高速列车安全服役关键基础问题研究
高速铁路系统安全监测与预警技术研究
高速铁路系统安全监测与预警技术研究随着社会的发展，高速铁路已经成为现代交通运输领域的重要组成部分。
高速铁路的建设和运营对于国家经济的发展和人民生活的改善都起到了积极的推动作用。
然而，高速铁路的安全问题也是不可忽视的。
为了确保高速铁路系统的安全运营，需要进行有效的监测与预警技术研究。
高速铁路系统的安全监测是指通过对列车、轨道、信号设备等关键元素的实时监测，及时发现问题并采取相应的措施，保障系统的稳定运行。
这其中包括运用先进的传感器技术，对列车的运行状态进行监测和记录。
例如，通过安装在列车上的传感器，可以实时监测列车的速度、轨道质量、空气压力等重要参数，以及检测到异常情况时进行报警。
同时，对轨道的安全监测也是至关重要的。
高速铁路系统需要采用精密的监测装置对轨道进行定期巡检和监测，以发现和修复任何可能的破损和损伤，确保列车的安全运行。
在高速铁路系统安全监测的基础上，预警技术的研究也是必要的。
预警技术的目的是提前预知可能发生的安全问题，并及时采取措施避免事故的发生。
高速铁路系统安全预警技术需要结合大数据分析、智能算法和实时监测信息，构建一个完善的预警系统。
通过对历史数据的分析和模型建立，可以预测未来可能发生的问题，例如列车的故障、信号系统的异常等。
一旦预警系统发现异常情况，它将自动触发警报，并向相关工作人员发送实时信息，以便他们能够快速应对和解决问题，确保列车和乘客的安全。
在高速铁路系统安全监测与预警技术研究方面，需考虑以下几个方面：首先，技术研究要与现实问题相结合。
高速铁路系统安全监测与预警技术的研究应该以实际问题为导向，注重解决现有高速铁路系统存在的安全问题。
研究人员应该与实际运营人员密切合作，深入了解实际运营情况，并提供可行的技术解决方案。
其次，技术应用要注重可行性和可靠性。
在开展技术研究的过程中，需要对不同的监测与预警技术进行评估和测试。
要确保所开发的系统稳定可靠，能够在各种不同的环境条件下正常运行。
关于高速动车组检修运用安全质量的探究
关于高速动车组检修运用安全质量的探究摘要：在铁路市场逐渐发展下，对于新造车辆的需求也逐渐降低，因此检修面临着巨大挑战，如何保证动车高质量进行检修，同时合理控制成本是当前面临的重大问题。
文章主要针对高速动车组检修安全质量相关情况做好综合分析，以期提供参考。
关键词：高速动车组；检修运用；安全质量探究从高速铁路的发展角度而言，质量的高低主要取决于安全方面，可以说也是前提条件，更与高速铁路事业的迅速发展有着密切的联系性。
因此，对于高速动车组维修管理方面需要进行加强，更要将有关的检查保护工作真正落到实处，这对高速动车组安全运行的提升具有重要意义。
一、关于高速动车组检修运用安全质量的分析（一）关于安全管理方面的思考高速动车组的安全是首要问题，要想在安全管理方面有所突破，首先是要摸清动车组运行过程中所能遇见的故障和问题，将这些故障和问题进行汇总和分类，相应的制定对应策略。
我们可以使用目前较为先进的动车组激光扫描装置对出现的故障的部位进行检测，并将故障或者问题明确的列举出来，让检修人员可以直观的了解原因所在，再针对故障实行分析与解决，最后把故障实行分类与汇总，让所有遇见的问题都成为我们的经验。
当我们遇见的故障在一个门类中出现较多，或者故障难度较大的时候，要及时组织专家进行研讨，并针对通性问题要给出一个应对措施和解决方案，将所有故障和问题汇总，为我们的后续检修和服务提供更为优质的技术服务和安全管理支持。
（二）关于质量控制方面的思考高速动车组的运行安全为第一位，保证安全的基础是动车机器内部构建的产品质量和工作状态稳定性。
针对动车组的每个产品都需要保证期出厂质量，严苛执行质量要求标准，且相对应的建立起质量责任制度，让每一个质检环节都有迹可循，有人可查。
质量控制更多的是人为因素，我们首先要建立一个由上至下的质量控制体系，让质量控制环节连贯且相扣，质量责任重于泰山，从日常监测到每天运营管理都需要每一个人认真负责，倡导建立实名制监督制度，把工作责任落实到具体的人员名下，并在质量管理过程中尽可能采用先进的检测设备和检测技术，对于出现的问题不能放过，定期对所出现的问题进行整理，对员工进行质量分析教育，防止质量问题继续发生，为高速动车组运行提供坚实的保障。
高速铁路若干问题探讨
１ １铜 质 洁 净 ． 材质 内部高 洁净是 对高速 铁路钢 轨的最 本要 求。钢质 洁净 有利
于提 高 其 抗 疲 劳 性 能 。
１２ 面 基 本 无 缺 陷 ．表
钢 轨 表 面 本 无 原 始 缺 陷 不 仅对 保 证 钢 轨 安 全 使 用 有 益 ， 而 且 硼’ 以 减 少 表 面 接 触 疲 劳 伤 损 的 出现 ，延 长 钢 轨 的 使 用 寿 命 。
平 直度 好 。
６ Ｓ点联测 ，每 ５ ｋ Ｐ ０ ｍ左右 联测一个 国家三角点 。全线 联测 国家 三角点 的总数 不得少 于 ３个 。
２ １ ３ Ｇ Ｓ网 平 差 及 坐 标 转 换 ． ． Ｐ 数 据 后 处 理 采 用 通 用 的 商 业 软件 （ Ｔ Ｐ 等 ）或 随 机 数 据 处 理 如 ＰＳ 软件 进 行 平 差 计 算 。 （ ）采 用 Ｇ Ｓ基线 的 双 差 固 定解 进 行 Ｇ Ｓ基 线 网 １ Ｐ Ｐ 平芳；（ ２）在 ｗ Ｓ一 ８４坐 标 系 中进 行 三 维无 约 束 平 芳 ， 并 把 ＷＧ Ｇ Ｓ一 ８ 的三 维 坐 标 转 换 为 工 程 独 立 平 面 坐 标 ， （ ４ ３） 采 用 一 个 已 知 点 和 个 己知方 向进行 坐标 转 换 ，并引入 相应 的平面 坐 标系 ；（ ４） 为 保 证 Ｇ ＰＳ测 量 的 高 精 度 性 ，坐 标 转 换 前 ， 检 奄 联 测 ＿ 角 点 的 精 度 ， 确 认 至 一 少 满 足 Ｃ级 控 制 点 精 度 后 方 可 采 用 ；
钢轨 控制测量 站点选址
高 压 输 电线 距 离 不 得 小 于 ２ ０ｌ 附近 不 应 有 强 烈 扰 卫 星 信 号 接 收 的 Ｏ ； ｎ 物 体 （ 金 属广 告牌 等 ） 尽量避 开大 面积 水域 ； 点位应 选 在 稳定 ， 如 ， 牢 固 、不 易破 坏 且 容 易 寻 找 ，交通 方 便 ，利 于 安 伞作 业 的地 方 。 ２ ． ．１ ２基 础 平 面 控 制 点 （ Ｐ Ｃ Ｉ）施 测 仪 器 采 用 双 频 Ｇ Ｓ接 收 机 ；ｃ Ｉ应 与 沿 线 不 低 于 国家 ■ 等 三 角 点或 Ｐ Ｐ
高速铁路站台侵限问题质量安全治理
关键词：站台；侵限；病害治理1前言我国第一条高速铁路京津城际高速铁路，自2005年开工建设至2008年月1日投入运营以来，中国高速铁路从探索初创阶段、扩大发展阶段再到快速发展阶段得到了迅猛发展，截至2020年底，我国高速铁路运营里程达3.79万km，高铁运营里程稳居世界第一，在建高铁里程也位列世界前列。
在几万公里的高铁沿线，镶嵌了一座座造型美观、功能齐全的车站，高铁车站不仅使广大旅客的出行更加便捷舒适，也成为了“城市的门户”和“中国铁路的窗口”。
高铁车站投入运营以来，部分客站站台出现了地面沉降、站台墙及帽石侵限等质量病害，给旅客通行带来不便，给高铁列车运营带来安全隐患，本文重点研究探讨高铁车站站台侵限等质量安全问题产生的原因、影响因素和防治策略为今后高铁站台的建设和运营维护管理提供参考依据。
2高速铁路车站站台侵限问题现状我国高速铁路建设、运营十余年来在高铁车站站台的静态验收、联调联试和日常使用过程中，部分高铁车站先后出现过站台地面不均匀沉降，面层（砖）下沉、错台或翘起损坏，站台侧墙下沉、结构变形、倾斜侵限，帽石侵限等质量病害。
其中，站台侵限的表现形式一是站台侧墙或帽石倾斜，在水平方向侵入线路限界；二是站台的局部高度过高在垂直方向造成侵限，曲线段站台较易出现此类问题。
站台不均匀沉降、侧墙和帽石侵限，不仅影响了进出站旅客的通行安全，也会对高铁列车运营安全带来危害。
从源头上防治站台沉降、侵限质量安全问题是高铁建设和运营管理的一项重要工作。
3高速铁路车站站台沉降、侵限问题原因分析3.1设计管理方面①设计单位房建专业和线路（站场）专业配合不够密切，限界设计不明确。
②相邻线间距、站台限界、雨棚限界综合考虑不周，出现不能同时满足现象。
③线路、站台、雨棚排水统筹协调不密切，雨排水渗灌站台基础，站台墙下沉倾斜。
④曲线段站台建筑限界设计不明确，限界加宽范围考虑不周。
铁路由正线转入站台到发线部分时，因存在曲线加宽、外轨超高现象，而站台及铺贴面层局部未调整或调整不到位导致站台侵限。
高铁的闭塞区间与行驶安全
高铁的闭塞区间与行驶安全摘要为了防止低水平技术错误的发生，以723动车追尾事故为例，对高速铁路的安全性进行了理性思考。
本文建立的数学模型以区间为起点，以杭深线为例，综合考虑各种因素，对高速铁路的安全性进行了探讨。
针对问题一，采用自动闭塞区间法，以高速列车行驶的制动距离为基础，再结合四显示制式(指区间通过信号机显示红、黄、绿黄、绿四种信号的自动闭塞)建立闭塞区间模型，对不同车型的闭塞方式进行计算，得出车型为crh1的动车闭塞区间长度为1710米，动车crh2为4490米，动车crh3为4490米,动车crh5为2880米。
比较我国常用自动闭塞方式和移动自动闭塞方式得出结论：移动自动闭塞方式比自动闭塞方式所需追踪时间间隔短，所以移动自动闭塞方式较自动闭塞安全。
通过分析与闭塞区段有关的因素，如速度分级、信号机布置、信号机布置后检查等，得出以下结论：当适度坡度值达到最小值时，即为最优的速度等级值；利用制动距离划分闭塞分区长度从而布置信号机；尽可能地调整信号机的位置以使得闭塞分区长度不超过轨道电路的极限长度。
对于问题2，首先以区间长度为起点，建立物理跟踪模型，建立求解安全行车下最小发车间隔时间（7分钟）的方程，并与杭深线各站发车间隔时间进行比较，以评价高速铁路的安全性。
选取8月16日前杭深线的两个重要火车站杭州站和宁波站作为代表，统计每天从这两个车站开往杭深线的列车数量，并将计算出的间隔与计算出的最小发车间隔进行比较。
目前发车间隔时间过长，不会影响高速铁路的安全，但客运量和运营效率不足。
针对问题三，利用问题二中的方法对8月16日后的杭深线进行统计分析，得出间隔时间与计算所得最小发车间隔时间比较。
发车现行的发车时间间隔，具有较强的合理性，不会对高铁的安全造成影响。
根据最小发车间隔时间计算得，安全性较8月16日前提高了60%。
采用层次分析法建立模型，选取设备因素、环境因素、人员因素、技术因素、驾驶因素和事故因素六个因素作为影响汽车安全的主要因素。
高速铁路列车控制系统的安全性与可靠性研究
高速铁路列车控制系统的安全性与可靠性研究第一章引言随着科技的进步和人们对交通效率的不断追求，高速铁路列车逐渐成为人们出行的首选交通方式。
然而，随之而来的是高速铁路列车控制系统的安全性与可靠性面临的挑战。
本文将围绕这一主题展开研究。
第二章高速铁路列车控制系统概述高速铁路列车控制系统是指对列车运行状态进行监控、控制及调度的系统。
它是保证高速铁路列车安全运行的核心技术，主要包括列车制动、速度控制、信号通信等。
高速铁路列车控制系统的安全性和可靠性直接关系到人身安全和列车运行的效率。
第三章高速铁路列车控制系统的安全性分析高速铁路列车控制系统的安全性包括两个方面，即防范潜在风险和应对突发危险。
首先，我们需要对潜在风险进行分析，包括列车设备故障、信号失灵、天气恶劣等因素可能引发的安全事故。
其次，需要建立相应的安全保障机制，如预警系统、自动紧急制动装置等，以及完善的应急预案。
通过系统的安全性分析，可以及早发现潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行防范。
第四章高速铁路列车控制系统的可靠性研究高速铁路列车控制系统的可靠性是指该系统能够在规定的时间内、以一定的概率进行非故障运行的能力。
要提高可靠性，首先需要优化系统的设计和结构，减少设备故障的发生。
其次，需要建立完备的维护保养制度，及时进行设备检修和更换。
此外，完善的备份系统和灾难恢复机制也是保证可靠性的重要手段。
第五章高速铁路列车控制系统的应用案例分析本章将以实际案例为基础，对高速铁路列车控制系统的安全性和可靠性进行分析和评估。
通过对案例的研究和总结，可以发现系统中存在的问题和不足，并提出相应的改进措施。
第六章高速铁路列车控制系统的未来发展在高速铁路列车控制系统的未来发展中，需要不断加强对系统的安全性和可靠性的研究。
随着人工智能和大数据技术的发展，可以进一步提高系统的自动化水平和智能化程度，从而更好地确保高速铁路列车的安全运行。
第七章结论通过对高速铁路列车控制系统的安全性和可靠性进行研究，我们可以发现现有系统中存在的问题和不足，并提出相应的改进措施。
高速列车运行中的运动控制与动力学仿真研究
高速列车运行中的运动控制与动力学仿真研究随着科技的不断发展，高速列车的运行效率和安全性成为了重要关注点。
为了提高列车的运行质量和减少事故风险，运动控制与动力学仿真研究在高速列车领域扮演着至关重要的角色。
本文将探讨高速列车运行中的运动控制与动力学仿真研究的重要性，并介绍一些主要的研究内容和方法。
一、高速列车运动控制高速列车的运动控制是指通过控制系统对列车运动进行调节和控制，以实现安全高效的运行。
运动控制的任务包括列车的加速度、速度、方向和位置控制等。
在高速列车运行中，运动控制的关键是保持列车在高速运行时的稳定性和可靠性。
为实现这一目标，研究人员需进行数值仿真并优化控制算法。
在高速列车的运动控制中，有两个核心因素需要考虑：力矩驱动和导向控制。
力矩驱动主要是通过改变电机输出的力矩来控制列车的运动，包括加速和减速。
导向控制主要是通过调节车轮的方向来实现列车的转弯和维持直线行驶。
仿真研究可以帮助确定最佳力矩和方向控制策略，以优化列车的运动性能。
二、高速列车的动力学仿真研究动力学仿真研究是高速列车运动控制的基础。
通过建立列车的动力学模型，可以模拟列车在各种条件下的运动特性和动力响应。
这对于预测列车的性能、优化控制算法以及评估安全性至关重要。
动力学仿真研究的关键是建立准确和可靠的动力学模型。
这些模型涉及多个因素，包括列车的质量、惯性、空气动力学、曲率半径等。
通过数值方法求解模型方程，研究人员可以获得列车的运动轨迹、速度和加速度等关键参数。
高速列车的动力学仿真研究还可以帮助评估列车在不同运行条件下的性能，例如列车在高速行驶和紧急制动时的稳定性。
这有助于制定相应的运行策略和控制算法，提高列车的运行安全性和效率。
三、高速列车运行中的振动分析振动是高速列车运行中的一个重要问题。
列车的振动不仅会影响乘客的舒适性，还会对列车的稳定性和安全性产生不良影响。
因此，振动分析在高速列车的设计和运行中起着重要的作用。
振动分析通常通过模态分析和有限元分析等方法进行。
高速列车的关键物理力学问题
高速列车的关键物理力学问题作者：刘炜琦来源：《科技风》2018年第09期摘要：随着社会经济水平的不断提高和科学技术的不断进步，我国高速列车的研发技术已经处于世界领先地位，为全球高速列车发展做出了重要贡献。
为了不断提高高速列车的运行稳定性和安全性，需要对高速列车的关键物理力学问题进行分析和研究，本文就以此为主题进行了分析，主要对轨道平稳性问题、机车重量问题、主要零件损耗问题、空气阻力问题、材料接触力学等五大部分进行了分析阐述。
关键词：高速列车；力学；物理我国的高速铁路发展起步较晚，但是发展迅速，目前已经达到世界先进水平。
高速铁路以其运行速度快、运行感受舒适、安全系数高等优点，快速在国内各个省份发展。
并且，中国先进的高铁技术已经走出国门，走向世界，在很多外国国家开展高铁建设，为世界铁路运输做出巨大贡献。
目前，我国已经自主研发的高铁机车“复兴号”已经开始投入使用，相信不远的将来，我国的高速铁路机车会逐渐普及我国自主研发的“复兴号”高铁机车。
在研制“复兴号”高铁机车的过程中，需要解决大量的复杂的技术问题，其中包括很多物理力学问题需要解决，本文对高速列车的关键物理力学问题进行分析，请不同意观点者批评指正。
1 轨道平稳性问题我们知道，高速铁路轨道并非是一整条完整的钢铁，而是由短的钢轨通过焊接的方式相连成一根长的钢轨，那么，在钢轨连接处会出现连接痕迹，可能存在一定的颠簸。
由于我国高速铁路运输的速度普遍在300km/h以上，较高的运行速度对钢轨的平稳性的要求更高，高速运行的列车对轻微的颠簸也会有很大的震动，因此，钢轨的铺设这对于钢铁焊接技术是一个不小的考验。
列车的平稳运行不仅对乘车舒适感有影响，还关乎乘客的乘车安全，通过轨道平稳感受能够对列车的运行安全作出判断，稳定的运行也对列车结构综合性能和承载能力产生非常大的影响。
因此，在高铁列车不断提速过程中，必须重视列车运行的平稳性问题，深入研究线路条件和基础设施建设问题，并且提出配套的轨道养护方案，最大限度保障列车平稳运行。
3.973计划2007年立项项目清单
973计划2007年立项项目清单项目编号项目名称项目首席项目第一承担单位2007CB108700 植物生殖发育与育性的分子基础及其在农业中的应用孙蒙祥武汉大学2007CB108800 作物特殊营养成分的代谢及其调控研究黄继荣中国科学院上海生命科学研究院2007CB108900 中国西部牧草、乡土草遗传及选育的基础研究南志标兰州大学2007CB109000 主要农作物杂种优势形成机理及利用途径研究孙其信中国农业大学2007CB109100 农业鼠害暴发成灾规律、预测及可持续控制的基础研究张知彬中国科学院动物研究所2007CB109200 农业转基因生物安全风险评价与控制基础研究彭于发中国农业科学院植物保护研究所2007CB109300 肥料减施增效与农田可持续利用基础研究何萍中国农业科学院农业资源与农业区划研究所2007CB209400 煤矿突水机理与防治基础理论研究缪协兴中国矿业大学2007CB209500 中低丰度天然气藏大面积成藏机理与有效开发的基础研究赵文智中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院2007CB209600 非均质油气藏地球物理探测的基础研究王尚旭中国石油大学（北京）2007CB209700 电动汽车用低成本、高密度蓄电（氢）体系基础科学问题研究马紫峰上海交通大学2007CB209800 超临界水堆关键科学问题的基础研究程旭上海交通大学2007CB209900 嬗变核废料的加速器驱动次临界系统关键技术研究赵志祥中国原子能科学研究院2007CB210000 “均质压燃、低温燃烧”新一代内燃机燃烧技术的基础研究苏万华天津大学2007CB210100 燃气轮机的高性能热－功转换科学技术问题研究蒋洪德中国科学院工程热物理研究所黄伟光清华大学2007CB210200 生物质转化为高品位燃料的基础问题研究朱清时浙江大学教育部骆仲泱中国科学技术大学中国科学院2007CB210300 大规模非并网风电系统的基础研究顾为东南京航空航天大学2007CB310400 太赫兹重要辐射源、探测及应用的基础研究张怀武中国科学院上海微系统与信息技术研究所2007CB310500 微纳生物医学传感器及超敏感探测相关基础研究王太宏湖南大学2007CB310600 多域协同宽带无线通信基础研究陆建华清华大学2007CB310700 可测可控可管的IP网的基础研究孟洛明北京邮电大学2007CB310800 需求工程--对复杂系统的软件工程的基础研究李德毅武汉大学2007CB310900 计算系统虚拟化基础理论与方法研究金海华中科技大学2007CB311000 基于视觉认知的非结构化信息处理理论与关键技术徐宗本西安交通大学2007CB411300 中亚造山带大陆动力学过程与成矿作用肖文交新疆自然资源与生态环境研究中心2007CB411400 华南陆块陆内成矿作用:背景与过程胡瑞忠中国科学院地球化学研究所2007CB411500 我国冰冻圈动态过程及其对气候、水文和生态的影响机理与适应对策秦大河中国科学院寒区旱区环境与工程研究所2007CB411600 中国-喜马拉雅地区生物多样性演变和保护研究张亚平中国科学院昆明动物研究所2007CB411700 南海大陆边缘动力学及油气资源潜力李家彪国家海洋局第二海洋研究所2007CB411800 北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响吴立新中国海洋大学2007CB511900 中国人口重大出生缺陷遗传和环境交互作用机理研究郑晓瑛北京大学2007CB512000 心力衰竭与恶性心律失常的防治基础研究杨宝峰哈尔滨医科大学2007CB512100 重大心脏疾病分子机理和干预策略的基础研究程和平北京大学2007CB512200 我国重要神经性致盲眼病的发病机制及防治研究葛坚中山大学2007CB512300 抑郁症和精神分裂症的基因与环境相互作用机理研究赵春杰东南大学2007CB512400 免疫识别、免疫调节与免疫相关性疾病发生和干预的基础研究曹雪涛中国人民解放军第二军医大学2007CB512500 基于临床的针麻镇痛的基础研究韩济生北京大学2007CB512600 中药药性理论相关基础问题研究王振国山东中医药大学2007CB512700 基于中医特色疗法的理论基础研究房敏上海中医药大学2007CB512800 乙型肝炎重症化的发病机制、临床预警和转归的基础研究王福生中国人民解放军第302医院2007CB512900 乙型肝炎重症化临床监测及防治的基础研究宁琴华中科技大学2007CB513000 肠道微生态与感染的基础研究项春生浙江大学2007CB513100 疟疾、血吸虫病防治的基础研究潘卫庆中国人民解放军第二军医大学2007CB613200 人工结构材料的能带设计、制备和效应的基础研究资剑复旦大学2007CB613300 光催化材料及其应用的基础研究邹志刚南京大学2007CB613400 硅基发光材料与光互连的基础研究杨德仁浙江大学2007CB613500 两性金属／黑色金属紧缺矿产资源高效清洁综合利用的基础研究刘会洲中国科学院过程工程研究所2007CB613600 战略有色金属难处理资源高效分离提取的科学基础陈启元中南大学2007CB613700 高性能镁合金加工与制备中的关键基础问题刘庆重庆大学2007CB613800 钛合金材料制备及加工的基础研究赵永庆西北有色金属研究院2007CB613900 高性能轻质非晶态合金若干关键基础问题研究张涛北京航空航天大学2007CB714000 全断面大型掘进装备设计制造中的基础科学问题杨华勇浙江大学2007CB714100 复杂条件下坝堤溃决机理与风险调控理论王光谦清华大学2007CB714200 城市工程的地震破坏与控制王自法中国地震局工程力学研究所2007CB714300 工业生物技术的过程科学基础研究谭天伟北京化工大学2007CB714400 陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法李小文中国科学院遥感应用研究所2007CB714500 微流控学在化学和生物医学中的应用基础研究杨芃原复旦大学2007CB714600 大型风力机的空气动力学基础研究王同光南京航空航天大学2007CB714700 高速列车安全服役关键基础问题研究张卫华西南交通大学2007CB814800 非线性科学核心问题及其重要应用王炜南京大学2007CB814900 金融风险控制中的定量分析与计算彭实戈山东大学2007CB815000 放射性核束物理与核天体物理叶沿林北京大学2007CB815100 高能量密度物理中的若干前沿问题张杰中国科学院物理研究所2007CB815200 复杂体系的化学动力学研究杨学明中国科学院大连化学物理研究所2007CB815300 物质性能的分子设计与结构调控郑兰荪厦门大学2007CB815400 宇宙大尺度结构和星系形成与演化景益鹏中国科学院上海天文台2007CB815500 基于通信卫星的卫星导航系统的基础研究和理论探索施浒立中国科学院国家天文台2007CB815600 若干生命活动中矿化作用的环境响应机制研究鲁安怀北京大学2007CB815700 人工选择与基因组进化王文中国科学院昆明动物研究所2007CB815800 免疫系统起源的亿年超前追溯徐安龙中山大学2007CB815900 大洋碳循环与气候演变的热带驱动翦知湣同济大学2007CB816000 基于全球实时海洋观测计划（Argo）的上层海洋结构、变异及预测研究陈大可国家海洋局第二海洋研究所2007CB816100 大型强子对撞机实验CMS和ATLAS的物理研究陈和生（项目协调人）中国科学院高能物理研究所。
高速列车服役性能研究
高速列车运营里程 的不断增长 ， 掌握高速列车全生 命 周 期 内各 个 关 键 部 件 及 系统 的服 役 性 能 演 变 规 律， 是 进 一 步优 化 高 速列 车 技术 与 主 动控 制 高速 列
车 运 行 安 全 的必 要 手 段 。 因此 开 展 高速 列 车 服 役
的 辐射 网 ］ 。这 标 志着 我 国铁路 已经进 人 了运行 速
辆， 因此高 速 列 车在 各个 运 用 阶段 的服役 性 能如 何
自身的结构参数会发生缓慢变化 ， 如一系弹簧的刚 度、 车轮踏面磨耗等 ， 在 特 殊 情 况 下 可 能 出现 瞬 态
突变 ， 如 二 系空 气 弹簧 的失气 、 车轮 磨损 擦 伤 、 钢 轨 断裂 等 ， 甚 至 引起 结 构部 件 的形 位误 差 。列 车 的结
已达到 １ １ ０ ０ ０ 余千米 ， 初步形成了“ 四纵四横 ” 高速 铁路骨干网。据我 国高速铁路发展规划网 ， 到２ ０ ２ ０
年将建成 １ ． ８ Ｘ １ ０ ｋ ｍ 的高 速 线 路 ， 形成 “ 长三角” 、
“ 珠三角” 和“ 环渤海 ” 三 个 区域 轨 道 交 通 网 和对 应
１ 前 言
截至 ２ ０ １ ３ 年年 底 ， 我 国新 建 高速 铁 路运 营 里程
行部 与轨道出现 自身缺陷（ 如轮轨磨耗 、 部件失效 、 局部瑕疵 、 悬 挂 失效 等 ） 将 导 致 高速 列 车 系统 动 力
学性 能退 化 ， 存 在 脱轨 、 失稳 等 重 大安 全 隐患 ， 最 终 危及 到 高速列 车 的安 全运 营 。另一 方 面 ， 随 着我 国
态， 给高速列车安全保 障与健康维护带来 极大 的挑 战。随着 高速列车运营里程 的增长 ， 高 速列车服役性能
高速铁路机车车辆关键技术分析
第21卷 第2期 郑州铁路职业技术学院学报 Vol .21 No .2 2009年6月 Journal of Zhengzhou Rail w ay Vocati onal &Technical College Jun .2009 收稿日期:2008-12-10 作者简介:李新东(1969-)男,河南新密人,郑州铁路职业技术学院机电工程系副教授。
卢桂云(1966-)女,河南商丘人,郑州铁路职业技术学院机车车辆系副教授。
高速铁路机车车辆关键技术分析李新东 卢桂云(郑州铁路职业技术学院 河南郑州 450052)摘 要:针对高速铁路机车车辆应普遍具有的牵引传动技术、复合制动技术、高性能转向架技术、车辆轻量化技术、外形的空气动力学设计技术、高速列车的控制、检测和诊断技术、车辆间密接式连接技术、车厢密封减噪及集便排污技术、高速列车倾摆技术、高速受电弓技术等十大关键技术进行分析,提出高速列车应进一步完善的技术问题。
关键词:高速铁路 机车车辆 关键技术 高速列车是高速铁路的技术核心,是机车车辆现代化的有效载体。
如果说高速铁路是现代高新技术的综合集成,则高速列车是机械、电子、材料、计算机、数控等现代技术综合集成的集中体现。
根据国务院批准执行的“中长期铁路网规划”要求,2020年前我国将修建四纵四横的客运专线及三个城际快速客运系统,共计达12000k m 以上。
为此,研究高速列车关键技术,推进我国机车车辆现代化建设已成为铁路科技工作者面临的紧迫任务。
高速列车按列车动力轮对分布和驱动设备的设置来分类,可分为动力集中型和动力分散型;按列车转向架布置和车辆联结方式来分,可分为独立式转向架和铰接式转向架。
随着高速列车速度进一步提高到300k m /h 以上,动力集中与动力分散两种类型正在相互靠拢,动力分散式相对集中,动力集中式将动轴扩展,粘着利用将更加充分。
各型高速列车不论其具体结构及设备如何,其关键技术基本是一致的,主要可以概括为以下十大方面:1 牵引传动技术1.1 高速列车牵引传动装置的特殊要求高速列车牵引传动装置的特殊要求是大额定输出功率,牵引电机重量轻,易维修,耐恶劣环境条件,速度控制方便,电机的转矩—速度特性较陡,可抑制空转,提高高速下粘着利用,电机无换向,不会引起电气、机械损耗。
高速列车轮轨系统的动力学特性分析
高速列车轮轨系统的动力学特性分析一、引言高速列车轮轨系统的动力学特性分析是高速列车运行安全和稳定性的基础，也是轨道交通发展的重要方向之一。
本文旨在深入探讨高速列车轮轨系统的动力学特性分析，并从多个角度对其进行详细阐述。
二、高速列车轮轨系统的概述高速列车轮轨系统是指铁路车辆和轨道之间的接触部分，在能够保持安全和平稳通过的同时，还需要满足不同的运行需求。
由于高速列车轮轨系统的动力学特性不同于常规列车，因此其分析与研究具有较高的难度和复杂性。
高速列车轮轨系统的结构主要由车轴、车轮、车体、悬架、牵引系统、制动系统、轨道等组成。
其中，车轮是整个系统中最重要的部分之一，它承担着负载、传动力和制动力等重要功能，直接影响着高速列车的运行安全和稳定性。
三、高速列车轮轨系统的动力学分析1.车轮的力学特性车轮是高速列车轮轨系统中重要的组成部分，其力学特性直接影响着列车的行驶安全和舒适性。
车轮的力学特性包括材质、结构、尺寸、形状和表面粗糙度等因素。
在高速列车设计中，为了提高车轮的力学性能，通常采用空气弹簧悬挂系统或弹性轮对结构。
2.轮轨间的相互作用高速列车轮轨系统中，轮轨间的相互作用是影响列车行驶安全和舒适性的重要因素。
而且，由于高速列车轮轨系统的高速和高荷载，轮轨间发生的相互作用比常规列车复杂得多。
轮轨间的相互作用主要取决于轮轨结构的摩擦和滑移状态，以及轮轨接触时的变形情况。
因此，在高速列车轮轨系统的动力学分析中，需要考虑到轮轨接触时的接触力、摩擦力和剪切力等因素。
3.高速列车的动态特性高速列车轮轨系统的动态特性不仅影响着列车的运行稳定性和安全性，同时还直接关系到车辆的舒适性和运输效率。
在高速列车的动力学分析中，主要考虑车体的振动、变形和刚度等因素。
尤其是在高速行驶时，车体的振动会对乘车体验产生明显影响。
四、高速列车轮轨系统的应用现状高速列车轮轨系统的应用现状受到各种因素的影响，例如轮轨结构、轮轨间的相互作用、车辆载重等。
高速列车的关键力学问题
高速列车的关键力学问题高速列车的关键力学问题一、引言高速列车是现代化交通运输的重要组成部分，其运行速度和安全性直接关系到人民群众的出行质量和生活水平。
作为一种复杂的机械系统，高速列车的运行受到多个力学问题的影响。
本文将从力学的角度，探讨高速列车的部分关键问题。
二、列车运行的力学原理高速列车的运行受到力学原理的制约。
在平坦直线上运行时，列车的运动可以看作是匀速运动，其动力学方程为\[ F = ma \]其中，F为列车的作用力，m为列车的质量，a为列车的加速度。
在高速列车运行过程中，最关键的力学问题是列车的牵引力、阻力和制动力。
1. 牵引力牵引力是高速列车运行的关键力学问题之一。
高速列车通常采用电力牵引方式，牵引力是由电机提供的。
牵引力的大小取决于电机的功率和电动机的效率。
在设计和制造电机时，需要考虑提高电机的效率和减小功率损耗，从而减小列车的牵引力。
2. 阻力阻力是高速列车运行的另一个重要力学问题。
阻力分为空气阻力和轨道阻力两部分。
空气阻力是列车运行过程中受空气阻碍所产生的阻力。
空气阻力的大小与列车的速度和风阻系数有关。
在设计高速列车时，需要降低列车的空气动力学阻力，如改变列车的外形和车体设计，减小空气流线阻力。
轨道阻力是列车在轨道上行驶时与轨道之间的摩擦阻力。
轨道阻力大小取决于轨道的材质和状态，以及列车的质量。
减小轨道阻力的方法包括改良轨道材质，提高轨道的光洁度和减小轨道的侧磨。
3. 制动力制动力是高速列车行驶过程中的一个关键力学问题。
列车的制动力取决于列车的制动系统和制动距离。
在设计和制造制动系统时，需要考虑提高制动系统的灵敏度和减小制动距离，从而提高列车的制动性能和安全性。
三、高速列车的振动与稳定性问题高速列车的振动与稳定性是高速列车设计与运行中的另一个关键力学问题。
高速列车在行驶过程中会受到多种力的作用，包括列车自身的振动、轨道的不平度和风力的影响。
这些力的作用会产生列车的振动和不稳定性。
铁路行车安全事故分析及对策研究
铁路行车安全事故分析及对策研究铁路作为国家重要的交通基础设施，是旅客和货物运输的主要途径。
然而，近年来铁路行车安全事故频发，给人们的生命和财产安全带来了严重威胁。
本文将对铁路行车安全事故进行深入分析，探讨其原因和解决方案，以期为铁路行车安全的提升提供参考。
关键词：铁路行车安全事故、原因分析、对策、解决方案近年来，我国铁路行车安全事故屡见不鲜。
以某铁路局“7·23”动车事故为例，由于列控中心设备故障和人员操作失误，导致本应停车的列车继续前行，最终造成40人死亡、172人受伤的严重后果。
这次事故暴露出我国铁路行车安全管理的诸多问题。
（1）设备故障：铁路设备故障是导致事故的重要因素。
上述“7·23”事故中，列控中心设备故障便是直接原因。
设备老化、维护不当、监测不到位等情况都可能导致设备故障，进而引发事故。
（2）人员操作失误：铁路行车安全事故中，人员操作失误也是一个常见因素。
如“7·23”事故中，车站值班员在设备故障情况下未能及时发现并处理，导致事故发生。
作业人员安全意识淡薄、培训不足、管理不严等都可能引发事故。
（3）安全管理问题：铁路行车安全管理不到位也是事故的重要原因。
例如，“7·23”事故反映出铁路局对设备维护和管理存在疏漏，对人员培训和监督不够严格。
（1）加强设备维护和管理：针对设备故障问题，铁路部门应加强设备的维护和检测，定期进行巡检和维修，确保设备运行状态良好。
同时，要加大对设备更新改造的投入，提高设备的可靠性和稳定性。
（2）提高人员素质和操作规范：针对人员操作失误问题，铁路部门应加强对作业人员的培训和考核，提高其业务素质和操作技能。
同时，要建立健全的操作规范和安全管理制度，对违规操作和不当行为进行严厉惩处。
（3）强化安全管理：铁路部门应建立健全的安全管理体系，落实安全生产责任制，加强对安全管理的监督和考核。
同时，要加强对安全隐患的排查和整改，防止安全漏洞的产生。
工务段安全上存在的隐患及对策
工务段安全上存在的隐患及对策冯晓宁随着铁路中长期规划的实施，我国铁路发展进入了一个全新的发展时期。
一方面，随着铁路提速、高速和重载运输的不断发展，铁路运输安全工作的内外部环境也发生了深刻变化，面临大量的新情况、新问题。
另一方面，随着生活水平的进一步提高，人民对人身安全越来越重视，因而铁路交通事故的社会效应行也就越来越大，例如今年“7.23”甬温线特别重大铁路交通事故和“10.10”石景山南站1164次旅客列车铁路交通一般A类事故带来的社会影响性。
所以，铁路运输安全问题已经成为社会公众关注的热点问题之一，其中，铁路工务的安全问题又一直是铁路运输安全的重要环节。
1 系统特征众所周知，铁路工务主要承担铁路线路、路基、桥隧、道口等基础设备的管理和修理任务，目的是为了保证线路、设备完好使用性,确保列车能安全、平稳地运行。
可见，如果工务工作方面出了隐患，对铁路运输安全所造成的影响是非常重大的。
安全是一个国家发达文明的标志，是人们生活、生产质量的标尺，是铁路各项工作的基石，如何看待铁路工务安全，是我们所有相关工作人员从事其工作的根本。
往细了说，保证安全生产是工务部门的基本职责。
因此，笔者就其系统特征总结如下：1.1 安全的动态发展性在工务运作过程中，施工及其防护、故障处理、设备维修处理、材料装卸及堆放、机具使用等，任何一方面随着铁路提速、改造带来的安全政策及标准变化要跟着相应的变化。
而这些方面又是有机的整体，是动态组合变化的，是相互影响相互作用的。
比如京九线提速和上电气化后，作业标准，故障处理，日常防护等都做相应调整，任何一项出现问题都可能导致行车事故或工伤事故。
总之要想做好工务段的安全工作就必须接到上级新政策各级领导，特别是安全主管领导就要思考安全会发生什么变化，认真讨论拿出办法，必要时制定出制度下发各车间严格落实。
1.2 事故的人因核心性安全着眼点在于人、物、环境和管理四个方面。
任何一个事故发生都需要有物的不安全状态（含不良环境比如各类边坡内外的施工等）和人的不安全行为在一定时空上的相遇，否则不会发生事故。
动车组安全质量控制对策措施
动车组安全质量控制对策措施
动车组（以下简称“动车”）是一种由多节车厢组成的高速列车，其
安全质量控制对策措施必不可少。
以下是一些针对动车组安全质量控制的
对策措施建议。
其次，加强设备监管和维护工作。
定期检查和维护动车组的相关设备，确保其正常运行和安全性能。
建立健全的设备维修和更换制度，及时排除
设备隐患，以防止设备故障引起事故。
第三，实施全面的安全检测和监测体系。
建立全面的安全检测和监测
体系，对动车组的各项安全性能进行定期检测和评估，及时发现并排除安
全隐患，预防事故的发生。
在运行过程中，通过各类传感器和监测设备对
动车组进行实时监测，确保其安全运行。
第四，加强事故应急救援能力。
在动车组运行过程中，应建立完善的
应急救援组织体系，明确各级人员的责任和任务，并进行相应的演练和培训。
确保在事故发生时能够迅速反应，有效应对，最大限度地减少事故损失。
第五，加强对动车组乘客的安全教育。
通过多种方式，如宣传、培训等，向动车组乘客普及安全知识和安全意识，提高其安全自护能力。
在车
厢内设置安全提示标识，提醒乘客注意安全问题，并加强对乘客的安全巡查，及时发现和处理安全隐患。
第六，加强信息共享和合作。
建立多元化的安全信息共享和合作机制，与相关单位、行业协会等密切合作，及时了解和掌握国内外动车组安全的
最新动向和经验，借鉴和吸收先进的安全管理经验，提升动车组的安全质
量控制水平。
我国高速铁路基础设施综合维修管理模式探讨
我国高速铁路基础设施综合维修管理模式探讨马良民;顾建华【摘要】高速铁路高速度、高密度、安全平稳的行车要求,对其基础设施的检养修提出更高挑战,必须探索科学先进的检养修模式,走综合维修管理之路.从高速铁路检养修管理现状的分专业维修和综合维修两种模式分析入手,指出高速铁路基础设施维修应走管理上综合、专业上强化之路,贯彻严检慎修、检重于修思想,实行养修分离、综合值守.在此基础上,构建符合我国铁路实际的高速铁路基础设施综合维修管理模式,明确其管理层次和组织结构,并探讨有效的运行机制.在客运专线基础设施维修基地实行高速铁路基础设施综合维修管理可提高维修效率,降低维修成本,实现高速铁路运营系统的可持续发展.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2011(000)007【总页数】4页(P18-21)【关键词】高速铁路；基础设施；综合维修；管理模式【作者】马良民;顾建华【作者单位】广州客运专线基础设施维修基地，广州510100;广州客运专线基础设施维修基地，广州510100【正文语种】中文【中图分类】U238根据《中长期铁路网规划(2008年调整)》,到2012年将有1.3万km客运专线投入运营,其中300～350 km/h的客运专线有8 000 km,200～250 km/h的客运专线有5 000 km。
到2020年将形成规模达5万 km以上的快速铁路客运网,覆盖全国的省会城市(除拉萨以外)以及100万以上人口的特大城市[1]。
2008年8月1日,我国第一条具有完全自主知识产权、世界一流水平的高速铁路——京津城际铁路通车运营,这标志着我国铁路已经进入高速时代。
随着武广、郑西、沪杭等客运专线的开通,及即将开通的京沪高速铁路,到2020年我国高速铁路网将初步形成。
由于高速铁路对线路的稳定性和平顺性要求比普速铁路高得多,同时行车密度加大,对基础设施的检测及养护维修提出更高的要求。
既有铁路的检养修体制和方法已经不能完全适应高速铁路的要求[2]。
加强基础研究提升创新能力不断为推动我国铁路科技进步作贡献
金 委创新研 究 群体科 学基 金项 目 ， 而且还 获得 了高校 机械 领域第 一 个 国家级 创新 群体—— “ 高
速列 车运行 安 全关键 科学 技术 问题 研究 ” 创新 群 体 ， 此基 础 上 ， 在 以高 速 列 车运 行 安 全行 为 为 突破 点 ， 系统 开展 了高速 列车 轮轨 和 弓网的动 态行为 、 关键 材料 的失 效规 律 及机 制 、 固耦合 、 流 脱轨 机理 等研 究 ， 获得 了轨 道交通 领域 第一个 “ ７ ” 目— — 高速 列 车安 全服役 关键 基础 问 并 ９３ 项 题研 究 。通过 深入 系统 的研究 ， 我校 主持 和参加 获得 了一批 推进 铁 路科 技进 步 的高级 别奖项 ， 其 中 国家 科技 进步特 等奖 １ ， 等奖 ３项 、 等奖 ６项 、 项 一 二 自然科 学 二等 奖 １项 ， 轨道 交通领 在
代 ， 强对 国外先 进技 术 、 备 的引进 、 加 装 消化 、 收、 吸 再创 新 ， 快建 立拥 有 自主知识 产权 的铁路 加
科 技创 新体 系 ， 而 引领世界 高速铁 路发展 的方 向 ， 实现铁 路 又快 又好 发展 的重要 任务 。作 从 是 为一 所具有 深厚行 业 背景 和鲜 明交通 特 色的百 年老校 ， 临铁路 千载 难逢 的 历史机 遇 ， 面 充分发 挥 学 校多学 科 的综合 优势 ， 着力 解决 有关铁 路发 展 的重 大关 键性 技术 问题 ， 不断提 高我 国铁路
《2024年高速列车的关键力学问题》范文
《高速列车的关键力学问题》篇一一、引言随着科技的不断进步和社会的飞速发展，高速列车已成为现代交通的重要方式之一。
而伴随着高速列车速度的不断提升，其所面临的力学问题也愈发凸显。
本文旨在探讨高速列车运行中出现的关键力学问题，为后续的研究和应用提供参考。
二、高速列车面临的主要力学问题1. 空气动力学问题高速列车在高速行驶过程中，会受到空气的强烈阻力。
空气动力学是研究物体在流体中运动时所受力的科学。
对于高速列车来说，如何通过优化列车外形设计，减少空气阻力，提高运行效率，是亟待解决的问题。
2. 动力学稳定性问题高速列车的动力学稳定性直接关系到列车的安全性和乘坐的舒适性。
在高速行驶过程中，列车需要承受各种复杂的外力作用，如轨道不平顺、风力等。
如何确保列车在这些外力作用下仍能保持稳定运行，是动力学稳定性的关键问题。
3. 轨道动力学问题轨道是高速列车运行的基础，轨道动力学问题直接关系到列车的运行安全和寿命。
高速列车的运行对轨道的平顺性、稳定性及耐久性都有极高的要求。
如何通过优化轨道设计、维护和修复技术，提高轨道的使用寿命和运行安全性，是轨道动力学问题的重点。
三、解决关键力学问题的方法和策略1. 空气动力学问题的解决策略（1）优化列车外形设计：通过改进列车头部和车身的设计，减少空气阻力。
（2）采用流线型车体：流线型车体能够更好地适应空气流动，减少空气阻力。
（3）应用先进的风洞测试技术：通过风洞测试，对列车外形进行优化，提高运行效率。
2. 动力学稳定性问题的解决策略（1）提高列车的悬挂系统性能：通过改进悬挂系统，提高列车的减震和稳定性。
（2）采用先进的控制系统：通过控制系统对列车的运行状态进行实时监测和控制，确保列车的稳定运行。
（3）加强轨道维护：定期对轨道进行维护和修复，确保轨道的平顺性和稳定性。
3. 轨道动力学问题的解决策略（1）优化轨道设计：通过优化轨道的曲线半径、坡度等设计参数，提高轨道的平顺性和稳定性。
（2）应用先进的维护技术：采用激光矫正技术、高速铣削技术等先进的维护技术，对轨道进行维护和修复。
高速铁路关键部件损伤机理及服役行为评估技术
高速铁路关键部件损伤机理及服役行为评估技术高速铁路关键部件损伤机理及服役行为评估技术涵盖了对高速铁路关键部件（如轨道、轮对、牵引系统等）损伤机理的研究，以及对其服役行为进行评估的方法和技术。
高速铁路的运行环境非常苛刻，部件在高速运行和长时间使用的情况下容易出现疲劳、损伤和故障。
因此，了解部件的损伤机理对于确保高速铁路的安全运行非常重要。
对于高速铁路关键部件的损伤机理研究，通常包括以下方面：1. 材料损伤机理：通过对材料微观结构和力学特性的研究，分析材料在高温、高压、高速等工况下的疲劳、损伤和断裂机理。
2. 轨道损伤机理：研究轨道在高速列车运行过程中的疲劳、磨损、脱轨等损伤机理，分析其对列车运行安全和轨道寿命的影响。
3. 轮对损伤机理：研究轮对在高速列车运行过程中的磨损、疲劳和韧性失效机理，分析其对列车运行平稳性、动力传递效率和寿命的影响。
4. 牵引系统损伤机理：研究牵引系统中电气元件、电子元件和传动机构的损伤机理，分析其对牵引系统功能性和可靠性的影响。
通过对关键部件的损伤机理研究，可以开展对其服役行为的评估。
评估技术主要包括以下方面：1. 应力和应变分析：通过数值分析或实验测试，对关键部件在实际工况下的受力和变形进行分析，评估其安全性和寿命。
2. 疲劳寿命评估：通过疲劳试验和寿命预测方法，评估关键部件在高速运行下的疲劳寿命，确定更换周期或维修计划。
3. 故障诊断和预测：通过监测和分析关键部件的工作状态数据，采用故障诊断和预测技术，及时发现异常，预测可能出现的故障，采取相应措施。
4. 可靠性评估：通过对关键部件的可靠性指标进行评估，计算其可用性、失效概率等，为维护和优化运行提供依据。
总之，高速铁路关键部件损伤机理及服役行为评估技术是确保高速铁路安全运行和寿命管理的关键。
通过深入研究部件的损伤机理，结合评估技术进行综合评估，可以为保障高速铁路的运行安全提供技术支持。
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机车车辆全部采用进口。
我国2020年交通科技发展战略
轨道交通最基本的要求是安全。 安全是轨道交通研究的永恒课题
提出具体的科技目标：通过技术进步，降 低交通事故死亡率，减少与交通运输有关 的经济损失，形成较为完善的应急体系， 具备对重大灾害及突发事件处理的能力。
安全运行是高速铁路的根本
年度
14
16
18
20
三角坑波长L /mm
三角坑幅值A /mm
提出线路平顺性的要求——保证安全性 需要从源头上开展创新研究，解决基本科学问题
无法回避的现实：
钢轨波浪型磨损—百年不解—我国换钢轨80亿/年
结构疲劳—事故不断—英国1999/2000年度断轨近千次
列车脱轨—无法准确评判—（德、法、日）高速脱轨 世界高速铁路历经40年发展
三.总体研究方案和创新点
四.工作基础和研究条件
二. 主要研究内容和预期目标
科学问题1. 高速轮轨系统的动态行为与性能 演变规律
复杂 系统 建模
服役 过程 模拟
系统 动态 行为
系统 性能 演变
二. 主要研究内容和预期目标
科学问题2. 复杂运动和多场作用下结构复合 失效机制与相互演化规律
高速滚动——轮轨 高速滑动——弓网 紧配合微动——轮轴 结构振动——构架
诸多假设不复存在
——多刚体、弹性和线性、静态和稳态
车线耦合系统动力学
轮轨滚动接触模型 ——J. J. Kalker ——稳态、弹性 脱轨评判准则 ——Nadal（1896年） ——稳态 多刚体假设
车－线耦合动力学模型 翟－孙模型
高速铁路系统
柔性体 流体 刚性体 弹性体 连续体 离散体
2002年11月
重载列车
万吨列车
磁悬浮列车
无接触，无磨耗，使用成本低
低 速 常 导
高速常导
高 温 超 导
城市轻轨
北京、上海、广州 深圳、南京、武汉 成都、杭州、哈尔滨 线性驱动——广州 独立轮对低地板——大连 单轨列车——重庆 低速磁悬浮——上海
铁路的发展
“十一五规划”
完成“八纵八横”路网建设。 以北京、上海、广州为中心的提速客运网 300~500km左右实现“朝发夕至” 1200~1500km左右实现“夕发朝至” 2000~2500 km左右实现“一日到达”。 在建9条客运专线，里程3000多公里，最高 设计速度350km/h。
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
重大事故
18 29 21 15 11 13 5 11 5 11
险性事故
46 51 57 60 56 37 33 34 40 41
合计
139次
455次
高速列车的安全服役依靠谁
中国5年=世界40年 ——可行？安全？
国外研究的特点
重运营——安全-维修-运营 重可靠性——可靠性、维修性和有效性(RAM) 重管理系统——管理和网络平台 重软件分析——动力学与有限元设计分析 重经验——现场统计分析
基础研究——机理和机制的研究成果不多
汇报提纲
一.国家重大需求分析及拟解决的 关键科学问题 二.主要研究内容和预期目标
材料先进技术教育部重点实验室
轨道交通国家实验室
四、研究条件和工作基础
牵引动力国家重点实验室
（优秀国家重点实验室）
动态 脱轨 机理
桥梁 风 地震
边界 特征 表征
脱轨 充要 条件
服役 安全 域
二. 主要研究内容和预期目标
建立高速列车耦合大系统动力学理论 掌握高速列车的动态行为和高速脱轨机理 揭示不同运动模式和多场耦合作用的失效机制
稳定一支高水平、高素质的铁路基础科学研究队伍
保证我国高速铁路的快速发展和安全服役
脱轨事故频繁
地铁事故 ——恐怖事件
莫斯科——莫斯科地铁爆炸 案，造成38人死亡，101人受 伤的悲剧。 韩国——韩国东部城市大邱 市地铁纵火灾难，造成至少 130人死亡、99人失踪的惨剧， 英国——伦敦发生多起地铁 和公共汽车自杀式爆炸，警 方已确认死亡人数为56名。
结构破坏
轴 箱
轴箱处断裂： 翻车!
——性能演变过程 ——广义失效过程（材料、结构、参数、性能）
掌握动态行为与性能演变规律
三. 总体研究方案和创新点
课题2：高速轮轨滚动失效机制及 优化匹配
建立高速轮轨弹塑性滚动接触力学模型
揭示高速轮轨失效机制
——波浪形磨损、滚动接触疲劳机制 ——磨损和疲劳竞争机制
提出高速轮轨磨损和疲劳预防与减缓措施
零部件试验 强外场和 环境模拟 力 场 温度场 电、磁场 环 境 运行 边界 模拟 运动方式 模拟 高速滚动 高速滑动 紧配合微动
高速轮轨系统 实物试验 改善 服役 工况
数学模型
材料失效 模型 结构损伤 模型 参数时变 模型 服役模拟 动态 行为 脱轨 机理
失效链 影响度
结构振动
风载荷
地震波
在线检测 脱轨 预防
——轮轨滚动摩擦与接触疲劳机制 ——电弧烧损与滑动摩擦机制 ——复合微动疲劳机制
汇 报 提 纲
一.国家重大需求分析及拟解决的 关键科学问题 二.主要研究内容和预期目标
三.总体研究方案和创新点
四.工作基础和研究条件
五.研究队伍和学术骨干
四、研究条件和工作基础
西南交通大学
牵引动力国家重点实验室
断轴
开裂
后 果
第一批提速车，sh160，sw160， cw160，ss8， z8g等均产生严重的结构可靠性问题而淘汰。 200km/h等级高速列车SH200，“蓝箭”、 “大白鲨”也存在大量可靠性问题。 广州、上海地铁列车转向架出现类似的问题。
严重影响行车安全 导致铁道部对200km/h以上等级
研究方案框图
三. 总体研究方案和创新点
2. 课题设置
科学问题1
课题1：高速轮轨系统的动态行为与性能演变规律 课题2：高速轮轨滚动失效机制及优化匹配
轮轨 滚动
课题3：高速弓网载流滑动失效机制与材料设计
科学问题2
课题4：多模式耦合复杂微动失效机制及防护 课题5：复杂载荷下金属材料的超高周 (Gigacycle)疲劳损伤机理及寿命预测
高速列车安全服役 关键基础问题研究
2009年
主要内容
一.国家重大需求分析及拟解决的 关键科学问题 二.主要研究内容和预期目标
三.总体研究方案和创新点
四.工作基础和研究条件
一. 国家重大需求分析及拟解决的关键科学问题
发展高速铁路是国家需求
4.18铁路大提速——250km/h——高速铁路
13亿人口和960万平方公里国土的需求 能源、环保、和谐、可持续发展的要求 《国家中长期科学和技术发展规划纲要》 优先主题 ——高速轨道交通
我国的脱轨事故
2005年7月14日辽宁抚顺列车脱轨 2005年8月28日陇海线列车脱轨 2005年3月17日从贵州兴义开往广西南宁的一列货运 列车脱轨事故 2005年5月11日一列火车在宝成铁路发生脱轨事故 2005年7月29日资中火车站货场发生一起列车出轨事 故 2005年8月1日一运煤列车在东营境内发生脱轨事故 2005年 7月31日由西安至长春的K127次列车，在哈 大线上四节车厢脱轨， 2004年08月29日北京地铁列车脱轨 2005年10月13 日长春轻轨列车发生脱轨事故
竞争关系
提出抗微动失效的表面工程设计原理
三. 总体研究方案和创新点
课题5：复杂载荷下金属材料的超高周 (Gigacycle)疲劳损伤机理及寿命预测
建立变幅载荷和冲击载荷作用下材料的超高周
疲劳断裂行为和损伤模型
提出材料的超高周疲劳可靠性设计和寿命预测
方法
三. 总体研究方案和创新点
课题6：高速脱轨机理及控制
脱轨事故的影响因素
60％ 40％
20％
人为
性能
失效
环境灾害
高速带来的安全问题
线路 振动的加剧
不平稳 不稳定 疲劳
接触网
气流
相对运动速度的提高
摩擦磨损 接触疲劳
脱轨
失效
速度带来的基础问题
线路－车辆－受电弓－接触网－气流的相互 作用明显加剧
——大系统的耦合振动 ——流固耦合振动（气流：阻力、颠覆列车） ——结构弹塑性振动 ——复杂非线性系统稳定性 ——高速脱轨（跳轨）
揭示高速脱轨机理和充要条件
掌握边界特性对高速列车脱轨的影响规律
确定高速运行的安全域 提出高速脱轨评判方法和预防控制方法
——轨道谱、线桥特性、风载荷、地震波
三. 总体研究方案和创新点
高速列车耦合大系统动力学理论
——轮轨关系 ——弓网关系 ——流固耦合关系
高速重载服役条件下的材料多场耦合复合 失效机制
高速技术？ 基础研究？——靠自己 系统集成？——靠自己 安全保障？——靠自己
——引进技术,消化吸收,再创新
高速列车的安全服役依靠谁
某动车组轮重减载率超过限值
1.0
1.0
0.8
0.8
减载率
0.6 0.4 0.2 0.0 5 10 15 20
减载率
0.6 0.4 0.2
（2004年1月20日通过）
速度目标
——250～350km/h
建设计划
——2010年：7000公里 ——2020年：12000公里