高速铁路子系统技术

高速铁路子系统技术

1.线路技术

线路是铁路运输系统中的基础设施，通过合理地规划线路的平、纵断面，并合理地设计路基、桥隧等构筑物和轨道结构，为列车运行提供高平顺性的轨面，保证高速列车安全、平稳和不间断地运行。高速铁路平面设计主要涉及外轨超高、最小曲线半径、缓和曲线、夹直线与圆曲线和线间路的选取，纵断面设计主要涉及最大坡度、竖曲线半径和夹坡段长度的选取。线路的纵横断面设计应相互配合，使线路达到较高的技术标准。高速铁路路基技术主要包括沉降控制技术和过渡段设计，高速铁路桥梁技术主要包括桥梁结构的选择和减振降噪技术，高速铁路隧道技术主要包括隧道洞口设计和防灾救援设计，高速铁路轨道技术主要包括无砟轨道结构、高速道岔和无缝线路技术。高速铁路与普通铁路相比，其最大的特点是高速度、高舒适性、高安全性和高密度。为满足上述要求，高速铁路的基础设施既要为高速列车提供高平顺性、高稳定性的轨面条件，又要保证线路各组成部分具有一定的坚固性、耐久性，使其在运营条件下保持良好状态。

2.高速列车技术

高速列车是高新技术的系统化集成，涉及机械、材料、电子计算机、网络通信、工程仿真等领域的最新技术，采用了诸如大功率牵引、制动控制、列车运行控制、空气动力学工程、减振降噪技术、可靠性与安全性技术等铁路专业领域的最新重大成果，是高速铁路的标志性移动装备。我国高速列车的关键技术被归结为九大类，包括系统集成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、牵引电动机、牵引控制、制动系统、列车网络控制系统。这些关键技术代表了高速列车总体技术的发展水平。但是随着运营速度的进一步提升，高速列车技术的开发必须在这些关键技术上取得突破与创新。

3.接触网技术

接触网是高速铁路牵引供电系统的重要组成部分。列车在高速运行过程中，受电弓只有在接触网上滑行接触时保持良好的接触状态，才能保证电能的可靠传输，才能为高速列车的运行提供足够的牵引动力。但是，当列车高速运行时，接

触网的波动和受电弓的振动会加剧，弓网间会发生离线现象，并产生离线电弧。离线电弧的高温烧蚀作用会缩短接触线和受电弓滑板的使用寿命，所产生的高频电磁波对沿线的通信系统会造成干扰，同时造成电弧噪声污染。所以说，接触网技术是高速铁路的关键技术之一。接触网技术包括接触网系统的组成、主要构成部件及其作用，以及高速弓网受流技术。

4.牵引供电技术

牵引供电技术依靠专门的外部装置从三相电力系统中接受电能，向在单相交流电气化铁路上行驶的列车输送电能。牵引供电技术是列车运行的不竭动力，是高速铁路技术的重要组成部分，对保证高速列车的正常运行起着重要的作用。

牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网。牵引变电所的主要作用为电能变换及控制，完成单相牵引网与三相电力系统之间的衔接和电压变换。牵引网负责向行驶的列车供应电能。电能从牵引变电所经馈线送出，由牵引网向高速铁路供电。

从电能传输和应用的角度来看，牵引供电技术要处理好两个环节的关系：第一个环节是外部电源与牵引供电系统的关系，一方面，外部电源要为牵引供电系统提供足够的供电容量，满足高速列车的运行需要；另一方面，高速铁路取用的电能不应造成对外部电源的干扰，要满足公用电网电能的质量要求。第二个环节是牵引供电系统与列车的关系，其关键是要保证优质、可靠地将电能传输给高速行驶的车辆。与普通铁路相比，高速铁路电力牵引的速度快、电流大，因此对牵引供电的电能质量、可靠性提出了更高要求。

5.列车运输组织技术

列车运输组织技术是指通过综合协调运输需求与各类软硬件条件及资源，为旅客提供良好运输服务的各类组织技术和方法。列车运输组织技术是高速铁路技术的重要组成部分，在高速铁路为旅客提供安全、舒适、方便、快捷服务的过程中起着中枢神经的作用。根据运输组织过程中技术实施的先后顺序，列车运输组织技术包括客流调查与预测分析技术、列车运输计划编制技术、日常生产调度指挥技术三大关键技术。以列车运行图为核心的列车运输计划以技术文件为载体，协调各个相关生产部门之间的关系共同完成运输组织任务，在保证行车安全的同时提高运输效率。调度指挥的基本任务是编制和组织实施运输

工作日常计划，当出现列车晩点、设备故障或其他特殊情况使列车难以按照运输计划运行时，由调度指挥人员对列车运行计划进行调整。与普通铁路相比，高速铁路列车开行频率更高、密度更大，对准时性和可靠性的要求更高。因此，对列车运行计划编制的一体化、调度指挥的灵活性、列车运行调整响应的快速性等提出了更高的要求。

6.信号与通信技术

通信与信号系统作为整个铁路的“大脑与神经”，时刻保证列车系统的安全、高效运行。随着通信、控制和计算机技术的发展，这些先进的技术也相继应用在通信领域和信号领域。对于铁路通信系统，从19世纪末开始，电报刚一出现就在铁路运营中得到成功应用，紧接着电话、数字有线通信、模拟无线通信、数字无线通信技术不断地融入铁路运营，这都大大提高了铁路运营效率，直至今日，最先进的5G无线通信技术也已经开展适用性试验，为铁路运营服务品质的进一步提升提供了保障。铁路信号系统随着铁路的诞生应运而生。从最原始的站间闭塞，到基于轨道电路的列车控制（track circuit based train control，TBTC）系统，直至今日最为先进的基于无线通信的列车运行控制（communication based train control，CBTC）系统，使铁路的运行安全和效率不断地提升。随着先进技术的不断发展，高速铁路列车运行控制系统将更加集成化、智能化，并将更加安全、可靠。

7.客运服务系统

客运服务系统是基于高速铁路高速度、高密度、大客流的特点，以旅客为中心，从旅客角度分析其购票、进站、乘车、出站全过程所需的信息和资源，有效利用计算机技术、网络技术和移动互联等先进的技术手段，为旅客提供高效、便捷和舒适出行服务的信息系统。客运服务系统主要由旅客服务系统和票务系统两部分构成。

旅客服务系统以旅客在车站及列车上的舒适体验为系统设计目标，利用集成管理平台软件统一调配车站、车上的设备，如控制整个高速铁路线路的时钟统一，及时发布列车到发站信息，控制旅客进站的闸机根据后台信息进行检票等，并在