高速铁道技术论文大全11篇

高速铁道技术论文篇（1）

从2004年到2013年的十年间，我国高速铁路的发展迈向了一个新里程，截至目前，已建成时速超过200千米的高速铁路8400余千米，可见，无论是高速铁路的时速、还是高速铁路的通车里程均有了大踏步前进。我国高速铁路领域建设成就的取得，在很大程度上有赖于技术创新，高速铁路已成为国民经济新的增长点。本文结合高速铁路技术革新的历程，首先介绍高速铁路技术创新的现况，接着论述技术创新的各项优势。

1 我国高速铁路技术创新的现状

在上世纪90年代以前，由于高速铁路的融资来源匮乏，财政投入相对较少，票价多年未见改变，因此，高速铁路的发展举步维艰，甚至滞后于经济社会的发展。90年代中期后，在国家的大力关怀和扶持下，高速铁路的建设规模及速度不断加快，发展相当迅猛。同时，随着技术改造工作被提上议事日程，政府着力加强自主研发能力，推行新型引进战略，将研发所需经费纳入引进资金范畴中，在增强企业研发水平的同时，构筑起了当代领先的高速列车生产基地，走出了一条有中国特色的高速列车品牌道路。

高速铁路行业飞速发展的根源在于成功构建起一套完备的、成熟的部级技术创新体系，通过政府引领下的产学研结合，进一步推进技术创新主体——企业的研发进程。该体系的提出，为高速列车的研发和投入使用提供了强大的技术指导作用，它依托大系统动力学原理，将高速列车与接触网、周边密集的大气环境和轨道线相整合，开展模拟化仿真，用于明确高速列车同全部相应系统的动态关联，形成了一个强大的集全局优化和仿真计算于一体的高速列车系统，在对该系统建立模型时，努力破除传统软件对建模自由度所带来的诸多局限，实现了列车系统的仿真计算。这些研究成果的问世为我国高速铁路的发展夯实了牢靠的科学基础，提供了强有力的科学理论和实践经验，有助于与我国高速铁路理论所要求的各项技术规范相吻合。由此可见，技术的重大突破和创新带来了高速铁路行业的迅猛发展。

2 我国高速铁路技术创新发展的主要优势

2.1 我国高速铁路建设过程中的技术要求较高

主要表现在输送能力强，高速度，高舒适度，高安全性。强大的输送能力是高速铁路技术创新的重要优势，就当前来看，我国高速铁路几乎全都达到行车时长相隔4分钟及其以下的目标，在当今高速铁路技术中居于绝对领先地位；衡量高速铁路技术创新水平的最显著标志便是速度，我国研发的京沪高铁，在试运行中打破了时速最高纪录，达486km/h，在世界范围内的高速铁路运行史上前所未有；为提升旅客乘车的便捷化，经过科学调整，我国高速列车的运行更趋于规律性，高速铁路的站台依照车次固定，并且列车车厢的装饰力求精美，生活、工作设施一应俱全，座位舒适宽敞，便于行走，运行十分稳定，我国高速列车在生产中均保证隔音、减震的高效果，使旅客体会到舒适感；高速铁路因处于全封闭环境下自动运行，又具备一整套相对健全的安全防护系统，所以，其安全程度堪称最高，在我国高速铁路问世的数十年里，从未出现过重特大行车事故，事故致死率几乎为零，在世界上的安全性能属罕见。

2.2 我国高速铁路的建设工程已实现关键领域技术的突破与创新

目前，我国已总体掌握路基形变、沉降管理技术，高速道岔及无砟轨道的研制取得突破性进展，不论是高速桥梁的修建水平，还是高速加长隧道的开发均达到世界一流水平。另外，500米长钢轨焊接仪器及铺设机组研发完成，高速铁路工程的各项基础设施规范体系已完全形成。

200km/h高速动车组技术已日臻成熟，我国已建造了200km/h的动车组研发平台、技术规划和创新检验平台，最高速度达350km/h的CRH3型列车已在京津客运专线通过运营，标志着具有我国完全自主知识产权的高速列车建造成功，高速动车组技术在吸收和创新中已赶超世界水平。

2.3 我国高速铁路呈现网络化发展的趋势

从长远来看，依据国家铁路网的具体规划，要建成一个庞大的、多功能的高速铁路网络，覆盖全国九成以上的人口，连接全部50万人口以上的城市，高速铁路的网络化发展必将为技术的进一步改造和创新提供原动力，成为绿色交通的中坚力量。伴随我国人口数量的增长，城市化进程的持续加快，高速铁路网络所产生的新型客运市场将在国际上首屈一指，进而为我国高速铁路行业的快速发展赢得世界市场的主动权。

2.4 高速铁路的基础研究实力雄厚，发展势头强

高速列车部级技术创新体系将会进一步得到完善和更新，轨道交通实验室已启用，新研发的多功能试验仪器和设备在国际上处于领先水平，并在京津、武广等高速线路上展开精确可靠的追踪试验，累计了大量的实测信息数据，为今后高速列车的全过程、全寿命的探析创造了成熟的技术条件。部级实验室的创建势必成为新的技术创新研发平台，同时，我国高速列车的运距之长也为国际罕见，为高速铁路的发展积蓄了强劲的力量。

2.5 我国所采用的技术设备和管理手段超越国际水平

我国建设一流的、发达的高速铁路，离不开一流的技术设备。在建设高速铁路时，技术设备不单要求在技术上具备前沿性，而且更加经济、可靠和适用。另外，在高速铁路运营中要确保高效益、高密度、高正点率，还有赖于高度信息化的管理手段，信息化的大幅运用是我国高速铁路技术超越世界水平的关键。

3 结语

综上所述，我国高速铁路的发展成果来之不易，为此，要进一步树立技术创新的强大信念，敢于正视技术研究过程中的缺陷和漏洞，尽快纠正偏差，充分发挥高速铁路技术创新的各项优势，进而为我国高速铁路事业的复兴做出更大贡献。

参考文献：

[1]沈志云.论我国高速铁路技术创新发展的优势[J].科学通报，2012（8）.

[2]赵振辉，秦四平.试论中国发展高速铁路的必然性[J].黑龙江科技信息，2009（7）.

高速铁道技术论文篇（2）

在7・23甬温线动车事故发生后，舆论对于高铁的指责是一浪高过一浪，比较具有代表性的是《新世纪周刊》近日发表的《高铁自主知识产权全面还原：奇迹诞生与终止真相》一文(下称“高文”)。综合近期部分媒体有关高铁报道的主要观点，其逻辑趋同，大多是把动车组的事故说成是高铁的事故，再把一切推向技术原因，结果是质疑中国的高铁技术，继而扩大到质疑中国的自主知识产权，甚至是自主创新。

这次事故是一个悲剧。对于悲剧因何发生，做充分的检查和反思，找出真正的原因，避免悲剧重演，可以说怎么做都是不为过的。重估高铁的安全性也是完全必要的。但笔者要说的是，悲痛不是真相与事实的挡箭牌，就如央视记者柴静曾说的那样：真相常流失于涕泪交加中。一旦以悲痛的名义，将舆论引导到“似是而非”上，这样的做法将导致用另一个悲剧去掩盖悲剧的后果。

对于此次动车组事故，到底是技术原因还是人为原因或是产品质量原因，这里面的责任是有巨大差别的。

被“栽赃”的速度

首先我们应认识到，7・23事故是动车组的事故，不是高铁事故，“动车”和“高铁”这两个名词是有区别的。笔者注意到在“百度问答”里，也有很多网友在询问这个问题。认同度比较高的答案是：高铁是行驶在无砟轨道上的高速动车，时速一般在300～380公里。动车是行驶在有砟轨道的普通动车，时速一般在200～250公里。“7・23”当事列车运行时速在200公里左右。显然，这个速度与“高文”中提到的时速限制在300公里以内的“安全冗余”，还有相当的距离。因此笔者对于部分媒体集中质疑高铁的速度这一做法大惑不解。对于这起并不是因“速度”而发生的事故，为什么许多舆论一直揪着“速度”的问题不放呢?200公里的时速已经运行了很多年，就算是京沪高铁350公里这一时速，在京津高铁也运行数年了，武广高铁也运行过。其刚刚运行时发生的停电故障，与高铁的技术本身没有太大的关联，因为就算是普通的电气化铁路，也是需要供电的。

对于中国的高铁建设，国外舆论一直非常关注的。2009年，在美国很热门的政治讨论类论坛freerepublic上，针对于中国武广高铁只用了4年就建成通车的消息，有网民评价道：

China is doing incredible things while we rot and decay.(中国正在创造伟大，而我们却在腐烂和衰败。)

I worry most about adversariesthat are builders。The fanatics burnout，you can outlast them like we didwith the Russians。The thieves destroythemselves。But the builders growstronger with every day that goes by。

(我最担心我们对手的实力就是他们的工程师，狂热的意识形态信徒很好对付，就如我们对付俄国人那样，但工程师会每时每刻不断变强。)

今年1月，美国总统奥巴马在国会发表2011年国情咨文演讲时，也以中国的基础建设发展，去“倒逼”美国必须保持强大的创新力，他说：“中国正在建造更快的火车和更新的机场。与此同时，美国自己的工程师在评价本土基础设施时，仅给出了D的低分。”

确实，中国的高铁“速度”一直是让国外竞争对手倍感压力所在。如果我们理解了这一点，或许就不难理解，为什么对于“7・23”这起并非由“速度”引起的事故，而今却将“速度”作为话题来热炒的原因。

“高文”中有如下报道：

原铁道部副总工程师周翊民在接受媒体采访时透露，国内从日本、德国引进的动车组，外方明确要求运行速度不能超过300公里／小时，铁道部把从国外引进的动车组冲刺300公里以上的时速，实际上“是吃掉了安全冗余”。

消息传出后遭到了铁道部的反驳。然而，来自铁路和机车制造系统内三家不同单位的专家向财新《新世纪》记者证实周翊民的讲话“符合事实”。

但是就是同一位副总工程师，在2005年5月18日《中华工商时报》上我们可以看到：

铁道部原副总工程师周翊民说：在轮轨高速铁路方面，我们有较充分的技术储备和潜力，只需引进少量国外的设备和技术，就具备了建设京沪高速铁路的条件。

被扭曲的“自主知识产权”概念

由于中国的高铁建立在“系统性地引进已被验证过的发达国家机车车辆关键技术，进行消化吸收和系统合成”上，因此先后有来自日本、法国、德国、加拿大的团队与相应技术被引进。“高文”中表示，这样的做法就是“引进国外高速铁路技术，终止国内进行了十年之久的高铁技术自主研发”。

对此，笔者认为，不能把“引进技术”与“自主创新”对立起来，可以说，人类迄今为止所有的科学创新都是站在前人的肩膀之上的。能够不重复劳动的当然要尽力购买，中国有大量的外汇储备，尤其是当我们外汇储备快速增长成为负担的时候，把技术引进放到第一位，是合理的选择。

在“高文”中，一位受访者表示：“就好像人家卖彩电给你，给了你一本有电路图和各部件尺寸的说明书，你都可以照猫画虎做出来，但他们不可能提及设计思路。实际上你并没有真正学会，一旦环境有所变化，该怎么修改，为什么要这样改，哪些东西必须要改，哪些可以不改，如果不搞清楚的话，还是不能说你完全掌握了这项技术。”

对于上述表示，我们要看到的是，一个庞大的系统工程不可能完全是自己的技术，就如我们做一个电脑控制的流水线，其中控制的电脑当然非常关键，但是电脑的CPU我们无法生产，只能进口英特尔的；操作系统的源代码，微软也不会给你。因此对于某个具体技术的掌握不在中国手里，并不能作为否认中国的自主创新的论据。

高铁项目是众多技术集成的系统工程，把这些技术全部整合在一起恰恰就是一个高难的技术。在计算机领域，系统集成公司是一项专门的技术活儿，中国的高铁能够整合德、法、日、加多国和多家公司的技术，本身就是巨大的创造。原来这些技术是在各国和各公司不同体系内的，现在被整合在了中国高铁这一个篮子里。而中国高铁在各国各公司当中是选择最好最强的公司购买技术的，这些技术“强强联合”的结果，必将是创造比原来技术水平更高的新的系统性技术，这可以非常容易地回答为什么中国的高铁时速可以跑到350公里而他们的只能是300公里。笔者不明白，

这怎么就不能被视为“创新”呢?

更进一步的是，中国在国外先进技术的基础上进行研发，研发时间必然极大缩短，按照西方的研发时间来推论中国站在巨人肩膀上的研发时间，是没有可比性的。对于可靠_生等极限的实验，很多是可以以理论模型计算的，就如说一个灯泡产品的寿命有多长，是用不着把这个灯泡使用到坏掉才知道其寿命参数的!因此笔者认为，文中对高铁技术的很多质疑似是而非，实际上起到了蛊惑的作用。

这里笔者发现很多质疑都把“自主知识产权”与“专利技术”等同起来，这是对“知识产权”概念的扭曲。专利权只有20年保护期，西方研制高铁和高铁面世时间已经过去很久了，很多专利没有多久就要到期了。此外，对于专利技术的保护和立法的根本思想是以技术公开换取政策保护，避免社会的重复开发。凡是没有完全公开技术细节的专利技术，当你发现了这些细节内容时，就可以以这些没有公开的内容再申请新的专利。因此对于这些专利技术，我们在研发高铁时，本来就没有必要绕过；不购买也可以查阅其专利技术的资料。我们对于外国高铁专利技术的使用和进一步研发，完全是可以在购买其专利技术之前就已经开始了。

对于自主知识产权在系统整合方面的技术，这不是专利却是技术秘密，这样的秘密是可以长期保持一个国家和一个公司的系统性技术优势的。而在这样的系统之上，最关键的是形成了另外两个比专利更强大的东西，一个是版权，一个是标准!版权保护时限是50年，远远超过专利20年的保护时限；而标准如若握在我们自己手里，则是对于整个市场的长期控制优势。我们引进的技术是来自德、法、日等不同国家的，他们原来的技术和产品有自己的标准，而我们把它们整合到一起，实际上是将世界不同的标准统一整合在一个体系内，实现了在他们标准之上的新标准――中国的标准。依据这新标准设计的产品，同时也就享有了中国自主的版权。

大家都知道这样一个道理：一流的企业卖标准，二流的企业卖品牌，三流的企业卖技术，四流的企业卖产品。中国高铁整合多国技术，再加上中国自主的技术和产品，形成新的高铁标准，一个超越世界现有水平的350公里时速的标准。如果这不是自主创新的奇迹，笔者不知道还有什么可以算作奇迹。

事故是事故，奇迹是奇迹。事故发生了，举天同悲。但如果用被混淆的概念来否认奇迹的话，笔者只能说，这是郭德纲相声里那句“不想当厨子的裁缝不是好司机”式的混乱逻辑。

而借着中国此次事故，日本国内有舆论已经开始“抢劫”中国高铁的署名权了，在中国高铁大量技术整合和购买于德、法的情况下，把中国高铁称为“盗版日本的新干线”，把我们所取得的技术成果变成他们自己的了。

发展高铁不能因噎废食

在中国，铁路承担了非常多的政府、社会职能。如果完全按照企业行为运作，可以说暑运或春运票价再涨一倍，照样还是很多人乘火车，铁路总公司每年利润立马会翻番。但事实上，中国的铁路运营并没有“企业化”，因为企业化后，直接受损的是老百姓。

中国的铁路运费并不是按照成本计算的，而是按照吨／公里统一计价。对于偏远的地方修建铁路的成本高昂、使用率相对较低，但也是按照平均水平计价了。这是对于地方的补贴，这个补贴对于发展地方经济尤其是偏远地方经济至关重要。中国大力发展铁路，对降低整个社会总成本起到了重要作用。

中国高铁在带来了巨大的社会效益的同时，也给中国带来了全球影响力。2010年境内外媒体密集报道，中国与多个周边国家洽谈修建高速铁路，铁道部成立了数个境外合作项目协调组，中国高铁技术的大输出，对于中国整合高端制造业和产业大提升、改变外贸出口结构都具有划时代的意义。而且，改变的不仅仅是经济效益，还将改变世界地缘政治格局。

据“高文”报道：日本亚特兰蒂斯投资公司研究总管埃德温・摩纳称，“7・23”事故之后，“中国高铁出口的机会为零。恐怕中国高速铁路建设者需要花至少20年时间，才能重新向国外采购者证明高速铁路技术的安全性。”

这样的表态，不禁让我想起了网上曾胜传的一个说法：我们的“运十”下马以后，美国人喜不自禁地说：“运十不下马，我们的波音卖给谁去”。这个说法的真实性无从考证，但“波音卖给谁”并非不是一个值得思考的问题。

“运十”悲剧不应重演

“运十”，中国自主研发的大型飞机，曾被视为“自力更生与引进国外技术的一次很好的结合”。据报道，从1980年9月首飞成功到1984年，“运十”共飞行了130多个起落、170多个飞行小时。先后飞抵北京、哈尔滨、乌鲁木齐、郑州、合肥、广州、昆明、成都等国内主要城市，并七次沿“死亡航线”飞抵拉萨，成为首架飞抵拉萨的中国产飞机。1985年2月，“运十”停飞。而在此前，外电曾报道说“在得到这种高度的技术时，再也不能视中国为一个落后的国家了”、“你们航空工业一下子赶上来了15年”等。

高速铁道技术论文篇（3）

中图分类号： U491 文献标识码： A 文章编号：

哈尔滨铁道职业技术学院是一所铁路工程类高职院校，铁道工程技术专业是学院传统的骨干专业，也是学院可持续发展的核心支撑专业。探索新的教育理念、培养模式与教学体系，使之贯穿高职教育的全过程，是进一步深化改革的必然选择。

人才培养模式是高职院校人才培养工作的重要组成部分。探索以就业为导向、基于工学结合的人才培养模式，培养出符合时代特征和社会需求、具有较强创新精神和实践能力的高端技能型人才，是高职院校提高人才培养质量、实现内涵发展的根本。

铁路工程建设和运营维护企业对高端技能型人才的需求是学院进行人才培养模式改革的基础和动力。自2010年起，铁道工程技术专业根据铁路企业对高职毕业生在专业技能、职业能力和素质提出的新要求，启动新一轮人才培养模式的改革，经过不断实践和完善，形成了符合专业实际、切合行业发展需求、具有铁路特色的“工学结合 校企合作”人才培养模式。即教学内容与工作任务相融合、课程标准与铁路行业标准相融合、课程考核与技能鉴定相融合、校园文化与企业文化相融合；在培养过程中注重知识与技能的融通，强调学生职业行动能力的培养。最终达到将学生培养成为“懂设计、精施工、善维护、会管理”的高端技能型专门人才目标。

一、重构基于工作过程系统化的课程体系

1.以生涯为目标――确定改革方向。使学生能获得与企业发展需要相一致的能力，并拓展更加宽广的发展空间，为学生的职业生涯发展奠定基础。

2.以铁路行业标准为依据――确定技能鉴定项目和课程标准。课程内容涵盖职业标准和企业岗位要求，使学生获得学历证书的同时，能顺利取得相应的职业资格证书。

3.以工作过程为主线――创新教学载体，实施项目化教学。为学生提供体验完整工作过程的学习机会，逐步实现从学习者到工作者的角色转换。

4.以工作任务为引领――系统设计、组织和实施课程。增强学生适应企业的实际工作环境和完成工作任务的能力。

5.以能力为基础――确定课程内容。突出专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法，注重实践智慧的养成，培养学生在复杂的工作关系中做出判断并采取行动的综合能力。具体实施过程如下：

（一）解构学科体系，设立课程模块

传统的高速铁路专业的课程设置模式是基于学科体系的，采用的是“三段式”（即公共基础课、专业基础课、专业技术课）的固定程序，把系统的理论知识作为教学的主要内容。解构学科体系，就要打破原有学科、课程之间的界限，以技能培养为出发点，专业课和基础课平行设置，理论课和实践课同时展开。为适应“基于高铁项目施工过程”实践课程体系三个阶段的技能训练要求，在理论课程体系设立了相应的三个知识模块：基础知识模块、专业知识模块和专业综合知识模块。三个知识模块和三个技能训练模块齐头并进，互为补充，共同促进。

（二）以能力训练为重点，遴选课程内容

以能力训练为重点，理论教学体现以应用为目的，以“必需、够用”为原则，精简过多的理论，重点突出理论知识对培养学生操作能力的指导作用。如把专业基础课的《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》三门课整合为一门课《工程力学》，大大压缩了理论课时；同时，为增强学生对高速铁路测量的技能，在《高速铁路工程测量》基础上增加了《高速铁路工程监测技术》一课，提高了操作技能的实用性。

（三）以项目和任务为中心，优化课程组合

以项目和任务为中心，凡是与工作任务有关的知识都纳入教学内容，无关的知识尽量不讲。按照模块化项目驱动教学模式，对每一个课程模块，按照对应各阶段的能力要求，设计为若干个项目，每个项目又分为若干个任务。通过讲、学、练结合，完成每一个任务、项目、模块，使学生理解知识、掌握技能、提高能力。如在材料、岩土性能测试基本技能项目中，有关材料、岩土的性能很多，与工作任务无关的性能尽量不讲，重点学习和训练它们的力学性能测试。

二、充分重视理论实践一体化教学模式，注重校企文化融合，全面提高学生的综合能力素质

以校园文化传承铁路铁路文化，培养学生适应铁路“半军事化”管理的职业特质，使毕业生具有较强的环境适应能力和吃苦耐劳的精神品质。教学过程贯彻理论实践一体化设计，将企业文化、学生社会实践、第二课堂、心理健康教育等纳入人才培养方案体系，指导学生在专业学习和技能训练的过程中学会做事、学习，提高学生核心能力素质，使其具备可持续发展的学习和适应能力。

三、建立“三维度”教师考评体系，打造具有行业影响力的双师结构教学团队建立教师执教能力、社会服务能力、整合社会资源能力的三维度考评体系，促进教师扎根课堂、深入一线、放眼行业，打造掌握高职教育规律、引领技术前沿、有效整合社会资源的双师结构教学团队。

四、建设投资主体多元化、运行形式多样化、校企联合一元化的校内外实训基地建设高速铁路检测省级实训基地，校企共建高速铁路实训工区、铁路轨道养护实训室、工程软件训练中心等生产性实训基地，为学生提供真实的工作任务和工作场景，促进教学过程与生产过程的对接。

高速铁道技术论文篇（4）

Abstract: Linear motor has been successfully used in Meglev transit system and rapid rail transit system for years. The transit systems driven by linear motor are classified as Maglev system and wheel-rail system. The typical Maglev system includes Japanese MLX system, German TransRapid system and Japanese HSST system. The technical and economic features of these systems are compared and the suitable application fields of these systems are summarized in the paper.

Keywords: linear motor; Maglev; urban rapid rail transit; suitable application fields

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(liner motor)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(Liner Synchronous Motor)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(Liner Induction Motor) 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，大部分零部件具有通用性，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。

高速铁道技术论文篇（5）

惊诧于中国速度,各国舆论疑惑:中国高铁似乎在一夜之间完成华丽转身,从一个不起眼的追赶者变成了世人关注的领跑者。

感慨于中国高铁,美国总统奥巴马日前在国情咨文中急切地表示:“我们没有理由让欧洲和中国拥有最快的铁路。”

瞩目于中国模式,一些国家在探究中国创新之谜,以中国高铁为目标展开新一轮追赶。

也许,他们并不知道,中国高铁的速度,升腾于中国人对“速度”情有独钟、矢志不渝的梦想;

中国高铁的道路,记录了中国人奋力创新、勇超世界一流的心路历程;

中国高铁的模式,彰显着社会主义制度凝聚的团结协作、联合攻关的强大力量;中国高铁的精神,演绎着铁路人报效祖国、忠诚无悔的信念追求。

怀揣与风竞速的梦想,中国以豪迈气魄发展高速铁路,涌动着赶超世界一流的雄心壮志。2008年6月24日,北京南站。

“呜……”随着一声汽笛长鸣,8时54分,一列“和谐号”动车组瞬间提速,风一样驶离北京,奔向天津。

车头明亮的驾驶室内,铁道部总工程师何华武、总规划师郑健、安全总监耿志修、副总工程师光、副总工程师安国栋……这些中国高铁的领军人物和他们的部长一起,凝神屏息,眼睛一刻不眨地盯着操作电脑显示屏幕。他们的心跳随着车速的提高而加速。

219、278、300……数字不断跳动,车速急速提升。15分钟后,屏幕上跳出394.3的数字。

与风竞速,陆地飞行。

犹如一道白色闪电,奔驰在莽莽原野上的“和谐号”动车组,划出一道梦幻般的轨迹。

这是一个历史性时刻,在我们自主设计建造的线路和国产动车组上,中国轨道交通时速最高纪录诞生了!

多少铁路人期待已久的梦想化作触手可及的现实。此时,这些平日里不苟言笑的铁路硬汉们欢呼雀跃,热泪盈眶……

沿着历史轨道,回溯艰辛历程,一段逐梦之旅令人难以忘怀。

何时能在中国大地上跑出风一样的速度,这在当时中国铁路人心中,是一个美好而遥远的梦幻。

何华武,四川资阳人。新中国第一条铁路――成渝线就从他家乡门前穿过。听着成渝铁路汽笛声长大的他,和很多高铁人一样,心中很早就埋藏着高速铁路的峥嵘之梦。

1979年,何华武考入中国铁道科学研究院。图书馆里,一份介绍日本新干线的资料让他震撼:时速210公里。他第一次得知世界上还有如此之快的车速。中国将来能做到吗?“那个梦啊,只敢想,不敢说呀!当时中国铁路时速只有几十公里。”回忆起学生时代,他感慨万千。

也就在那一年,改革开放的春风开始在中国大地上吹拂。

之后20年,公路、水运、民航快速崛起,而在综合交通运输中占骨干地位的中国铁路,却一直低位徘徊。列车平均时速仅为62公里,人均铁路只有5.5厘米。5.5厘米,那还不足一根香烟长呀!

一边是铁路运速慢,常亏损,一边是百姓买票难,运货难。中国铁路究竟如何发展?

穷则变,变则通,通则达。中国铁路人开始反思,开始奋起,开始睁大眼睛看世界。

1991年的一天,一列高速列车从法国巴黎站开出,目的地里昂。一路风驰电掣,时速200公里。

疾行列车中,几位学者模样的东方人在兴奋地谈论。他们是来自中国铁道部的工程师,此行目的是考察法国东南线改造情况,何华武就在其中。

12年前在资料上了解到的“新干线”速度,这一次,他亲身感受到了。同时感受到的还有外国同行傲慢的目光,这让他们受到深深刺激:“凭什么中国铁路就干不上去,我们要争一口气,用劲追呀!”

那个时期,德国、法国、日本等国高速铁路已日臻成熟,中国也开始了对高速铁路的艰辛探索,但很多中国人并不知道高铁为何物。建设中国高铁之路充满着疑惑、不解和争论。

1990年,当京沪高速铁路构想浮出水面时,一石激起千层浪。围绕“中国要不要建设高速铁路”和“用什么技术修建高速铁路”,唇枪舌剑,持续10年。

10年中,不管经济技术底子如何薄弱,高铁建设争论多么激烈,铁路人始终以特有的顽强和执著,默默地坚守着自己的梦想。

1994年,沈大铁路提速列车的一声汽笛,为铁路第六次面积大提速,鸣响了进军的号角。

这是追求梦想的冲击,这是迎着希望的奔跑,一次次地加速,一次次地跨越,中国人在奋力拉近与高铁的距离。

2007年4月17日,杭州火车站,8060次列车工作人员在发车前将车牌拆下。这天,8060次杭州至嘉兴硬座普客列车迎来最后一班旅程。次日凌晨,全国铁路将实施第六次大面积提速和新的列车运行图。

与前几次不同,这次大提速使中国铁路既有线路速度进入世界先进行列。繁忙干线提速区段达到时速200至250公里。这是世界铁路既有线提速最高值。“和谐号”动车组从此驶入了百姓的生活中。

六次大提速,引发了人们更多的期盼:铁路还有没有新的提速?铁路提速的终极目标是什么?是高速铁路!

根据国外经验,高速列车的研制一般需要花费20年左右的时间。在我国铁路现有技术装备的基础上,如果完全依靠自主研发,要系统掌握时速200公里及以上动车组技术至少需要10至15年,系统掌握时速300公里动车组技术还要更长的时间。

中国铁路发展等不起,经济社会发展等不起。站在前人的肩膀上,充分利用后发优势,积极吸收人类文明的先进成果,走引进消化吸收再创新道路,用最小的代价、最短的时间,实现中国高铁之梦,最终成为中国铁路人的睿智选择。

铁道部党组根据党中央、国务院的要求,经过十余年的酝酿,根据几次提速所积累的经验,以破解运量和运力这个最主要矛盾为突破口,在2003年郑重地提出了跨越式发展的构想。

让路网在960万平方公里的土地上快速延伸,让列车在万里铁道线上加速奔跑。

2004年初的北京街头,樱花含苞,玉兰绽放。中国高速铁路规划,就在那一个早来的春天应运而生了。

2004年1月,国务院常务会议讨论并原则通过历史上第一个《中长期铁路网规划》,以大气魄绘就了超过1.2万公里“四纵四横”快速客运专线网。

3个月后,国务院又召开会议专题研究铁路机车车辆装备有关问题,明确提出“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的基本方针,确定了引进少量原装、国内散件组装和国内生产的项目运作模式。

国家要富强,人民要幸福,就必须尽快建成一个发达完善的铁路网。这是几代中国铁路人孜孜以求的夙愿,更是历史和时代赋予当代铁路人的神圣使命。

铁道部部长这样诉说当时的梦想:“要干,就要占领世界高铁技术的制高点;要干,就要引领世界未来铁路发展趋势;要干,就要干出百年不朽之作,给后人留下宝贵的财富;要干,就要在我们这一代人手中变成现实。”

那就是像风一样跑。中国铁路迎来加快发展的黄金机遇期,中国高铁驶上了开向春天的希望轨道。

要想知道高速铁路怎么回事,只需在北京与天津之间往返体验一下就知道了。

你可以先在北京站坐上北京至松原的2589次普通快车,这趟车是11时36分发车,到达天津是13时27分,耗时1小时51分。

13时50分再乘京津城际高铁C2042次列车返回,30分钟后就到达北京南站。

81分钟的时差,200多公里的速度差,让一个普通人对高铁有一个最直观的感性认识。

这样一个速度差和时间差,要用多少年才能补上?对此,中国人和外国人的看法并不相同。

2004年,在中国引进高速列车技术时,日本川崎重工总裁大桥忠晴曾这样耐心劝告中方技术人员:不要操之过急,先用8年时间掌握时速200公里的技术,再用8年时间掌握时速350公里的技术。

在大桥忠晴看来,这已经够快了。毕竟,新干线从时速210公里提升至300公里,日本人用了近30年的时间。

但是,中国人可等不起!从车辆到线路,再到通信信号技术,一边引进消化吸收一边自主创新,中国人用自己的方式“跑”了起来。

2004年至2005年,中国南车青岛四方、中国北车长客股份和唐车公司先后从加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通和德国西门子引进技术,联合设计生产高速动车组。

动车组是尖端技术的高度集成,涉及动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器等9大关键技术以及10项配套技术,涉及5万个零部件,短时间内消化吸收如此纷繁复杂的技术,谈何容易!

光受命组建动车组项目创新团队。“我宣誓,我所从事的事业关系到党和国家的最高利益……”团队的成员们仍清晰记得当年在香山的一个宾馆里发出的誓言。宣誓时,每个人的眼眸里闪着泪光。

这是团队的力量,这是铁路人的志向。汇集了国内铁路装备设计制造企业、科研院所、高等院校等单位的精英人才,怀揣着梦想,涌动着赶超一流的激情,在誓言中创造着一个又一个奇迹。

每一个看似不起眼的部件,每一项细微的技术,都凝聚着引进消化吸收再创新的艰辛与付出。

动车组的乘客大多不会注意,两节车厢连接处外端有一对长条橡胶风挡,看上去没有多少技术含量。在2005年双方联合设计阶段,一些外方技术人员为这个跟我们捉起了“迷藏”。

“请问,这个橡胶长条是干什么用的?”

“哦,没什么大用,只是为防止乘客从站台上掉下来。”

然而,这一轻描淡写的解释却令青岛四方公司的技术人员疑云丛生。

“不会这么简单吧?风挡的橡胶标准要求这么高,难道只为防止乘客从站台上掉下?”“哦,这个……应该还可以减少空气阻力吧。”

对这个支支吾吾的回答,青岛四方技术人员还是将信将疑。

2006年初,第一批原型车进厂后,青岛四方的技术人员通过试验分析,发现这对风挡竟然有替代转向架防止列车侧滚的功能。“不管什么部件,什么技术,都要打破砂锅问到底,才能把先进的技术学到手。”青岛四方设计主审邓小军说。

三年磨砺,一朝惊艳――140对、时速200公里以上的国产动车组,在2007年4月18日,全国铁路第六次大提速时首次闪亮登场。

她们有一个共同的名字――“和谐号”。中国,从此有了属于自己的高速列车。

郑德润,一位在英国旅居多年的老华侨,在互联网上得知这个消息后十分振奋。2007年6月,思乡情浓的他,从伦敦飞回北京,登上开往河南郑州的D133次动车组,专程体验“和谐号”。“我经常在欧洲乘坐高速列车,现在我们终于有了属于自己的高速动车组,太自豪了!这是我多年的梦啊!”一路上,郑德润兴奋不已。到站后,他还站在“和谐号”车头前,照了一张与动车组的合影,“我要拿回去,让外国人也看看!”

国际铁路联盟定义,时速200公里以上就可以称为高速铁路。第六次大提速中,中国有超过6000公里的既有铁路干线,实施了时速200公里以上的提速。

但,中国铁路人并没有打出“高速铁路”的旗号。“其实,不少人都建议喊出这一口号。”铁道部新闻发言人王勇平回忆说,“我们没有同意,因为中国的高铁之梦不会就此停步!我们还有更远的梦!”

在时速200公里动车组下线后,不少外国人认为,中国至少要在这个平台上消化、停留10年。但中国人等不了,旋即启动了时速300至350公里的动车组研制工作。

就像举重一样,到最后就是增加一公斤,也是了不得的事。

在时速200公里以上的高速平台上,高速列车可不像汽车加油提速那么简单,时速每提高10公里,都是一个质的飞跃。

一般技术可以通过引进掌握,但核心技术是花多少钱也买不来的。这一点,时速350公里动车组牵引电机上一个瓷瓶就是最好的说明。

本来,考虑到国内技术未达到标准,牵引电机上一个起绝缘作用的高压端子瓷瓶,事前沟通好要从外国进口。但一些存有戒心的外方技术人员通知:没货。

进口不了,就只能自己干。“我们找遍了国内相关企业,最后与温州一家企业联合进行国产化攻关,终于利用国内技术填补了这项空白。”南车株洲电机有限公司技术管理部经理吴顺海说。

转向架技术、空气动力学技术、制动技术、牵引传动技术、列车网络控制技术……靠自己的攻关,一项一项地突破,所取得的报告成果有百项之多。

仅用两年的时间,中国从时速200公里的平台一跃登上了时速350公里的平台。

2008年8月1日,京津城际铁路开通运营。几位外国高铁专家登上首趟北京驶往天津的高速列车。“诸位,列车运营时速将达到350公里。”上车后,中方人员介绍道。“350公里?能行吗?”显然,他们对这个速度有怀疑。

车窗外,田野加速向后退去,车内显示屏上的速度数字不断上升。当稳定在时速350公里时,几位专家不敢相信自己的眼睛。车到天津后,面对满桌佳肴,专家们心不在焉,仍沉浸在刚才的迷惑中。

如果说,时速350公里的动车组,让中国追赶上世界先进水平,那么,时速380公里动车组的研制,将使中国登上世界高铁的制高点。

2008年2月26日,铁道部和科技部签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划》,共同研发运营时速380公里的新一代高速列车,最高运营速度将比德国、法国的高速列车快60公里,比日本新干线快80公里,节能环保和综合舒适性也高人一筹。

46岁的赵明花,这个文弱的朝鲜族女子,是有20多年工龄的长客股份副总工程师。她一辈子的梦想,就是制造中国的高速列车。1998年,她曾主持设计了国内首个动力分散型动车组“春城号”。她有过成功的欢笑,也有过失败的泪水。她倔强、不屈,梦想着:中国人,一定能造出世界最快速度的高速列车。

当2009年初接到铁道部要求研制时速380公里动车组任务时,她彻夜难眠。她深知登顶的艰难,但梦想就在眼前。她要放手一搏!

第二天,刚投入研制,就碰到了第一个难题:如何增加牵引电机动力。

增加动力,意味着要加大牵引电机体积。而牵引电机安装在列车底部的转向架上,空间极其有限,增加一厘米都很困难。

她带着一个几十人的团队,一年中,痴迷一般,反复试验。常常累了就趴在桌子上睡一觉,饿了就吃包方便面。“记不清有多少次了,眼看就要成功,但一仿真试验还是过不了关。大家流泪了。”赵明花对那段艰难的日子刻骨铭心,“但擦干眼泪,还要接着干。”

终于,通过提高电机材料绝缘效果和增强散热功能,在外形尺寸不变的情况下,硬是将电机功率提升了25千瓦,达到了世界顶尖水平。

网络控制系统研制成功,中国动车有了“中国芯”;绝缘栅双极型晶体管(IGBT)研究突破,有了“中国脑”;车体加宽0.4米并进行了改造,有了“中国身”;动车头形全新设计,有了“中国面孔”……“和谐号”动车组集合成为“中国名片”。

到目前为止,中国动车组已取得累计900余件高速铁路相关专利授权。新一代时速380公里的动车组也将于今年上半年下线。

引进先进技术消化吸收,完全国产化生产时速200至250公里的高速列车;自主设计时速350公里动车组;自主打造时速380公里动车组,成为中国高速铁路集大成之作。

三步走,每一步跨越,都凝聚着高铁人的智慧和心血;每一步跨越,回忆起来都令人荡气回肠。

高速铁路线和高速动车是一对孪生兄弟。在决定引进先进动车技术之时,建造自己的高速铁路线就提上了日程。“车速越快,对铁路的要求越高。”何华武说,“高平顺、高稳定”是高速铁路建设的两大关键要求。

有砟、无砟,中国曾有过激烈的争论。

传统轨道都是有砟的,也就是枕木下面垫石砟,而无砟则是将铁轨铺在一个高强度混凝土板上。到底采用哪种技术?这是一个重大的技术问题,那段时间,铁道部会议室里,科技人员一次次攻关研讨。气氛热烈而凝重。

这是一个艰难的决定。试想,上万公里的高速铁路线,一旦技术路线错误,必将导致可怕的灾难。但铁路人的信念是:“个人的荣辱无关紧要,我们要对历史负责,对人民负责!”

铁道部曾组织技术人员多次到日本、德国、法国等国考察高铁轨道技术,也在国内短线铁路上做过试验。高铁线路开工前,他们心里基本上有本账。

有砟在工程建设期能省钱,但车速越高,列车晃动越剧烈,后期养护需大量投资。无砟可以保持列车的高平、高稳,少维修。无砟成本虽是有砟的1.3到1.5倍,但运营十年左右,这个成本连本带息就都回来了。

争论、考察、研究,反复权衡,认真比较,科学判断,慎重决策,铁道部最终决定高铁线路使用无砟轨道技术。

但当时,中国并没有现成的技术。铺设无砟轨道,对中国高铁人来说,如同让拉二胡的乐师改弹钢琴。

首先是地质沉降问题。高速列车轨道沉降误差以毫米计,标准比F1赛车跑道还要高。我国东西南北线路跨度大,地形复杂,遇到的许多问题在国外都碰不到。

刚刚开通运营的郑州至西安高速铁路90%线路处于黄土覆盖区,遇雨季就沉降变形。一旦变形,就要毁路重建。国内十几位顶尖院士集中会诊,勘探地形,查阅资料,收集数据,终于找到了解决办法。

在地质最为湿陷的地方,每隔大约一米就打下一个水泥土挤密桩。在建筑面积200万平方米的洛阳龙门站,这种长约10米、直径0.4米的桩子足足打下了50万根。

“洛阳龙门站路基有8米多高,打下这些桩子和灌浆后,你要想在上面钉个钉子都不可能。路基面就像大理石一样光滑,甚至在上面可以滑旱冰。”中国铁建铁四院副总工程师、郑西高铁总体设计负责人郭志勇说。

不同于普通铁路,高速铁路线路常常要飞架空中。京津城际铁路、京沪高速铁路桥梁总长占到全线八成以上。桥梁选型,至关重要。

“举目已觉千山绿,宜趁东风马蹄疾”。负责攻关的郑健常用这句古语激励自己的团队。2005年大年初二,铁道部一声召唤,全国桥梁工程设计、施工、装备研发各路专家迅即从四面八方云集北京,集中攻关。

多少个不眠之夜,多少次试验论证,他们优选出32米简支梁、桥架机架设为主的技术方案,创造出制造、运输、架梁等一系列新技术,解决了高铁建设中久拖不决的大课题。5年过去了,如今回忆起来,当年的场景在郑健的脑海里依然是那样清晰。

线形问题、道岔问题、精确定位问题……“技术的问题可以快速提高,但是必须爬的台阶一个都不能少,都要我们自己创造。”何华武说。“列车时速上升到350公里,车厢内水杯的水几乎纹丝不动!”如今,中国高速铁路“高平顺、高稳定”性能得到了国际同行一致赞叹。

通信信号,是高速铁路指挥控制系统。这项技术不在转让之列,京津城际铁路使用西门子技术,花去19亿元。而面对武广高铁,西门子又开出64亿元天价。

受到刺激的高铁人,决定自己干。2007年底,铁道部成立了攻关组。

在浓厚的春节年味中,20多名专家离开了家,集中到北京西站附近一幢大厦里攻关。2008年大年初一,他们回家吃顿饺子就又回来埋头工作。

仿真实验室很快搭建起来。专家们像开足马力的发动机24小时分班运行,轮回进行模拟试验,查找问题,修改数据,再回归测试。

铁路上有落物怎么办?控制系统能提前觉察,自动发出信号,那段轨道信号就变成红颜色。

列车在距离障碍物6公里外就接到故障信号,自动停车。

钢轨出现裂纹,信号会自动检测,变成红色,列车自动停止。

4000多个场景仿真试验模拟完成后,他们把控制技术用到武广高铁试验。

谁知,系统装上列车后,失灵了。车上空调、发电机等,对控制系统造成干扰。专家们又回到北京仿真实验室,边查边改,边改边查。

试验,修改;再试验,再修改……经过上百次反复,这套世界上目前最先进的无线列控技术终于开发成功,运用到武广高铁上。

高速铁道技术论文篇（6）

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ieee 802.16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

高速铁道技术论文篇（7）

1 发展城市轨道交通应综合规划, 避免片面性、盲目性

国内较大规模研究筹建城市轨道交通始于80 年代初期, 当时不管什么性质城市、不管什么样线路都准备修建轻轨交通, 一时形成“ 轻轨热”。轻轨交通具有容量大、适应性强, 能灵活地在地面、地下、高架专用道上快速行驶, 而且较地下铁道投资少, 适于中运量城市公共交通运输, 近年来在国外得到较快的发展。但认为在我国百万人口以上大城市“ 只有建设轻轨交通, 才有可能从根本上解决城市乘车难和交通紧张问题”, 认为“ 轻轨交通运量能大于4 万人?小时”, 并可根据需要“ 不断增加运送能力”等提法需认真研究。任何一种交通工具的出现, 都有其 历史 背景, 根据其运行特点、技术特性, 都有一定的适应范围, 而不能是一种万能的交通工具。正如常规公共电汽车系统, 当线路客流超过1 万人次?小时时, 就已超越了其负担能力, 而使其失去优越性, 降低使用效率一样。

进入90 年代, 又出现了“ 地铁热”。许多城市都要建设地下铁道, 原来已论证应该建设轻轨交通的线路, 现在经过重新论证又认为建设地下铁道是最合理的; 要建设高标准轨道交通, 要选用国际上最先进技术装备, 认为“ 轻轨交通只是一种过渡性交通措施, 即使现在修建了, 将来也要改造成为地铁”。地下铁道由于其运量大、速度快、安全准时, 不受其它交通干扰, 能充分利用城市地下空间等优点, 在世界80 多个城市和地区修建了近5000 公里地下铁道。但这并不是说我国各大城市都要修建地下铁道才能解决城市交通问题。

一个城市要不要发展轨道交通, 以及选择城市轨道交通型式受很多因素的 影响 。这些因素是: 城市人口规模、城市特点、城市范围及城市地域结构变化、城市功能区划分及土地利用规模、城市经济规模、城市交通设施及交通现状。

在分析研究城市轨道交通系统型式时, 还要考虑系统的运输能力、系统的运行特点及技术特性、系统的经济性及环境景观影响。

总之, 发展城市轨道交通是城市经济发展和城市 现代 化的需要。不能根据主观意愿, 想搞什么就论证什么, 在客流调查和预测上要实事求是, 要采用定性分析和定量分析相结合 方法 进行 科学 论证。根据城市的具体情况, 作好城市轨道交通综合规划, 从城市的 社会 效益、经济效益和环境效益出发, 用最少的投资获得最大的效益, 促进我国城市轨道交通的发展。

2 根据我国国情确定轨道交通建设标准

当前在筹建轨道交通过程中有一种倾向, 对系统提出较高的建设标准, 要建设“ 世界一流水平”,“ 本世纪世界先进水平”,“ 九十年代世界先进水平”的城市轨道交通。城市轨道交通系统是一个涉及到多学科、技术密集的系统工程, 其建设标准的确定受很多因素影响, 如售检票, 车辆、信号、服务水平等等, 需要进行科学地多方面地比较和论证。采用了某一项新技术并不能说明轨道交通系统就是先进的和高标准的。所谓的高标准和高水平都是相对的, 具有一定时间性。随着科学技术发展和进步, 新技术不断更新, 今天的先进技术会被更新的技术所取代。但是过高的建设标准会增加轨道交通投资费用, 会超出我国城市经济的承受能力, 影响城市轨道交通发展速度。

表1 是北京地铁和世界上营运里程超过100 公里的14 个城市地铁的部分营运指标的比较。北京地铁现在年客运量为5. 11 亿人次, 平均日客运量140 万人次, 平均每辆车年运送乘客130 万人次。北京地铁使用直流变阻车辆, 在车辆数量少、运营线路短的情况下, 年客运量和平均每辆车年客运量都是比较高的, 说明北京地铁系统综合技术水平、运输效率都是比较高的。

当前我国城市交通的实际情况是乘车难, 乘车拥挤已到了非常严重程度, 在一定程度上制约了城市发展。同时我国又缺乏建设资金, 技术装备、技术水平又较落后, 这就是我国国情。在建设城市轨道交通过程中, 应考虑国情, 从实际出发, 在满足客流需求基础上讲究安全、可靠、实用、经济, 适当降低城市轨道交通建设标准, 以解决乘车难、乘车拥挤实际问题, 满足早晚高峰大量通勤出行需求为主, 而不应过高追求高标准和高水平。

3 从城市发展及城市地域结构变化研究城市轨道交通发展模式 由于城市发展主要集中在城市中心区, 城市中心区交通拥挤阻塞比较严重。因此, 研究城市交通也主要着眼在城市中心区, 很少从全局出发, 从地域结构的变化来研究城市交通, 特别是轨道交通。但是, 城市交通是城市这个特大系统的重要组成部分, 城市交通与城市发展战略是密不可分的。

为促进城市发展, 为大城市人口、职能及产业向效区转移创造条件, 加速城乡一体化进程, 大城市应建立完善的以城市轨道交通为骨干交通体系。交通体系的完善, 不仅为城市中心区、居民区和工业区间的联系提供方便, 而且能促使城市中心区与郊区、郊区与郊区、城市中心区与卫星城镇的联系日益紧密, 缩小城乡经济生活差距, 为合理通勤时间提供保证。

4 城市轨道 交通 系统开发 研究 不足

城市轨道交通有很多类型, 技术比较成熟并已通车运营的就有城市市郊快速铁道、地下铁道、轻轨交通、单轨交通、导轨交通及线性电机牵引的轨道交通等多种形式。 目前 还有一些轨道交通系统在试验中, 城市轨道交通形式有向多样化 发展 趋势。国内对地下铁道的研究较早, 技术趋于成熟。轻轨交通研究始于80 年代初, 还有许多 问题 有待于进一步深化。对市郊快速铁道等其它形式则研究的很少。各种形式轨道交通的出现和发展是城市 社会 经济 发展的结果, 并将随着 科学 技术的发展而不断提高。任何一种交通工具的出现都有其一定的社会背景。开展城市轨道交通系统研究, 研究轨道交通的发展过程、技术经济特性、适应范围、发展趋势, 可使我们得到启迪, 进一步深化对轨道交通的认识, 使我们可以根据国情发展适合 中国 国情的轨道交通系统。

国内对市郊快速铁道研究较少, 但市郊快速铁道的作用不容忽视。原联邦德国区域地铁快车S-B ahn 、巴黎地区快速铁道R ER 、日本的JR 铁道和私铁都属于市郊快速铁道系统。下面仅以日本三大交通圈为例 分析 市郊快速铁道在大城市的作用。表2 为日本三大交通圈市郊快速铁道和各种交通工具运营线路长度, 表3 为日本三大交通圈各种交通工具年客运量。

65. 66% 、76. 26% 。因此, 日本三大圈都是以公共交通为主, 公共交通中又以轨道交通为主, 公共汽车只起辅助作用, 用以向轨道交通疏散客流。在轨道交通系统中, JR 铁道和私铁均属于市郊快速铁道, 占轨道交通线路总长的87. 6% 、89. 6% 。国际上大城市市郊铁道在城市公共交通中都占相当大的比重, 其重要性是不言而喻的。我国在发展城市轨道交通时, 对市郊快速轨道交通必须给以充分重视。

5 加速开展轨道交通技术装备国产化技术研究

现在国内筹建和修建轨道交通的城市几乎都采取向国外贷款的办法, 在资金私短缺情况下, 这是不得已的作法。按着国际惯例需从国外购置包括车辆、信号等各种技术装备。这种作法给我国城市轨道交通发展带来极大的后患。

5. 1 增加轨道交通系统建设引用

5. 2 给轨道交通运用带来极大困难

城市轨道交通是一项跨学科、技术密集的系统工程, 其技术装备涉及大量机电产品, 品种繁多、技术复杂。由于贷款是由不同国家提供的, 因此技术装备引进也必然来自不同国家, 各种技术装备将出现不同型号, 会给运营中备品备件维修带来困难。长期引进国外技术装备, 将使轨道交通发展出现受制于人的局面, 需引起我们高度警惕。

5. 3 不利于轨道交通 工业 体系的建立

城市轨道交通与铁路运输同属轨道交通, 在设计施工、技术装备生产和运行管理等方面基本相同。地铁和轻轨车辆作为电动车辆与铁路机车车辆在结构、设计技术、生产工艺、生产装备上都是相同的。

现在各城市轨道交通技术装备都引进国外产品, 使国内生产设备闲置、生产能力浪费是很不合理的现象。

6 加速城市轨道交通基础 理论 及关键技术研究

60 年代我国依靠自己的力量建成了北京地下铁道, 北京地下铁道的技术装备全部都是自行研制、设计生产的, 至今已近30 年, 仍然担负着繁重的运输任务。尽管地铁车辆、信号技术与世界水平相比都比较落后, 就其运营指标并不比国外地铁差。随着科学技术发展和进步, 特别是 电子 技术、电子 计算 机的发展, 地下铁道系统也应该在发展中不断改造提高自身的技术水平, 才能适应客运量不断增长的需要。但是由于受条件限制, 国内对城市交通和城市轨道交通的发展研究不够, 发展战略不明确、技术开发薄弱, 造成决策上的失误, 使国内城市轨道交通技术水平处于停顿状态, 而远远落后国际先进水平, 我们应当吸取这一教训。

当前我国许多城市在筹备和建设城市轨道交通, 北京、上海、广州地下铁道都在紧张施工, 各城市都准备利用国外贷款引进先进技术装备。因此, 现在应充分利用这一有利时机, 加紧城市轨道交通基础技术理论研究和各种技术装备关键技术研究, 以便迎头赶上世界先进技术水平。目前我国城市轨道交通还处于起步阶段, 各大城市在筹建城市轨道交通过程中急需基础技术理论的指导, 以便促进城市轨道交通的发展。城市轨道交通基础技术理论及关键技术研究将直接指导城市轨道交通决策、规划设计、工程建设、技术装备生产、系统运用管理等, 以减少决策失误, 并产生巨大经济效益。

参考 文献

1 建设部地铁建设管理办公室。地铁与轻轨研究中心。地铁与轻轨技术装备国产化可行性研究报告,

高速铁道技术论文篇（8）

Abstract:Applyingthetechnologyofhigh-speedrailway,thesafeandpunctualoperationwithhighspeedofSHI-TAIdedicatedpassengerrailwaylinewillbeensuredbythemeticulousdesign,implementedconstruction,high-standardinfrastructuresaswellashigh-qualitytechnicalequipments,theimprovementofsystemandmanagement.Inviewofthecharacteristicofdedicatedpassengerrailwaylineandcombinedwiththeforeignadvancedexperiencesofhigh-speedtrain,thearticleputsforwardthesafetyassurancesystemofdedicatedpassengerrailwaylineandintrudesitscompositionandcontents.

Keywords:DedicatedPassengerRailwayLine;EngineeringSystem;SafetyAssuranceSystem

1绪论

保证旅客和货物的安全是运输服务行业最基本的要求。铁路运输有运量大、路程远等特点，一旦出现安全事故将产生巨大经济损失和恶劣的社会影响，因此安全成为铁路运输的生命线。当铁路处于低速阶段时，铁路发挥的功能远远未达到极限能力，不安全因素较少，无论是人还是设备都有足够的能力来应付事故或突发事件，通过依靠设备技术条件和维修保养标准与限度，依靠人的操作规范和行为指南，可以保障铁路的安全运转。然而当铁路在高速运行下，运行速度通常是普通铁路的2倍多，无论是人、设备还是环境造成的不安全因素剧增。一旦发生设备异常、违章操作和外界环境的突发事件，可供纠正和避免事故的时间很短，可供选择的方式也很有限，所造成的后果将是灾难性的。

自1964年世界第一条高速铁路诞生以来，经过40多年的发展，高速铁路已经遍布世界主要发达国家，累计运送旅客上百亿人次。当安全、快速、舒适成为时代对于运输业的要求，高速铁路因此成为世界铁路发展的主流和趋势。我国客运专线均采用高速铁路的技术体系，保证列车行车安全是客运专线设计施工、设备制造、系统开发和运营管理的前提条件。因此，运用系统工程的理论，借鉴国外高速铁路安全运行的经验，构建我国客运专线安全保障体系，做到防患于未然，具有十分重要的意义。

2国外高速铁路安全保障体系

世界各国在设计、建设和运营高速铁路时，均把确保旅客生命财产和行车安全放在首位，把安全技术作为高速铁路的重要技术加以系统研究、精心设计并在建设施工和运营管理运用之中不断完善，通过实现基础设施高标准、技术装备高质量、运行管理自动化和安全监控实时化，来保证高速列车安全。

2.1日本新干线行车安全保障体系

日本对高速铁路行车安全保障体系的研究和建设注重系统性，将安全保障的概念融于整个高速铁路运营管理系统之中。日本新干线高速铁路在其30多年的发展历程中，没有发生一起旅客死亡事故，其安全保障体系功不可没。日本的新干线行车安全保障体系大致经历了三个发展阶段：

（1）列车自动控制(ATC)和调度集中(CTC)

日本铁路在既有线列车上装备了大量的ATC设备，接收和处理列车当前位置的有关信息；随着电子技术的进步，东海道新干线1964年开通伊始就使用了CTC，完成集中控制、列车运行集中监视和信号设备故障监视等功能，实现以调度所为中心对列车安全的保障。

（2）计算机辅助的运营管理系统(COMTRAC)

1972年新干线岗山枢纽开始使用COMTRAC系统，并在随后20多年中不断地开发和完善。COMTRAC系统是一个功能较为完备的综合系统，包括运行图生成与变更，车辆安全与运用、列车运行控制与监视、旅客引导信息控制等运营管理功能以及CTC、电力调度、车辆、接触网、线路状态检查、灾害监测等安全功能。

（3）计算机化的安全、维护与运营系统(COSMOS)

1995年东日本铁路公司成功开发了COSMOS系统。COSMOS系统利用先进的网络技术将几乎所有与运营和安全相关的系统综合起来，包括计划生成、运营管理、维护作管理、设备管理、电力控制、中央信息监视、车辆管理和车站作业管理8个子系统，是一种全新概念上铁路安全、维护与运营系统。

2.2法国TGV列车行车安全保障体系

法国高速铁路创造了当前世界轮轨系交通的最高试验速度515.3Km/h，运营速度也达到300--320Km/h，其安全保障体系以TVM--430机车信号自动控制系统为核心，依靠车--地之间可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来，还增加了设备监测和报警子系统，进一步强化列车运行安全的保障功能。车载设备包括TVM--430机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等；沿线分布了接触网电压监测、热轴监测、降雨监测、降雪监测、大风监测、立交桥下落物监测等各种监测设备；控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分，并通过网络传递信息。

2.3德国ICE行车安全保障体系

德国高速铁路不同于日、法两国，属客、货混运型，且隧道约占线路长度的1/3，因此，隧道内的行车安全成为其安全保障的重点，除了采用安全监测系统外，还制定了严格有效的防范措施以及运营措施。德国ICE高速列车在高速线上采用了防灾报警系统(MAS90)，其主要特点是利用功能强大的车载故障监测和诊断系统，通过无线通信与地面维修中心构成集行车控制、故障监测、维护等功能于一体的行车安全保障体系，除可监督线路装备的运用状态外，还可识别和及时报告环境对行车安全的影响，以及移动设备发生破损的情况。

3国内铁路安全保障现状

随着RITS在我国的发展，我国在铁路紧急救援与行车安全领域已经进行了初步的研发，相应技术在铁路上得到了探索性的应用，其中典型的是沪宁铁路行车安全综合监控系统，包括以下几个子系统：

（1）行车安全监测系统：行车安全监测系统定期、经常性地对固定设施、移动设备进行有效的监测，建立起“车对地”、“车对车”、“地对车”、“地对地”的行车安全监测闭环系统，使与行车安全有关的装备处于监控之中。

（2）行车安全信息系统：行车安全信息系统由信息采集、传输网络和安全信息管理中心构成。传输网络将采集到的人员操控、设备工况以及环境状况等数据，传送到安全信息管理中心，由其对数据进行分析和评估，并评定其危险等级，供行车、维修、救援等部门决策。

（3）救援维修支持系统：利用监测信息和管理系统，为维修、救援等提供决策支持，并进行维修体制创新。

总体来说，我国对于铁路安全防灾的研究仍停留在局部性和理论性研究阶段，尚未形成系统、动态性的良性局面。而铁路已有的安全监测体系的信息准确性、实时性差，不能满足铁路客运专线运营管理的需要。因此，进行全面系统的研究，提出适合与我国铁路客运专线运营管理模式及自然环境的安全保障体系方案，是我国铁路客运专线建设的一个重要环节。

4构建石太客运专线安全保障体系

石太客运专线连接河北、山西两省省会，是全国“四纵四横”快速客运骨架网之一，是铁路网“八纵八横”主通道的重要组成部分，也是我国煤炭运输的一条主通道，对促进河北、山西两省区域经济协调发展，对保障国家重点物资运输都具有十分重要的作用。客运专线全长189.79公里，采用高速铁路的技术体系：设计为近期兼顾货运，行车速度200km/h以上，电力牵引，动车组高速列车，SS9中速列车，DJ1货运机车；采用融资、建设、管理一体化，企业化经营的新模式。

石太客运专线桥梁和隧道所占的比例比较大，仅隧道就占总里程的39.3%，且地质情况多变，技术复杂，安全问题也随之加剧：（1）客运专线运行速度高，行车密度大，对控制设备的依赖性大大增加，对线、桥、隧和通信信号等基础设备设施要求也更加严格；（2）客运专线沿线自然环境、地理环境的变化将会给行车安全造成严重影响，且客运专线的事故往往涉及到人员伤亡；（3）石太客运专线设计初期采用客货混行，其行车组织影响因素较多，存在着很多不安全因素。

4.1运用系统工程的理论

系统工程是组织管理系统的技术方法，它从系统整体出发，根据总体目标的需求，以计算机为工具，综合集成自然科学、工程技术、社会科学、管理学、经济学等领域的知识和技术，进行系统研究和建设。

目前，我国普通铁路在车、机、工、电等方面都开发了相应的安全保障系统，如自动停车装置、热轴监测系统、滑坡监测系统等等，然而大多数安全保障技术却没有完全实现相互的协调，基本上处于各自为政的局面。石太客运专线安全保障体系涉及到高速列车的机车车辆、弓网关系、供变电、线路轨道结构和桥梁隧道、运输组织、列车控制、行车指挥、设备维修养护、环境监测、现代化检测技术、动力学、机电一体化等高新技术以及管理人员和管理理念等，是以现代化高新科技为依托的复杂的系统工程。

运用系统工程的理论和方法，分析研究石太客运专线生产的各个环节以及客运专线技术的各个方面，可以将石太客运专线安全保障体系认为是人(人员)--机(设备)--环(环境)--管（管理）四为一体的系统，即一个以“管理”为中枢、“人”为核心、“机”为基础、“环境”为条件组成的总体性的安全保障体系。

（1）人员因素：在石太客运专线生产和运营中，安全管理的各项规章制度和措施，最终都要落实到管理人员身上。根据安全相关理论，人的差错率在10-2--10-3左右；有关统计数据也表明，在1989--1998年间，我国铁路由于人为因素造成的行车重大、大事故占事故总数的42.2%；如2006年4月11日两辆列车在京九铁路广东境内发生的追尾事故，造成20余名旅客和工作人员受伤，列车机车受损，主要原因也是机车乘务员违章作业造成的。因此，“人”是安全保障体系的核心，管理人员和生产人员对待安全工作的态度和具体行为，将直接影响到客运专线的安全状况。

（2）设备因素：设备的差错率一般远低于人的差错率。但是由于客运专线设备多且复杂，设备数量基数大，导致其发生事故概率也较大；而且客运专线运行速度高，行车密度大，对控制设备的依赖性和对线、桥、隧、机车和通信信号等基础设备设施要求也更加严格。石太客运专线所保障的是人身安全，因此其设备设施是安全的基础保障。

（3）环境因素：外界自然环境（风、雨、雪、洪水、地震、滑坡、泥石流等）的异常变化，会危及客运专线的行车安全，并诱发安全事故。如大风会破坏列车的车体，积雪将影响道岔的正常工作；又如2006年4月12日T70次列车被困乌鲁木齐“百里风区”沙尘暴将近33小时。石太客运专线要追求“零事故率”，必须考虑环境因素，尤其是恶劣气候对客运专线运行的影响，建立灾害快速反应系统，突出客运专线在灾害天气下运输的优越性。

（4）管理因素：“人”、“机”、“环境”往往是造成事故的直接原因，而“管理”看似是间接原因，但追根溯源却是根本的、本质的原因。石太客运专线安全保障体系只有在管理要素的作业下，与“人”、“机”、“环境”的有机结合下，才能保障客运专线的安全。

4.2安全保障体系的基本框架

运用系统工程的理论，借鉴国外高速铁路运行安全保障的成功经验，结合客运专线安全因素分析，构建石太客运专线安全保障体系的基本框架如下图所示：

图1石太客运专线安全保障体系框架图

（1）基础设施安全技术子系统是石太客运专线安全运营的基础保障，包括轮轨系安全、列车机车安全、列车制动安全、牵引供电及弓网安全和路线、桥梁、隧道设计及施工安全。主要应用国内外相关的先进技术对基础设施和设备设计、建设的安全技术进行管理，对机车、车辆、线路等行车过程中的执行“元件”实行安全控制以保障石太客运专线的安全，即实现石太客运专线的硬件设施的安全可靠。

（2）综合安全保障子系统以人的管理为核心的，集成环境控制、设施设备监测与诊断、自然环境等监控，以及风险预测、紧急事件处理和管理的综合系统。通过行之有效的行车调度指挥，对行车有关的固定设施、移动设施进行实时监测，并对外界的自然环境进行监控、预测和防治，建立事故应急处理、救援应急预案以保证石太客运专线运行的安全。

（3）安全评估子系统对石太客运专线的安全保障系统进行评估、预测并找出系统存在的薄弱环节，对事故预防工作做指导；对安全工作情况进行监督考核，通过一系列的奖惩机制切实保障石太客运专线的安全；对发生的事故安全问题进行科学分析和总结，找出应对方法并提出改进方案。

5结论与建议

石太客运专线安全保障体系是一个集成基础设备设施、安全技术硬件系统和人员、管理软件系统的复杂大系统。目前，客运专线相关的工艺和技术已日趋成熟，因此在管理理念、管理人员选择、管理制度制定、安全文化建设等软环境方面就显得尤为重要。

（1）健全安全管理制度

安全规章制度是对各项安全管理工作所作的规定，是全体管理人员和基层操作人员在安全方面的行动准则，也是石太公司规章制度的重要组成部分。石太客运专线应制定系统的安全制度，规定组织、管理和技术方面的安全要求，使各级管理人员在安全工作中做到有章可循，使安全工作做到统一行动、统一指挥，最大限度的预防各类事故的发生，保证客运专线的正常运行。

（2）强化风险预警机制研究

客运专线行车事故和影响行车的自然灾害（风、雪、雨、洪水、地震等）一旦发生，将有可能造成重大人员伤亡、设备损坏、经济损失和恶劣的社会影响。石太客运专线应建立对风险事故的研究，对风险进行等级合理的划分，并根据风险等级制定一系列的应急救援预案，最大限度减少事故带来的经济损失和社会影响。

（3）加强以人为本的安全生产文化建设

客运专线要把安全生产提高到安全文化的战略高度来认识，突出“以人为本”的原则，提高企业的安全生产管理水平，构建具有客运专线特色的企业文化，使石太公司管理人员从安全生产的深层次观察问题、思考问题，把安全生产诸要素通过机制形成责任链条，突出人在安全载体中的调整作用，强化了职工的责任意识和危机意识，激活了人这一安全主体的原动力。

（北京交通大学交通运输学院，唐会）

参考文献：

[1]张新芳，高速铁路、客运专线防灾安全监控系统设计探讨[J]，铁道工程学报，2006，（2），71-74

[2]王山，孙全欣，高速铁路运行安全系统的研究[J]，内蒙古科技与经济，2003，（4），69-71

[3]穆恩生，高速客运专线的行车安全保障体系[J]，世界轨道交通，2005，（3），20-22

高速铁道技术论文篇（9）

他自信从容：“为中国铁路科技进步感到骄傲，正在大踏步地走出去，让世界分享铁路科技成果。”

这就是何华武――2009年新当选的中国工程院院士给记者留下的印象。

作为中国铁道部总工程师兼客运专线总设计师，何华武主持并参与了百余项铁路干线、站场与枢纽的勘察设计与设计指导：致力于高速铁路系统设计、综合交通枢纽客运站、构建中国特色的高速铁路技术标准体系领域研究及工程实践。在高速铁路线路高平顺、高稳定性技术方面，取得线路空间线形、线形精确定位、无砟轨道及高速道岔等关键技术创新成果，应用于京津、武广、郑西等高速铁路，创造了世界铁路350km／h的最高持续运营速度，旅客乘坐平稳、舒适，中国高速铁路后来居上，技术水平达到世界一流；在铁路站场与枢纽技术方面，取得客运站、编组站、枢纽等关键技术创新成果，应用于北京、天津、武汉、广州等枢纽，解决了城市发展与铁路枢纽建设、提高运输能力与避免安全风险的多项难题：此外，他还主持并参与完成铁路第六次大提速工程，创造了世界客货列车共线运行铁路运输速度、密度、重量之最，提速技术达到了世界领先水平。

2008年，何华武荣膺何梁何利奖与詹天佑大奖：2009年，经过多次遴选，他被推举为中国工程院院士……这般殊荣，他是如何得到?又将如何自处?带着崇敬，也揣着疑窦，记者如约走进了何华武院士位于铁道部办公主楼的工作间。

推开办公室的门，西墙壁上那两张醒目的“全国铁路线路示意图”和2008年调整后的“中长期铁路网规划图”首先闯入记者的视线。因书籍资料、研究报告及设计文件侵占着每一方空间，简朴的办公室略显拥狭。衣着朴素的何华武站在其间，笑容可掬、神情亲切，流露出谦和儒雅的学者气息。

院士是这样脱颖而出的

调查显示，中国科学院院士和中国工程院院士(简称为“两院院士”)是我国最有科学技术成就和最具创造力的科学家群体。2008年最新统计表明，自1955年至2007年，我国只有1855人增选为“两院院士”。这对于拥有13亿人口之众的泱泱中华大国来说，可谓凤毛麟角!

何华武，这位生长于天府之国的巴蜀学子在成为院士的道路上经过了哪些历练?他以洗练的语言向记者介绍了自己的简历：在西南交通大学铁路运输工程系完成大学学业；在铁道科学研究院研究车站与枢纽现代化，1982年研究生毕业，获得工学硕士学位。毕业后即投身于基层实践，在铁道部第四勘察设计院当上了勘察队员，进行新线、既有线测绘，外业、内业工作使他练就了扎实的基本功，并成为同一届毕业生中第一个专业设计负责人、技术队长与总体设计负责人。在这看似平凡的工作经历中，何华武增长了才智，验证了理论，积累了丰厚的基层工作经验。他认为：“工程科技离不开‘科学研究、实验验证、工程实践、推广应用’这四大环节，这条路无捷径可走。”

言出践行。他是这样说的，也是这样做的。1990年，通过首批机关工作人员招考，何华武进入铁道部工作。先后担任项目工程设计主审，负责多个重大项目关键技术攻关。在这些工作岗位上，何华武数十年如一日地奋斗在铁路事业的前线，一方面要搞关键技术攻关，另一方面要深入基层，指导具体工程技术的落实。他办公室的灯光经常亮到午夜时分，他挥汗如雨的身影曾出现在祖国的多条铁路干线、枢纽现场上……关键技术的形成需要一次次的实验验证，一次次的修改完善，甚至一次次的重新开始!

功夫不负有心人。经过不懈的努力，在何华武的带领下，中国的铁路建设不仅在理论与技术上取得了重大突破，而且解决了许多实际问题。客货列车共线运行大速度差线形理论，揭示了速度与曲线参数相互关系，提出了参数选取方法，解决了曲线实设超高的难题，使第六次铁路大提速打破国外既有线时速230km的限值，实现了动车组时速250km、5分钟追踪与普速客车、5000t级货物列车共线运行。不仅大幅提高了既有线通过能力，而且为新建高速铁路提供了技术支撑：无砟轨道及轨道精确定位理论，克服了有砟轨道随行车速度提高和密度加大存在轨道蠕动加剧、形位难以保持、养修工作量大、通过能力受限等缺点，解决了线路的平稳性难题，使京津、武广等高速铁路，设计时速350公里，开通运营时速即达350公里。创造了世界铁路最高商业运营速度。更重要的是，如此快的速度，车体不晃、人也不晕，一杯水放在小桌板上只微微漾动，旅客们乘坐时感到平稳、舒适：山区复杂地形高速铁路高位选线理论，揭示了坡度、坡长与速度、功率的相互关系，减少了工程数量，降低了施工风险和运营安全风险，武广高速铁路设计446个坡段，其中58个采用了大坡度坡段，在五尖大山、大瑶山越岭区段，在降低施工、运营风险及减少工程投资方面取得显著效果，成果在贵广、向莆等铁路推广应用；客运站站场优化设计理论，解决了多线引入、列车进路交叉干扰和点线能力协调等难题，北京南、天津、武汉、广州南等站，股道分场设计，疏解了进路交叉、简化了道岔区设置，使到发线能力最大化。

上述种种铁路建设业绩的取得，都离不开何华武的贡献!同时，也为他参评院士打造了一个较高的、扎实的平台。

院士增选工作一直是全国工程科技界以及社会各界普遍关注的大事。谈到获此殊荣，何华武有许多感触。他认为，能获得院士的荣誉，除了自己长期艰苦努力、坚持不懈的毅力，更有国家的培养、人民的抚育，和以部长为首的部党组带领铁路行业践行科学发展观建设现达铁路网创造的机遇。也是前辈、师长、同事和家人的帮助、教育和支持的结果。取得的成绩，都凝结着参与者、参建者的心血和汗水。

希望铁路领域出更多的领军科技人才

评选上院士的何华武，念念不忘与他在同一条战线上工作的战友们，希望能有更多的“铁路人”成为领军科技人才。他动情地说：“中国的铁路事业发展到今天不容易，我们有一定的底蕴，在增强创新能力上做的非常出色，这与很多人的努力是分不开的，希望中国的铁路领域可以出更多的领军科技人才。”

中国地域宽广、幅员辽阔、气候变化大，地形、地质情况千差万别，中国铁路在建设中遇到的世界级难题为数不少。由此，中国铁路的发展与进步就站在了世界的制高点上，而解决了这些技术难题的人何其伟大!

何华武举例说，高原铁路青藏线突破了多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大难题，每一项成果都包含了太多人的辛劳与智慧。而川藏铁路、滇藏铁路的地形、地质特别复杂，工程艰巨，修建难度不亚于青藏线，需要更多的人才去解决环保、设计、施工及运营管理中的难题。中国在琼州海峡、渤海海峡、台湾海峡都有修建跨海铁路通道的必要性，在实现超大跨径桥梁结构、软弱地基深水桥梁基础、耐高水压、大直径盾构设备

及深水施工技术等重大关键技术方面需要更多人才去攻克难题。高速铁路系统复杂，相互之间关联性强，影响因素多，为了保障行车安全、提高运输效率，减低运营成本，高速铁路普遍采用装备先进检测设备并具备综合数据处理和分析功能的高速检测列车，对高速铁路设施进行综合检测，世界还没有最高检测速度350km／h的“医生”，填补这项技术空白需要更多人才攻坚克难。

“这些都是世界级的重大工程技术难题。用工程科学技术解决了这些问题，我们的铁道工程技术便可以进一步领先于世界。而在攻克这些项目的关键环节与若干技术上的难关时，必定会产生很多的人才。”何华武充满自信地说。他认为，铁道行业的多个领域与专业都应培育和产生领军科技人才。

有创想才会有行动

谈到当上院士之后的工作规划，何华武的话匣子便打开了。他告诉记者：“院士之衔是荣誉，更意味着新的责任和使命。相对其他交通方式，铁路具有占地少、能耗低、碳排放少优势，增强经济与社会可持续发展能力，必然要构建现达的铁路网。中国铁路在完善现代铁路网、修建综合交通枢纽、修建大型跨海通道、国际通道、建设数字铁路以及使中国铁路标准国际化方面大有可为。”

如何又好又快地实现现达、完善的铁路网?他说，这包含三个方面的内涵：首先，是完善快速客运网。在今后的一段时间内，使快速客运网覆盖到50万人口的城市，覆盖全国90％以上人口，省会城市间总旅行时间节省50％以上：其次，是完善西部路网。中国西部亟待加强区际铁路通道，路网覆盖20万人口以上城市支撑地方经济发展；第三，对国家规划的“五纵五横”综合运输大通道内既有铁路完善复线建设和电气化改造，进一步强化通道内铁路运输能力和运行品质。

谈到不久的将来中国要修建的几条跨海通道时，何华武俨然一个大国铁路的总设计师。他站起身来踱到“中长期铁路网规划图”前指点江山、憧憬未来，激情地诠释着中国铁路事业波澜壮阔的明天-应在琼州海峡、渤海海峡、台湾海峡建设大型的跨海通道，使海峡两岸的交通更为便捷、联系更加密切。“然而，这些还不够，还要修国际通道。比如至哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦等国的中亚通道；至俄罗斯、朝鲜的东北亚通道、至缅甸等国的南亚通道：至新加坡等国的泛亚通道等等。”何华武的手指在地图上流畅地划过，一条条铁路轨迹彷佛也日渐清晰……

关于中国标准国际化的问题，何华武认为，中国既有线提速、高速铁路、高原冻土铁路、艰险山区复杂地质铁路、重载铁路技术在很多方面已经达到世界先进和领先水平。“我们在沙特、委内瑞拉、叙利亚等国家都已有在建铁路项目。更多的国家也向我们伸出了合作之手，希望分享中国的铁路技术。”他不无自豪地感慨：“为中国铁路感到骄傲，我们正在大踏步地走出去。在这个过程中，我们要努力打造‘中华牌’的铁道技术与标准。”

高速铁道技术论文篇（10）

Abstract: Linear motor has been successfully used in Meglev transit system and rapid rail transit system for years. The transit systems driven by linear motor are classified as Maglev system and wheel-rail system. The typical Maglev system includes Japanese MLX system, German TransRapid system and Japanese HSST system. The technical and economic features of these systems are compared and the suitable application fields of these systems are summarized in the paper.

Keywords: linear motor; Maglev; urban rapid rail transit; suitable application fields

1、引言

从1825年世界第一条铁路出现算起，轨道交通已有近180年的历史。特别是上个世纪中叶以来，随着科技的进步，轨道交通运输方式不仅在诸如速度、密度、重量等性能方面有了很大提高，而且轨道交通方式本身也发生了巨大的变革。快速轨道交通有地铁、轻轨、单轨等多种方式。牵引方式历经蒸汽牵引、内燃牵引、电力牵引等阶段，目前在世界范围内又发展出直线电机牵引的交通方式，包括磁悬浮铁路、直线电机轮轨交通、磁悬浮飞机等。该交通方式目前正在迅速发展，将来会成为本世纪的主要交通方式之一。

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(liner motor)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(Liner Synchronous Motor)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(Liner Induction Motor) 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

日本超导磁悬浮MLX系统采用了长定子直线同步电机(LSM)驱动，见图4。在导轨侧壁安装有悬浮及导向绕组。当车辆高速通过时，车辆上的超导磁场会在导轨侧壁的悬浮绕组中产生感应电流和感应磁场，控制每组悬浮绕组上侧的磁场极性与车辆超导磁场的极性相反从而产生引力、下侧极性与超导磁场极性相同产生斥力，使得车辆悬浮起来，悬浮高度为100mm。如果车辆在平面上远离了导轨的中心位置，系统会自动在导轨每侧的悬浮绕组中产生磁场，并且使得偏离侧的地面磁场与车体的超导磁场产生吸引力，靠近侧的地面磁场与车体磁场产生排斥力，从而保持车体不偏离导轨的中心位置(如图5所示)。2002年6月在山梨试验线新投入试验运行的MLX01-901试验车见图6，该试验车最近创造了580km/h的列车最高试验速度。

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，大部分零部件具有通用性，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

近年来，高速铁路发展迅猛，高速列车试验速度已经达到515.3km/h，实际运营速度也达到250～300km/h。表3列出了磁浮铁路和轮轨高速铁路的主要技术指标。

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。

4、在中速(120~200km/h)范围内应重点发展传统轮轨铁路。在该速度范围内，目前还没有其他的轨道交通方式与中速铁路形成竞争力。

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

[1] 施翃、魏庆朝.新型城市轨道交通模式——直线电机地铁系统[J].地铁与轻轨，2003(4):18-22。

[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。

高速铁道技术论文篇（11）

一、引言

多年来，湖南高速铁路职业技术学院密切关注铁路发展趋势，重点建设铁路特有专业群，立足衡阳，面向湖南与周边地区，主动适应区域经济发展方式转变和高速铁路产业优化升级的需要，充分发挥学院积淀60多年的铁路行业特色，在专业、师资、资源、人才、服务等方面与铁路企业全面合作，践行培养“作风硬、技艺精、适岗快、后劲足、创新强”高素质技术技能型人才，形成适应铁路产业升级的专业体系和符合高职教育规律的办学定位。为区域经济、行业经济和社会发展作出了积极贡献，先后被国家教育部、省政府、省教育厅等上级部门授予“全国职业教育先进单位”、“全国职业技术学校职业指导工作先进学校”、“湖南省招生和就业先进单位”等荣誉称号。

铁道工程技术专业是学院的核心专业，湖南省精品专业，铁道部优秀专业，中央财政支持建设专业；1951年开始创办， 2005年开始招收铁道工程技术专业三年制高职大专生，2011年开设铁道工程技术专业桥隧检测方向，2012年孵化出桥隧检测与加固工程技术专业，2013年从铁道工程技术专业孵化出高速铁路工程及维护技术专业。铁道工程技术专业遵循 “依托铁路、服务行业、校企共建、乘势发展”的专业建设理念，发挥行业背景深厚和地方政府鼎力支持的双重优势，借外力壮实力、联企业强内涵，着力提升人才培养质量和专业内涵建设，办学62年来为铁路系统培养近1.6万毕业生，现有全日制在校生1544人，毕业生就业率99%，对口就业率95%以上，企业满意率98%以上，近三年订单培养学生占毕业生总数65%。

铁道工程技术专业始终保持着在铁路行业的技术引领优势，是全国地方铁路培训基地、铁道部广州铁路集团公司工务系统培训基地、香港地铁培训基地。主要面向铁路、地铁、轻轨、地方铁路等行业，对接高铁产业，在华南、中南、西南、华东等地区的铁路工务维修、工程施工、工程监理、工程检测等领域地位卓著； 牵头制定了铁路行业高职专业教学计划和教学大纲，制定了湖南省测量工（初、中、高级）职业技能鉴定试题库，编制《工程测量工职业技能鉴定指南》、《工程测量工职业技能培训与职业技能鉴定教程》，编写了全国第一本《高速铁路・线路》教材，编写铁道部高速铁路线路工、桥隧工岗位标准，主编铁道出版社出版的高速铁路系列教材7本，主编高速铁路各类培训教材8本，第一家承办全国高速铁路工务培训班，为铁道部、广州铁路（集团）公司、南宁铁路局等举办高速铁路新技术培训班数期。

为了对接高铁产业，引入高铁新设备、新技术，本着产学互动、校企“共建、共享、共赢”的原则，与广州铁路（集团）公司、南方高速铁路测量技术有限公司深度合作，综合分析毕业生职业岗位群和职业能力要求，服务地方经济，加快建设“产业契合度高、校企合作紧密、社会服务能力强、管理体制机制完善、实训师资队伍水平高、教学资源丰富”的高速铁路精测精调实训基地。

二、基地建设概况及功能

（一）建设概况

高速铁路精测精调实训基地采取校企共建方式，分别与广州铁路（集团）公司、南方高速铁路测量技术有限公司合作，针对高铁高深技术，共同建造高速铁路精测精调实训基地，达到校企资源共享、互惠共赢的目的。基地由室内实训室和室外基地两部分组成。室内实训室按照多功能教室设计，实现高速铁路精测精调理论知识培训与精密数据处理功能。室外基地完全模拟高速铁路真实环境，以精测精调技术服务的流程形式进行设计。可以作为测量人员进行精测精调技术的实作场地，也可以作为技能鉴定的考场。

（二）基地功能

本基地采用现场实际工作环境，实现高速铁路运行养护阶段精测精调方面的技术学习与培训需要。主要功能如下：

1、员工技能培训与技能鉴定

基地建成后，可以满足广铁集团高速铁路工务精测员工在职培训，可以提高铁路在职员工在精测精调方面的理论与技能综合素质，为集团的高速铁路运行与维护提供技术支撑，实现高速铁路的可持续发展。

在培训完成之后，依托基地，可为广铁集团职员进行相关的技能鉴定，取得相关的职业资格证书后方能进行高速铁路的精测精调工作。

在此基础上，可以与湖南省职业技能鉴定中心合作，开发出高速铁路精测精调测量工职业资格，进行相关职业技能鉴定工作，抢占市场先机，实现基地效益的最大化。

2、工程类教师现场进修与学生顶岗实习

学校工程类相关的教师可在此基地上进行精测精调技术方面的进修。教师通过进修以后，掌握高速铁路精测精调技术后，可为广铁集团在高速铁路精测精调方面提供技术咨询与服务。同时，也可以为学生顶岗实习提供实习场所，使学生掌握精测精调的技术，更快适应高速铁路的发展，满足广铁集团对高速铁路精测精调人才的需求。

（三）现有基础

随着高速铁路发展对测量技术提出了更高的要求，为了适应人才培养需求与现场技术服务，我院积极加强高速铁路精测精调技术的学习与研究。

2010年，广铁集团与我院共建轨道交通综合实训基地，其中包含一段高速铁路精测精调培训线路。2008年至2010年，我院马长清教师全程参与京沪高速铁路建设工作，系统掌握了高速铁路精测精调技术。2010年，我院组织郑智华、黄小兵两名青年骨干教师参加南方高铁精测精调技能培训。为满足高速铁路测量技术教学、培训及施工参考需要，2011年，我院组织教师教师编写了《高速铁路精测控制网及无砟轨道板精调测量技术》一书。另外，为了紧密结合现场高速铁路测量技术的要求，近两年从现场单位引进具有精测精调技术的专业技术人员4名。为了配合现场需要，我院自2010年至今开办了一系列高速铁路工务培训班，开设了精测精调课程。

在仪器设备方面，目前我院精测精调的仪器及设备主要有数字水准仪一台，轨检小车一台套，进口高精度全站仪一台以及相关技术软件。

三、基地建设内容

计划在三年内完成与行业接轨的实训基地建设，达到在同行业中领先的地位，集教学、科研、社会培训、技能鉴定、生产实践为一体的高速铁路精测精调培训基地。满足实训教学、技能鉴定和技能培训的需要。

精测精调基地建设由室内实训室和室外基地两部分组成。

1、室内实训室

室内实训室按照多功能教室设计，可满足50人左右的理论知识培训要求。

室内实训室建设主要包括硬件部分和软件部分组成。硬件部分主要为多媒体教室。

软件部分主要是各种数据处理软件。

2、室外基地

基地完全模拟高速铁路真实环境，可作为测量人员进行精测精调技术的实作场地，也可作为技能鉴定的考场。

室外基地建设主要包括精测精调设备（高精度全站仪、轨检小车、标架、小棱镜等各种配件）、各种控制点标志。

四、结语

目前无砟轨道定位测量方法，基本上都采用在CPⅢ控制网的控制下，先用全站仪自由设站后方边角交会的方式确定全站仪中心的三维坐标，再按极坐标测量的方法测量轨道上轨检小车棱镜点的坐标，最后与轨道点的设计坐标进行比较，计算该轨道点测量坐标和设计坐标的差值，从而逐步把轨道调整到位的方法。这种方法可靠，但是速度较慢，不能快速完成高速铁路运行维护任务。

基地建成后，可根据测量定位技术与现场实际情况相结合，完善精测任务的组织流程，研发出符合现场所需的快速可靠的精调方法与技术，并进行精测精调技术推广，从而节省人力物力，实现经济效益。

参考文献：

[1]刘昭琴等.对高职教育实训基地内涵建设的探索与实践.职业教育.2012（10）.

[2]王桂花等. 生产性实训基地长效机制研究与实践.职教论坛. 2011（12）.

[3]杨润辉.校内生产性实训基地建设的校企组合新模式探索.职业技术教育.2012（5）.