定，当然也要结合线路长度、地形条件、社会经济条件等多种因素选择。

9、在直线电机牵引的超高速磁悬浮铁路、中低速磁悬浮铁路和直线电机轮轨交通系统中，发展原则应该是发展两头、带动中间。目前应重点发展直线电机轮轨交通系统。

参考文献[2]施仲衡等.降低地铁造价及工程建设管理若干问题的研究高级技术论坛.2003.4，北京。

[3]北京交通大学、北京城建设计研究总院城市轨道交通研究中心.直线电机系统在首都机场线应用的研究报告，2003.5，北京。

[4]魏庆朝、孔永健.磁悬浮铁路系统与技术[M].北京：中国科学技术出版社，2003。

高速铁路技术论文篇3

论文摘要：铁路运输是国家的经济大动脉，铁路通信系统是直接保证铁路运输的重要工具，它的质量的好坏直接影响铁路运输的效率以及运输速度和安全。随着科技的进步和发展，各种高薪技术被广泛地应用在铁路通信系统中，使得铁路通信系统得到逐步提高和完善，并提高了铁路运输的运输速度、效率以及安全可靠性，本文主要讨论移动通信在铁路通信系统中的相关应用。

一、铁路通信的作用

通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递。铁路通信就是指利用有线通信、无线通信、光纤通信等现代化技术和设备，将铁路运输生产和建设过程中的各种信息进行传输和处理交换。从1825年的人工摇旗引导到1839年的指针式闭塞电报设备的发明以及应用，就说明现代通信技术一开始就是与铁路运输是紧密相关的。随着我国高速铁路的建设和运行，对铁路通信技术提出了更高的要求，只有不断地发展和完善铁路通信系统，才能为现代化铁路的建设与运行提供重要技术支持和安全保障。下面我们就来讨论移动通信在铁路通信系统中的相关应用。

二、无线列调

无线列调是重要的铁路行车通信设备，主要负责列车的位置和运行方向。无线列调系统主要解决行车调度员、车站值班员和机车司机之间的通信和车站值班员、机车司机和运转车长之间的通信。虽然无线列调具有节约资源的优点，但目前使用的无线列调是同频单工电台，随着列车提速的不断深入和列车建设密度的加大，在仅有的一个频道上集中了众多用户，再加上场强的越区严重，容易致使系统阻塞，甚至于瘫痪。对于现代化的高速铁路而言，这种通信系统过于简单，满足不了建设发展的需求。

三、集群通信

集群通信系统是一种高级移动调度系统，代表着专用移动通信网的发展方向。它能按照动态信道指配的方式，实现多用户共享多信道。由于它具有调度、群呼、优先呼、漫游等功能，被广泛地应用于政府、铁路、航空等部门，其中以源自欧洲的tetra较为出色。不过这种通信系统也有一定的缺点，比如系统设备采购、建网成本和终端价格较高，同时也存在信息丢失、保密性不高、易受干扰等，这从上海局目前所建成的集群系统就能看出来。这些缺点对普通语音通信的影响不大，但对要求较高的场合并不适用，比如列车与指挥中心的实时双向数据通信。

四、gsm-r

gsm-r通信技术最早起源于欧洲，是在gsm公众移动通信系统的基础上增加了铁路运输专用调度通信功能，它主要由交换机、基站、机车综合通信设备、手机等组成，目前在德国、意大利、瑞典等大多数国家普遍应用，我国铁道部于2000年底正式确定将gsm-r作为我国铁路通信系统的发展方向。它主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务。比如全世界海拔最高的青藏铁路，它的绝大部分线路都是在高原缺氧的无人区，为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要，就采用了gsm-r移动通信系统。另外还有：大秦线、胶济线、合武线、京津城际线，京沪高铁等。

五、卫星通信

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号，在两个或多个地面站之间进行通信。它的主要优点是通信范围大、不受陆地灾害的影响，可靠性高、电路开通迅速、多址连接等，不过也存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。相对而言，比较适合铁路应急部门使用。

六、无线宽带wimax

wimax技术是一项于ieee802.16标准的宽带无线接入城域网技术。目前，在铁路通信系统中的最新应用成果就是中国神华能源股份有限公司的自主研发项目-“wimax技术在铁路移动通信中的应用研究”。该项目自主研发了基于wimax无线宽带技术的机车同步操控通信、列尾通信、无线列调通信、视频监控等组成的铁路通信应用系统，在经过车载运行实验和室内动力分布实验后，经专家组检验，表明该系统可满足朔黄铁路运行的技术要求，具有创新性，技术成果达到国际领先水平。

七、结束语

铁路通信是以运输生产为重点，主要功能是实现行车和机车车辆作业的统一调度与指挥。但因铁路线路分散，支叉繁多，业务种类多样化，组成统一通信的难度较大。所以，在铁路通信系统中应当将各种现代化的通信技术有机结合，以保证行车安全、防止作业事故，提高运输效率，加速机车周转，以及改善服务质量等。

参考文献：

[1]田裳,沈尧星主编.铁路应急通信[j].中国铁道出版社,2008,6(16):154-156

[2]丁奇编著.大话无线通信[j].人民邮电出版社,2010,1(24):1021-1024

高速铁路技术论文篇4

历经20载，德国城际高铁贯通了1560公里，平均运营时速232公里；

飞跃十年，中国铁路实现了六次大提速，时速达250公里；

仅用5年，中国高速铁路突破了2700公里，平均运营时速逾300公里，总里程与运营时速双双跃居世界第一。

在新中国抢修和恢复铁路运输生产进程中，中央军委铁道部作出了筹建新中国铁道科研机构的决定。1950年3月1日，铁道部铁道技术研究所正式成立（中国铁道科学研究院前身，以下简称“铁科院”）。自成立60多年来，铁科院走过了曲折而又辉煌的路程。现任铁科院常务副院长、院学术委员会副主任委员、院学位评定委员会副主席的康熊，陪伴铁科院历经恢复与振兴以及改革与发展等重大历史时期。长期以来，他工作在铁科院的科研生产和科研管理一线，见证着中国铁路的每一次飞跃。傲然支撑在中国铁路光辉里程碑的背后，他用自己的青春热血、智慧和汗水与众多铁路科技工作者一道将中国铁路的技术推向一个个更高的台阶。

1次自然而然的邂逅，情定30年

――“到现在，我在铁科院已经整整30年了，从没离开过。”

“不止一次有人问我，当初为什么会选择铁路这个工作。”康熊思考了一下，“也没有什么原因，就是这么自然而然和铁路走到了一起，就像歌里唱的这就是稀里糊涂的爱吧。”

康熊这段稀里糊涂的爱，扎根于他的青少年时期。高中毕业后他到农村插队，经历过上山下乡的苦，也尝过工人劳动的累，更体会到知识的重要。1977年，中国高校招生制度进行了改革，恢复了统一考试制度，570万考生走进考场，康熊就是这支世界考试史上人数最多、规模最大的考试大军中的一员，在填报志愿时，他选报了西南交通大学电气工程系，经过残酷的考试，他拿到了西南交通大学电气工程系的通行证，开始了四年的铁路学习之旅。

1982年，大学毕业的康熊被分配到了太原铁路局科学技术研究所，经过一年的实践后，他又拿起了课本，来到了铁科院继续硕士研究生的课程，这一来就是30年。在这30年里，他攻读了硕士学位，并从底层的工作一点一滴地做起，踏踏实实、勤勤恳恳，收获满载：1994年他获评为“铁路青年科技拔尖人才”；1996年获“铁道部有突出贡献的中青年专家”称号，同年享受政府特殊津贴，并获铁道部“火车头奖章”、被批准为硕士生导师；1999年获“全国五一劳动奖章”、全路先进工作者；2002年获茅以升科学技术奖；2003年被批准为博士生导师；2003年、2007年、2011年连续三届获评为“铁路专业技术带头人”；2010年获评“全国优秀科技工作者”；2011年获“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖，何梁何利基金科学与技术进步奖；2013年获第十一届詹天佑铁道科学技术奖大奖。

10年6次跨越，时速350公里的幸福

――“我们把时速从120公里提到了160公里，这就是进步。”

人们的每一步行动都是在书写自己的历史。也许在一些人的眼里，从120公里到160公里再到250公里，并不是一个遥不可及的距离，但在康熊和铁科院团队成员的眼里，每1厘米的前行，都意味深重，不容忽视，每一次速度的提升，都是经过千锤百炼，反复实践才得来的。

在上个世纪90年代，中国的铁路旅客列车时速最高还不到120公里，货车的速度也在五六十公里左右徘徊，和当时的发达国家相比，还存在很大的差距。为了拉近这个距离，满足人们日益增长的生活需求，作为铁科院技术负责人，康熊全程参与了铁路六次大面积提速的各项测试试验和提速技术条件等技术规范的编写。

前五次的铁路大提速完全是基于既有线路进行的改造和提升，在原有的框架中寻求着突破，尝试着创新，“把铁路时速从120公里提到160公里，这意味着我们对速度的理解，对技术的要求又上了一个台阶。”第六次的提速相较于前五次的提速有着质的不同，在既有线路上不仅要达到速度的提升，还要承担着货物的运行，这对于康熊和他的团队来说是一个门槛，更是一次挑战。鉴于德国、法国、意大利等一些发达国家在既有线列车运行速度已经提高到了200公里及以上，康熊与铁科院这个庞大的科研力量一起，大胆借鉴，进行了长期的反复的科学实验，掌握住了时速200公里及以上既有线提速的成套技术，对既有线进行了全面的技术改造，为线路基础的安全可靠性提供了充分的保障，甚至在速度上还留有充足的进步空间，从1997年铁路旅客列车时速最高140公里，到2007年动车组最高时速达到了250公里，全国旅客列车速度普遍有较大提高，完成了一次次完美的跳跃，推进中国铁路既有线提速技术跨入世界先进行列。

除此之外，自1995年以来，康熊在沪宁线、京秦线、北京环行线提速试验工作中负责技术、组织协调工作，并参与全部试验工作；在提速研究的基础上，负责编写了《三大干线客货列车提速试验总结及装备技术条件研究论证报告》，成为我国铁路提速的重要技术文献。

高速5年走完40年，让中国享受零距离

――“咱们国内的高速铁路，绝不比世界上任何一个国家的差。”

时速180公里，这是强台风的速度；

时速300公里，这是波音飞机起飞的速度；

时速350公里，这是目前中国高速列车的运营速度。

1999年8月16日秦沈客运专线全面开工建设，开启了中国高速铁路的先声。康熊说：“在当时，秦沈客运专线预先设计的是每小时250公里的速度，为此我们在轨道、接触网、机车车辆等方面，做了大量的试验。”2003年10月12日秦沈客运专线正式开通运营，全线设计时速达到200公里或以上，并预留时速250公里的提速条件。它是中国自己研究、设计、施工的第一条快速铁路客运专线，加快了中国铁路客运高速化的进程。

5年中，我国高速铁路运营里程将近1万公里，几大干线全面贯通，四纵四横。这五年的辉煌主要以2008年京津高速铁路为标志。14年前，北京到天津只有一列绿皮直达车，一天两个往返，单程120分钟。康熊感慨地说：“现在，京津高速公路达到了350公里的运行时速，30分钟就能走完全程，相当于上班的时间，这在以前是从来不敢想象的，至此，展开了我国高速铁路的快速发展。”

“高速铁路多半为新建铁路，以前的铁路多是既有线路改造，这是两个概念。现在我们主要是新建，怎么紧紧围绕着安全把速度搞上去，为此我们又做了很多的科研工作。”康熊动情地说，“虽然大家对铁路有各种的意见，从国民的经济发展，确实有很大的带动作用。咱们国内的高速铁路，绝不比世界上任何一个国家的差，美国甚至还没有高铁呢，这是让人很自豪的一件事情。”

以京津铁路为起端，中国的高速铁路发展如火如荼地进行着。康熊告诉我们：“其实京广高速线是分了两段开通的，最早是2009年12月26号，从武汉到广州，开通时时速为350公里。”为确保安全实行，康熊和团队成员日夜奋战在铁路一线，一年时间内在武广线做了无数次的试验，“因为京津高速的时速虽然也是350公里，但是在这条120公里长的京津高速中途没有弯弯曲曲的隧道、高低不平的坡道。但是武广线却是穿梭在高低起伏的山区里。”康熊和他的团队不仅面临着高速列车在隧道里交汇的技术难题，还要兼顾着在隧道中运行的列车的安全和旅客在隧道、大山中坐车的舒适度问题。面对着接踵而来的新问题，康熊一一接招，积极开展列车牵引仿真计算，取得列车牵引理论和试验技术突破，解决了在多隧道、长坡道山区等复杂区段重载组合列车试验测试技术难题，“我们做了一年的试验才搞通这些问题。”

4亿重载，时速80公里的奇迹

――“拉这么重的货物，列车还以每小时80公里的速度在这么陡的坡上跑着，全世界都没有这样跑过。”

2008年元月，灾难性的雨雪天气正以暴虐的方式，袭向即将踏上春运旅途的移民大军和整个神州大地。为最大限度发挥大秦铁路作用，有效缓解煤炭运输紧张状况，铁道部继续要求大秦铁路实施持续扩能技术改造，大量开行重载组合列车。

不同于京津铁路沿途的一马平川，从山西大同到河北秦皇岛的地势是自西北向东南倾斜，相当于从山上向山下走，在这条陡坡上，要运送承载着2万吨的货物，还要保持着每小时80公里的速度，怎么确保不脱轨，这条牵扯到纵向动力学，牵引与制动等众多专业问题的大斜坡横放在了康熊等科研人员的面前。

“铁肩担道义”。从上世纪50年代开始，中国铁道科学研究院就坚持“一切为科研，科研为运输”的办院方针，80年代，大批科研骨干投身于“北战大秦、南攻衡广、中取华东”的建设，承担了大秦铁路双线电气化万吨重载运煤专线和大瑶山双线长隧道以及客运扩编、行车安全保障的重要科技攻关任务。康熊感叹地说：“要把640公里长双线电气化的大秦线，从当时设计的年运量1亿吨煤提升到现在4亿吨的运量，这里面需要我们去解决太多的技术问题。”

一切的重大责任是德行与智慧。在大秦线重载试验中，康熊带领科研人员为了达到提高运量但又保证安全的目标，针对“坡陡、车重、天气恶劣”等一系列问题，研究怎么合理操纵，怎么对车辆、线路、牵引供电进行技术改造，建立了列车牵引计算多质点数学模型，开展2万吨重载列车同步控制、强非线性纵向动力学和列车优化操纵仿真研究，仅仅在大同地区开展的重大试验就不下20次。通过这一系列的技术改造提升后，现在的运营能达到4.4亿吨。

理论来自于实践，又指导实践。康熊和团队成员将辛勤研究得出的理论一次次融进实践这个大熔炉不断地锤炼。在这个大熔炉中，温度的调试，火炭的添加都是康熊和团队成员亲身体验而推定出来的，然而，一次的试验并不足以断定安全的系数，他们还要不厌其烦，试验、总结、再试验，再总结，多次论证、调整、实践，完完全全确保没问题，才会将列车交付使用。

大秦铁路煤炭全线2008年运量突破3.4亿吨，运量逐年大幅度提高，成为世界上年运量最大的铁路线，2010年12月26日大秦铁路提前完成年运量4亿吨的目标，为原设计能力的4倍，登上了世界铁路重载运输的高峰。这是一次质的提升，更是一次新的突破，他们在这次战斗中，收获了“大秦线2万吨重载列车试验研究报告”，为成功开行2万吨重载列车提供技术支撑；2008年以“大秦铁路重载运输成套技术与应用”荣获了国家科技进步奖一等奖，因“大秦2万吨重载组合列车系统集成创新”荣获了部级科学技术奖特等奖。

做列车安全的先行者

――“我们铁科院做了这么多年的试验，就是紧紧围绕安全这个永恒的主题”

一辆列车牵系着无数家庭的命运，10多年来，康熊带领团队研究确定了我国高速铁路关键技术参数，提出高速铁路系统试验理论方法和评价体系，研制出高速综合测试列车，构建了以高速综合检测列车为主要手段的移动检测和地面检测相结合的联调联试技术平台，攻克了高速铁路联调联试核心技术，为人们的出行保驾护航。

中国铁道科学研究院以促进中国铁路科技进步为己任，发扬“创新、勤奋、严谨、和谐”的院风，“我们铁科院做了这么多的安全试验，没有一次安全事故。”这离不开铁科院严格的安全规章制度，包括康熊等科研人员在设计方面的合理和对安全的有效控制。“每次测试高速、重载列车的时候，你真不知道测试时会发生什么样的事情。”康熊和团队成员的主要任务就是紧密围绕铁路既有线提速、高速铁路建设、铁路重载运输、铁路信息化、铁路运输安全保障、铁路装备现代化、城市轨道交通等技术领域积极开展科技攻关和服务，在他们测试过程中得到的数据永远是第一手的全新数据，这些数据是已经发生的数据，而非凭空捏造或事先估计出的数据。康熊和他的团队成员参加每一次的测试，对下一步出现的情况都是未知的，他们只能在已知的数据中推算“这次的测试应该没有问题，估计不会有风险。”在这种不确定性和未知性下，他们亲身去参加每一次的试验，来把这种不确定变成肯定，把这种可能有风险变成一定没有风险。可以说，他们用自己的智慧和生命做赌注，为人们铺设出一条条安全舒适的出行之路。

目前为铁道部科技重点攻关课题“沪宁线列车运行安全监控系统”项目负责人之一的康熊，近年来主持了铁道行业标准七项、参加四项，国家标准一项，是铁道部《列车牵引计算规程》主要起草人，并参与了铁道部《铁路主要技术政策》《“十五”科技攻关计划》《“十五”提速规划》《“十五”安全规划》的编制工作。

高速铁路技术论文篇5

关键词铁路货车；提速；车辆影响；检修工作

中图分类号U2文献标识码A文章编号2095-6363（2017）05-0031-02

随着新理论技术的应用，我国铁路货车运输能力有了极大的提高，载重量和运驶速度较传统性能有着显著优势。技术发展的同时，铁路货车运载安全性能也面对新速度带来的挑战，本文从提速现状出发，总结归纳实践中出现的问题，提出检修工作应该提高安全意识，鼓励创新研发，尊重客观科学理论，向自动化、智能化、标准化、高效率的方向不断发展，最终提高铁路运载的安全性能，保障铁路运输事业可持续发展。

1我国铁路货车提速现状

20世纪90年代以来，铁路货车提速工作经历了从转8到如今转k5的跨越提速。提速工作中，速度是十分直观的评价指标，同时车体运载力也有着显著的进步。改革过程中，优化车体结构，选择更优质的材料，提高了制动、转向等相关设备不断升级，满足速度和运载力的提升需求。

2铁路货车提速对车量影响

速度和运载力增加，也导致了动能、冲击能等应力负荷的增加，对车辆有着极为深远的影响。

2.1铁路货车提速对车体结构部件影响

首先，由于运载力和动能的显著增加，车体振动情况加剧，应力要求也大幅度提高。具体反映在车体结构上，磨损率有着十分显著的增加。车辆主要构件的裂纹发生也明显增多。检修结果反映，车体主梁产生裂纹故障同比增加近两倍，其中大横梁故障率最高。维修率，故障率的增加反映出应力承载的增加，减少了车辆构件和整体的使用寿命的现状。

2.2铁路货车提速对轮轴故障率影响

不随时间、外力变化的静载荷和构件及部分构建存在外力影响的加速度的动载荷带来了较多的应力和变形问题。轮轴作为主要承载部件，受上述影响，再加之制动热负荷的负面影响，提速后轴承检修的返厂率和故障率也明显增加，并且多数存在不同程度的物理形态损害。一方面，速度的增加增大了动载荷，增加了疲劳程度；另一方面，车辆混编和多样的路面情况，导致行车情况具有多样性。司机操作不得当，车辆运行状况巨变或抱闸行驶容易增加轮轴损耗。值得注意的是，提速后，铁路货车的动能大大增加，踏面制动导致热能转移增加，热负荷增大，轮轴主要承担了这一负荷，加速了轮轴损耗。热冲击等冲击力的增加，降低了车轮生命周期。运载量的增大直接造成应力增大，可能造成滚子剥离等故障情况。

2.3铁路货车提速对钩缓、制动类设备影响

车辆行驶状态变化的作用力随着速度提高而增加，虽然货车有缓冲能力，但变化行驶状态以及不当操作仍会造成较大冲击力。导致钩缓、制动等故障种类增加。震动影响下，钩尾框最弱处是抗疲劳能力较差的部位，货车的材质和强度规格没有同一的标准，混编的货车这一现象尤为严重，纵向冲击和应力方式的不断变化加剧了制动管路的漏泄等异常情况以及裂损故障率。实践发现，增加制动拉杆等刚性结构的连接，导致空气制动或者缓解不良情况发生增多，这是由于在惯性增大的影响下，各部件的摩擦和磨损阻碍消耗了缓解力的传导。

3检修工作具体可行性建议

针对上述现状中存在的故障率增加的问题，本文查阅相关文献和实例调研提出如下建议。

首先，要严格遵守现行检修标准。铁路总公司已经下发、完善了针对检修中常见问题、易磨损部位、配件和严重问题的明确标准，对检测更换的制度也有明确的说明。按制度办事，才能提高检修效率。其次，要加强车辆检查力度，做到重点部位和整体检查相结合，把日常巡检和抽检综合起来，提倡自检和互检共同提高，不断优化检查流程。将责任必须落实到人，提高对相关人员的责任安全意识的教育。加强人才梯队建设，以人为本，优化工作人员待遇情况，提高工作人员的专业素质和综合技能，发掘人员主观能动性，提高工作效率和工作质量。做好检查管理，对人员进行系统化的综合评价，并设立科学客观的奖惩机制。对于更换下来的损耗部件也要有明确的标记和处理流程。

同时，在检修的过程中，对检修故障率的基础数据进行分析总结，反馈故障发生发展的情况规律。M一步提高检测判断和车辆预估能力，尽可能提高行车安全程度。具体情况下，针对上述特定车型的环节不良情况，应优化缩短制动拉杆长度，采取柔性连接，减少摩擦和损耗。对于裂纹故障，要提高焊接技术，切除裂纹，做好探伤检测，车体结构的分解和焊接，要严格按照要求规定，清楚杂物，保证错口量符合标准，通过控制焊接电流电压，学习复杂焊接技术，提高焊接质量，保障车辆安全。

值得一提的是，在数字化技术不断发展的今天，将计算机技术等高新技术运用于铁路货车检修的工作中，是十分值得重视的发展方向。借由计算机技术，可以更好地实现数据的采集和处理、分析，生成相关报表，对报警信息进行处理，对故障进行定位定性的分析判断。同时可以进行规范化的管理，降低管理维护成本，减少人力、物理、财力的投入，提高经济效益。最重要的是，数字化技术可以进一步提高检修工作效率，保障检修工作质量，可以降低一些人工工作中不可避免的误差，提高检修工作的准确率，最终促进我国铁路事业走可持续的健康发展道路。

近年来，我国货车提速和车辆分析的相关理论研究已经很丰富。在这些研究的基础上，应加大科研投入，鼓励创新性技术的不断进步，进一步完善理论体系建设。另一方面，要注重一线实践经验的总结和归纳，理论和实际相互联系，不能脱节。从实践中发现、总结、归纳故障发生的情况、特点，从理论上设计实验，进行推理验证，进行实验研究，最终在科学证据的支持下，更好地优化检测工作流程，提高检测工作质量，保障铁路安全，维护我国人民的切身生命财产安全。

4总结和展望

随着我国经济科技的不断发展，中国铁路货车速度不断发展，运载力也不断提高，如何进一步保证车辆运行安全是一个值得研究的问题。新的货车提速形式下，货车运载有着十分重要的优越性，为了进一步减少高速带来的风险隐患，本文从实际出发，分析铁路提速现状，总结归纳实践中出现的问题和隐患，分析铁路货车提速对车辆的影响，提出优化检修意见。因地制宜地选择先进的检修技术，规范化管理检修工作，避免不良事件发生，最终提高铁路运载的安全性能，并对保障铁路运输事业可持续发展有着极为积极的现实意义。

参考文献

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[4]金刚，陈荣川.第五次大提速对机车车辆检修和保养质量的新要求[J].理论学习与探索，2004（S1）：191.