世界高速铁路发展概况概述.ppt

中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 1目录目录1.1.世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况2.高速铁路系统集成 3.高速铁路关键技术 4.高速铁路建设经验与教训中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 2世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况高速铁路的兴起高速铁路的兴起1964年，日本新干线开通运营，开启了世界铁路发展的新时代。1981年，法国高速铁路后来居上，将高速铁路的发展推上一个新台阶，同时带动了欧洲高速铁路的发展，意大利、德国、西班牙等国先后投入建设高速铁路的行列中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 3世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况中国高速铁路中国高速铁路2008年中国大陆拥有了第一条时速350公里的高速铁路-京津城际铁路。2009年中国拥有了世界上一次建成里程最长、运营速度最高的高速铁路-武广客运专线。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 4世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况高速铁路的发展高速铁路的发展法国在发展高速列车方面一直居世界领先地位，曾在1990年创造了每小时515.3公里的世界最高时速纪录。2007年4月3日，在刚刚竣工的巴黎斯特拉斯堡东线铁路进行了试验，列车时速达到574.8公里。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 5世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况日本高速铁路日本高速铁路面对法、德等发达国家的激烈竞争，日本声言:21世纪是新干线时代。日本要使新干线总长从目前的2000公里增加到7000公里，届时在日本全国将形成以东京为中心的全国一日交通圈(即当日到达东京以外的任一大城市)。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况Page 6日本高速铁路技术特点日本高速铁路技术特点1.线路中桥、隧比重不断增加，线路标准不断提高2.建立试验段，通过试验研究解决技术关键3.高速列车采用动力分散型，不断降低轴重，全面提高列车性能4.列车运行密度高、定员多、旅客输送量大5.安全性能好、无旅客死亡事故6.增加服务设施、提高服务质量、方便旅客换乘中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 7世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况法国高速铁路法国高速铁路驰名世界的高速铁路是法国技术的骄傲，但在经济上却使国家背上了沉重的包袱，目前法国高速铁路只有1282公里，法国计划在21世纪的头10年内，把东南线延伸至马赛，还要修建通向意大利和西班牙的南部欧洲线以及巴黎至德国斯特拉斯堡的东部欧洲线。高速铁路是个典型的法国传奇技术上的成功与财政方面的灾难密不可分。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况Page 8法国高速铁路技术特点法国高速铁路技术特点1.动车组采用动力集中方式及铰接式车厢2.多电流制供电与简单链型悬挂接触网，能使用一般线路的1500V 3000V直流供电，也能使用高速线25KV交流供电。3.采用符合ETCS标准的TVM列车控制系统4.注重系统的安全性与可靠性。5.高标准、高质量的线路。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 9世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况德国高速铁路德国高速铁路德国的高速铁路技术储备不亚于法国，1988年他们电力牵引的行车试验速度突破每小时400公里大关，达到406.9公里。但是德国的实用性高速铁路直到20世纪90年代初才开始修建。目前已建成总长约2620公里的高速运输走廊。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院世界高速铁路发展概况世界高速铁路发展概况Page 10德国高速铁路技术特点德国高速铁路技术特点1.客货混跑对高速铁路线路的要求更高2.三相交流传动技术3.计算机控制的机车牵引与列车制动技术4.轻型车体构造5.列车自诊断技术6.统一调度指挥7.无渣轨道技术中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 11目录目录1.世界高速铁路发展概况2.2.高速铁路系统集成高速铁路系统集成 3.高速铁路关键技术 4.高速铁路建设经验与教训中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路的定义高速铁路的定义Page 12高速铁路是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院系统集成的定义系统集成的定义Page 13系统集成是一个寻求整体最优的过程,是根据总体系统的目标和要求,对分散的现有子系统或多种硬软件产品和技术,以及相应的组织机构和人员进行组织、结合、协调或重建,形成一个和谐的整体系统,为组织提供全面的支持中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的意义高速铁路系统集成的意义Page 141.客运专线建设是一项采用大量新技术，高标准建设的复杂系统工程，线下与线上工程、站前与站后工程、固定设备与移动设备之间存在着相互联系、相互作用和相互制约的关系。2.根据具体项目的特殊性和复杂性，事先有针对性地综合考虑整体系统集成技术方案、整体系统适应性、整体系统联调、整体系统评价，对于顺利进行客运专线建设，尽快形成与完善具有自主知识产权和我国特点的客运专线的技术体系，成功建成一流的客运专线至关重要。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的特点高速铁路系统集成的特点Page 15高速铁路系统集成是在受到工程规模、费用（投资预算）、质量（功能和性能）与工期（时间、进度）个管理指标的限制下，集中人力资源、管理资源、设计资源、施工资源及装备制造资源，实现高速铁路在技术上的优化配置，达到一流工程质量、一流装备水平、一流运营管理的既定设计目标的过程。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的原则高速铁路系统集成的原则Page 16全面管理原则：客运专线铁路系统集成是一个复杂的系统过程，各个子系统之间既紧密联系又相互制约。因此，对项目的管理必须涵盖各个子系统的工程实施，以避免各个子系统在建设时间进度和技术接口方面的相互冲突和影响，确保整个系统的建设有条不紊地协调进行，最终保证按照既定的计划开通运营。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的原则高速铁路系统集成的原则Page 17多层面管理原则客运专线系统集成是一个复杂的工程，参与其中的单位众多，自上到下包括铁道部、各子系统的核心企业、各子系统的协作单位，乃至各子系统的主要设备分包商。先进、科学的项目管理是系统集成成功的基础，在各个层面上建立统一的项目管理平台，是整个客运专线建设管理协调一致、高效运行的保障。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的原则高速铁路系统集成的原则Page 18协同一致原则在高速铁路建设过程中，铁道部作为系统集成的具体组织者，各核心企业与其协作单位在铁道部的组织领导下，对系统集成工作具体实施落实。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的原则高速铁路系统集成的原则Page 19阶段目标管理原则对于高速铁路工程这样复杂的项目，在策划期间，要对项目的整个生命周期，按照时间顺序和工作的性质划分出不同的阶段，明确不同阶段的可交付成果，设定明确的里程碑目标。对于每个特定的项目阶段，以实现特定里程碑和完成对可交付成果的确认及认证为完成标志。各级项目管理团队根据每个阶段的里程碑目标，依照滚动式规则，对每个阶段的相关管理领域实施控制和管理。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的阶段高速铁路系统集成的阶段Page 20设计集成包括以下内容：明确设计的责任；设计要求(设计规范标准，设计计划，设计文件、图纸和资料)；设计接口资料；设计文件和图纸的提交；设计质量与进度控制。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的阶段高速铁路系统集成的阶段Page 21施工与设备安装集成包括以下内容：明确施工方的责任；施工准备(土建工程预留条件，施工组织设计)；施工接口与调试；施工安全及环保要求；施工质量与进度控制。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的阶段高速铁路系统集成的阶段Page 22设备调试试验集成包括以下内容：按业主批准的施工组织计划，安排技术熟练的施工人员开展调试；每周按项向业主报告调试内容、工程进度、事故、存在的不利因素、可能的延误及补救方法的建议等内容；调试全过程接受业主监督；详细记录调试结果，并形成文件，以纸张文件和电子文件方式提交给业主。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的阶段高速铁路系统集成的阶段Page 23系统集成联调联试集成包括以下内容：联调联试组织机构的确定；联调联试的工作阶段划分及任务确定；联调联试大纲的管理(大纲审批、内容及标准确定、制定计划)；联调联试质量控制；联调联试安全控制。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成的重点高速铁路系统集成的重点Page 24系统集成接口管理接口管理通过对每一个接口的识别、定义、澄清、责任划分，解决和闭环控制，从而使接口管理程序化、规范化、易管理、可操作。通过实施接口管理，可方便地对接口进行有效闭环管理，保证工程整体进度、工程质量和工程成本等总体目标的顺利实现。工程实施阶段是出现接口最多、最繁忙时期，要求承包商编制施工、安装、调试、试运营组织设计及方案，建立技术接口复核制度以及接口中间验收、竣工验收制度，尤应注意接口隐蔽工程的施工。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院站后预留接口与站前承载主体之间的相互关系站后预留接口与站前承载主体之间的相互关系Page 25中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院系统集成系统集成系统主要技术接口Page 26牵引供电(电气计算)轮轨关系(动车组/线路)电磁兼容供电(短路电路)通信信号(电缆走线,接线柜,信号,远动.)动车组限界(动态限界)动车组供电（弓网、自动过分相）线路道岔动车组列控（动车组/通信信号）土建工程(隧道,高架桥,桥梁,声屏障)道路作业(路基,地面类型)通信信号(接地和电气连接)中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院系统集成各子系统集成各子系统关键技术及其匹配Page 27轮/轨关系动车/隧道空气动力学弓/网关系车/桥耦合运营管理列控技术中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 28目录目录1.世界高速铁路发展概况2.高速铁路系统集成 3.3.高速铁路关键技术高速铁路关键技术 4.高速铁路建设经验与教训中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路的组成高速铁路的组成Page 29机车车辆机车车辆基础设施基础设施通信信号通信信号供电供电票务票务执行、监视、控制执行、监视、控制服务服务旅客运输旅客运输指挥决策指挥决策货物运输货物运输中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速动车组原型车高速动车组原型车Page 30Regina（庞巴迪）E2-1000（川崎重工）Velaro-E（西门子）SM3（阿尔斯通）中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速动车组九大关键技术高速动车组九大关键技术Page 31牵引控制系统牵引电机制动系统牵引变流器牵引变压器转向架列车网络控制系统铝合金、不锈钢车体动车组系统集成中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速动车组国产化方案高速动车组国产化方案Page 32四四方方股股份份长长客客股股份份B BS SP P引进引进消化消化吸收吸收川崎重工川崎重工E2-1000E2-1000阿尔斯通阿尔斯通SM3SM3庞巴迪庞巴迪ReginaRegina中中国国品品牌牌西门子西门子Velaro-EVelaro-E唐唐山山工工厂厂中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速动车组国产动车组高速动车组国产动车组Page 33CRH1动车组CRH2动车组CRH3动车组CRH5动车组中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速动车组高速动车组-CRH380APage 34中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速动车组技术参数高速动车组技术参数Page 35CRH动车组特性曲线中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院工务工程钢轨工务工程钢轨Page 36制定了300公里及以上60kg/m钢轨暂行技术条件，并在陇海线试铺了12.5km高速钢轨。攀钢、包钢、鞍钢等企业已具备制造客运专线（高速铁路）钢轨条件。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院工务工程道岔工务工程道岔Page 37中铁宝桥已引进法国科吉富300km/h高速道岔技术，国产化率初期为70%，并逐步达到100%。中铁山桥拟与德国BWG合资企业，引进300km/h无碴、有碴道岔技术。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院工务工程扣件工务工程扣件Page 38德国VOSSLOH公司和法国PANDROL公司在中国建立合资企业，生产高速铁路扣件。德国RST公司已向浙江晋亿公司转让了无碴轨道扣件生产技术。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院工务工程无碴轨道工务工程无碴轨道Page 39借鉴国外无碴轨道技术与成熟经验，充分利用国内对无碴轨道研究、验证的成果，进行系统集成、创新，形成具有自主知识产权的CRTS有挡肩、无挡肩板式，双块埋入式、压入式系列无碴轨道技术体系。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院工务工程隧道工务工程隧道Page 40中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院工务工程桥梁工务工程桥梁Page 41中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院工务工程站场工程工务工程站场工程Page 42北京南站新武汉站新广州站中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院牵引供电关键技术牵引供电关键技术Page 43l高速接触网设计技术 1.高速弓网配合受流技术 2.仿真技术 3.道岔及电分相布置、装配设计技术l主要装备 1.接触网导线及悬挂、定位、连接装置 2.牵引变压器及AT变压器 3.GIS开关柜 4.电动隔离开关 5.断路器 6.综合自动化及保护装置中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院牵引供电供电系统牵引供电供电系统Page 44从国家电网受电，向线路供电，主要由变电所、开闭所、分区所等构成。1.优先采用电力系统两回独立可靠的220kV电源，互为热备用。2.高速正线采用2X25kV AT供电方式。3.AT供电变电所间距可达60公里、直接供电方式为25公里。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院牵引供电变电系统牵引供电变电系统Page 451.225kV、125kV设备采用气体绝缘开关柜（GIS）。2.牵引变电所馈线断路器上、下行互为备用。将220kv或110kv外部电源转变为27.5kv，向线路供电。主要由牵引变压器、断路器等构成，变电所无人值班。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院牵引供电接触网系统牵引供电接触网系统Page 46通过线路向动车组和电力机车不间断提供电能，主要由接触悬挂（承力索、接触线、吊弦等）、支持装置（腕臂、定位装置等）、支柱和基础等构成。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院牵引供电远程监控系统牵引供电远程监控系统SCADAPage 47 监督控制和数据采集，完成四电系统运行状态的遥控、遥信、遥测及调度管理等功能，在线实时监控220v220kv四电设备运行状态。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院通信信号关键技术通信信号关键技术Page 481.列车运行控制系统2.计算机联锁系统3.调度集中系统4.防灾安全监控系统5.GSM-R无线通信系统6.视频监控系统中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院通信信号列车运行控制系统通信信号列车运行控制系统Page 49中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院通信信号信号系统与其它系统的接口通信信号信号系统与其它系统的接口Page 50信号系统联 锁列控中心调度集中CTC牵引供电通 信土 建线 路动车段(所)联锁邻线信号系统CRH系列动车组等移动装备信息系统中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院通信信号通信信号GSM-R系统系统Page 51中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院运营调度机构设置运营调度机构设置Page 52中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院运营调度系统功能运营调度系统功能Page 53列车调度列车调度运行监视进路控制运行图调整临时限速、调度命令供电调度供电调度状态监视供电控制设备管理计划调整动车调度动车调度交路计划调整运用状态监视配属管理应急处理维修调度维修调度维修计划审批设备集中监测综合监测管理抢险救灾管理客运调度客运调度运输状态监视运输方案制订运营调度数字铁路数字铁路铁路基础数据管理图像、视频数据管理应急救援支持营销管理营销管理运力资源管理与分析统计与分析营销决策计划编制计划编制基本计划实施计划中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院运营调度指挥中心运营调度指挥中心Page 54中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院运营调度建设情况运营调度建设情况Page 55北京广州上海武汉铁道部中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院旅客服务系统旅客服务系统Page 561.建立支持多种购票方式、多种支付手段、以自动售、检票方式为核心的全路客运专线统一的票务系统。2.以信息的自动采集为基础，以为旅客提供全方位信息服务为目标，建立客运车站信息自动播报、揭示、安全监控等功能完善的旅客服务系统，构建和谐的客运站车服务环境。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院旅客服务系统票务与营销旅客服务系统票务与营销Page 57交易处理信息主机中心电话订票互联网订票短信订票自动检票自动售票窗口售票车上售票收入管理业务管理与监控 营销策略技术维护统计查询数据管理业务处理信息设备控制信息设备管理监控中心中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院综合检测列车综合检测列车Page 58 我国首列综合检测列车采用8辆车编组的动力分散动车组，最高运营时速250公里，主要检测内容包括：轨道检测轨道几何、轴箱、构架和车体加速度、轮轨动态作用等；接触网检测接触网几何、弓网动态作用、接触线磨耗、受流参数等；信号检测轨道电路绝缘、轨道电路信息、补偿电容、道碴电阻、电流不平衡率及谐波、应答器信息、ETCS1和CTCS2级ATP工作状态等；通信检测GSM-R和450M场强覆盖等。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 59目录目录1.世界高速铁路发展概况2.高速铁路系统集成 3.高速铁路关键技术 4.4.高速铁路建设经验与教训高速铁路建设经验与教训中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高度重视高度重视Page 60第六条第六条 客运专线技术是多门类、多专业合成的高新技术，涉客运专线技术是多门类、多专业合成的高新技术，涉及基础设施、通信信号、牵引供电、动车组、运营调度、旅及基础设施、通信信号、牵引供电、动车组、运营调度、旅客（客运）服务、运营维护、运营管理信息化，以及后期培客（客运）服务、运营维护、运营管理信息化，以及后期培训等子系统，必须作为统一完整的整体，统筹策划、全面协训等子系统，必须作为统一完整的整体，统筹策划、全面协调、系统集成，使客运专线各子系统技术标准匹配、技术接调、系统集成，使客运专线各子系统技术标准匹配、技术接口完整、技术装备合理，确保实现系统集成的目标。口完整、技术装备合理，确保实现系统集成的目标。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院任务明确任务明确Page 61客运专线技术系统集成的技术工作由铁道部总工程师负责。铁道部副总工程师依据分工和职责，负责客运专线技术系统集成相应的技术工作。1负责提出客运专线子系统技术方案及子系统间接口方案；2负责集成创新和引进消化吸收再创新有关工作；3负责组织需引进技术及设备国产化的有关工作；4负责组织客运专线技术系统集成对外谈判；5负责确定建设项目的技术系统集成实施方案，对实施工作进行指导、监督和检查；6指导客运专线运营管理准备、人员培训、运力和维修资源配置。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院落实到位落实到位Page 62技术系统集成项目组由铁道部副总工程师任组长、副组长;成员由铁道部政法司、计划司、财务司、科技司、人事司、劳卫司、建设司、国际司、运输局、监察局、信息办、鉴定中心、外资中心、工管中心、信息中心、客运专线公司、铁科院等单位负责人组成。技术系统集成项目组下设10 个工作组，分别为：基础设施、通信、信号、牵引供电、动车组、运营调度、客运服务、运营管理信息化、投资评审和综合组。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院高速铁路系统集成体系高速铁路系统集成体系Page 63维修体系高速铁路系统票务系统旅客服务系统市场营销策划客运组织管理路基工程轨道工程桥梁工程站场工程隧道工程运行管理车辆管理供电管理综合维修客运调度运输计划牵引系统制动系统列车网络系统总 成车 体转向架供电系统变电系统接触网系统远程监控系统电力系统地面子系统联锁子系统车载子系统调度集中CTC通信系统工务工程牵引供电通信信号动车组运营调度客运服务中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院合作团队合作团队Page 64铁道部l提出总体要求l组织核心技术攻关和实施国产化l确定各子系统标准体系及接口界面设计院工程设计工厂、研究院所装备设计工程局工程施工工厂装备制造咨询机构配套企业配套企业国外合作伙伴铁道部l集成联调及符合性确认l运营管理创新高校科研机构中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院取得成果取得成果Page 651.通过自主创新，形成了工务工程、牵引供电、通信信号、移动设备、运营调度、客运服务等在内的中国铁路客运专线技术体系。2.依靠原始创新，完成了客运专线工程设计，掌握了工后沉降控制、桥梁架设和隧道施工等关键技术，无碴轨道、扣件和高速道岔实现了国产化。3.建立了高速动车组和大功率机车制造技术平台，实现了国产化阶段目标，形成了以主机厂为龙头、遍布全国十多个省市、涉及上百个企业和冶金、电子、电气、化工等行业的产业链，加快了铁路机车车辆装备现代化和铁路机车车辆装备制造业现代化的进程。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院开通运行开通运行Page 661.2008年4月18日，合宁客运专线开通运营2.2008年7月20日，胶济铁路客运专线东段开通运营3.2008年8月1日，京津城际铁路通车运营4.2009年4月1日，石太客运专线开通运营5.2009年4月1日，合肥至武汉客运专线开通运营6.2009年10月1日，甬台温、温福铁路开通运营7.2009年12月26日，武广客运专线开通运营8.2010年2月6日，郑西高铁开通9.2010年7月，沪宁城际铁路开通运行中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院存在问题存在问题Page 67用于引进技术消化吸收方面的资金短缺。创新资金投入不足,多元化、多层次的铁路创新投入机制尚未形成,用于引进技术消化吸收再创新的资金远远低于日本、韩国的水平。各方面科技力量自成体系、产学研相脱节,分散重复,整体运行效率不高。激励优秀人才、鼓励创新的机制还不完善中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院暴露问题暴露问题Page 682009年7月7日至8日，石太客专沿线普降暴雨，部分地段路基严重下沉，晃车严重，其中k178+910、k158+300、k106+300三处路基下沉病害严重，最大下沉分别达到64.2cm、16cm、9.7cm，造成列车限速运行，严重影响铁路正常运输秩序、危及行车安全。认定k178+910质量事故为铁路建设工程质量大事故，k158+300、k106+300质量事故为铁路建设工程质量一般事故。中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院Page 69石太客运专线刚刚开通半年，在一个月内连续发生三起质量事故，不仅严重干扰了正常的运输秩序，而且对大规模铁路建设尤其是高速铁路建设产生了恶劣的影响，事故性质之严重、影响之坏，是这些年铁路建设少见的。