高速铁路系统概述
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高速铁路简述
917(815新线)
4
西班牙
471
5
意大利
254
6
比利时
88
7
英国
74（海峡隧道）
8
瑞典
1377（既有线）
高速铁路简述
§1.3 世界高速铁路发展状况
世界高速铁路分布在世界上10个国家和我国的台湾 地区。
德国 比利时 英国
法国 西班牙
瑞典 意大利
韩国 日本
台湾省
高速铁路简述
§1.3 世界高速铁路发展状况
此后列车试验速度不断刷新：1981年2月法国TGV试验速度达到380 km/h ；
1988年5月德国ICE把这一速度提高到406.9 km/h； 1988年底，法国人创造了482.4 km/h的新纪录； 1990年5月18日法国再次刷新了自己的纪录，法国TGV-A型高速列车把试 验速度提高到515.3 km/h； 2003年12月2日，日本磁浮列车试验速度达到了581 km/h。 2007年4月3日进行超高速列车（TGV）新型“V150”列车的行驶实验，时速 达574.8km，打破了17年前高创速下铁的路时简速述515.3km的有鬼铁路行驶世界纪录。
高速铁路简述
§1.1 高速铁路与高速列车定义
三、高速列车的定义
• 高速列车——以最高速度200km／h以上运行的列车。 • 高速列车可以是由机车牵引客车组成的列车，也可
以是动车组组成的列车，称为高速动车组。严格地 说，高速列车涵义更广泛，它不但包括轮轨式列车， 还应包括磁悬浮列车等。 • 动车组——由两辆或两辆以上带动力的车辆（动车） 和不带动力的客车（拖车）固定编组在一起的列车。 （拖车可有可无）
• 2、1985年欧洲经济委员会在日内瓦签署国际铁路干线协议 规定：列车最高运行速度达到300km/h及以上的客运专线或 最高速度达到250km/h及以上的客货混用线。
简述高速铁路的概念
简述高速铁路的概念
高速铁路是指列车以较高的运行速度在专用铁路线上运行的铁路系统。
一般来说，高速铁路的运行速度大于传统铁路系统的运行速度。
高速铁路的建设和发展可以提供更快、更安全和更便捷的交通工具，为人们提供更高效的出行方式。
高速铁路采用了许多先进的技术和设备，以确保列车的平稳运行和高速行驶。
这些技术和设备包括：电气化供电系统、电机驱动和制动系统、轨道设计和道岔系统、信号控制系统、列车控制系统等。
此外，高速铁路还采用了优化的车辆和轨道结构设计，以减少摩擦阻力、降低能耗，并提高列车的经济性和运营效率。
高速铁路可以提供更高的运输能力和更好的运营效率。
由于高速铁路列车的速度快，可以在短时间内覆盖较长的距离，相比其他交通工具，高速铁路的运输能力更大。
高速铁路还可以提供更可靠和准时的服务，减少列车晚点和停滞现象，为乘客提供更好的出行体验。
高速铁路在经济、社会和环境方面都具有重要的作用。
经济上，高速铁路可以促进区域间的经济发展和产业升级，提高区域间的经济联系和交流。
社会上，高速铁路可以减少交通拥堵和道路事故，提高人们的出行质量和安全性。
环境上，高速铁路可以减少交通运输对环境的污染，减少能源消耗，降低温室气体排放，有助于可持续发展。
总的来说，高速铁路是一种现代化的交通系统，旨在提供高效、
安全、绿色的出行方式，为人们的生活和经济发展带来积极的影响。
干货详解高速铁路七大技术体系
车体的高密封性能。这种车体结构不仅适用于铝合金型材的
客室内的传递。据了解，这项专利技术可适用于时速200公 里等级及以上的动车组车体结构，目前广泛应用于
CRH2C—300系列动车组车体，及CRH2长大编组系列动 车组车体，已装用700余辆，总价值近10亿元。
旅客服务系统大量运用了信息技术，需要给各位专家报告的
间0.3秒左右，高速列车动力丢失少，长距离运行节能效果
采用简单链型、弹性连型悬挂技术，研发高强高导接触网导 线。保证接触网与受电弓匹配良好、受流稳定。武广客运专
线接触网采用弹性缝型悬挂方式， 实现时速350公里双弓稳
系统的主体设备接触网，已经开始实现关键零部件的国产化。
3、列车运行控制列控系统是确保列车行车安全的控制系统，
速列车由45000个零部件组成，工程中分为九大关键技术。
韩国。二是车体制造。三是牵引系统，牵引系统是高铁竞争 的核心之一，主要由变压器九变流器、牵引控制、电机几个 不同的部分组成。高速列车所有的用电设备和运动器件都采 用传感器进行实时的监控。高速转向架，高速列车的转向架 是列车技术的核心也是轮轨技术的核心。高速专项架的结构 功能，高速列车技术的核心，具有承载、导向、减震、牵引 及制动等功能。传统意义上的火车头已经看不见了，转向架 技术创新点主要在于抑制它的蛇行运动，由于车轮的反面很 锥形，需要良好的工作曲线，锥形的爬点就形成了固有的刺 激震动，这也是转向架能跑多高速度的核心。还有脱轨安全 性。我们在研究高速列车转向架轮轨安全的时候做了一个突 破性的测试，世界各国高速铁路和它的普速铁路是不相吻的， 也就是说它不做跨线运行的技术准备，所以大多数国家，包 括日本，它的轮轨匹配都是按照高速线和普速线来设计。我 们国家高速铁路和现在了路网形成跨线，这个路网的效应就 会非常的好，我们在设计我们国家的轮轨匹配的时候采用了 特有方案，这个方案比德国的明显好，不仅可以满足本线运 行，而且还可以实现跨线运行，这项技术我们在本国和多国 申报了专利。高速转向架，我们希望有较高的临界速度，比 如时速350公里高速列车转向架理论上是490公里，在西南 交通大学做到了410公里，最后的实验没有做下去，只做到 了410公里。为了验证我们高速转向架的性能，我们用了
客室内的传递。据了解，这项专利技术可适用于时速200公 里等级及以上的动车组车体结构，目前广泛应用于
CRH2C—300系列动车组车体，及CRH2长大编组系列动 车组车体，已装用700余辆，总价值近10亿元。
旅客服务系统大量运用了信息技术，需要给各位专家报告的
间0.3秒左右，高速列车动力丢失少，长距离运行节能效果
采用简单链型、弹性连型悬挂技术，研发高强高导接触网导 线。保证接触网与受电弓匹配良好、受流稳定。武广客运专
线接触网采用弹性缝型悬挂方式， 实现时速350公里双弓稳
系统的主体设备接触网，已经开始实现关键零部件的国产化。
3、列车运行控制列控系统是确保列车行车安全的控制系统，
速列车由45000个零部件组成，工程中分为九大关键技术。
韩国。二是车体制造。三是牵引系统，牵引系统是高铁竞争 的核心之一，主要由变压器九变流器、牵引控制、电机几个 不同的部分组成。高速列车所有的用电设备和运动器件都采 用传感器进行实时的监控。高速转向架，高速列车的转向架 是列车技术的核心也是轮轨技术的核心。高速专项架的结构 功能，高速列车技术的核心，具有承载、导向、减震、牵引 及制动等功能。传统意义上的火车头已经看不见了，转向架 技术创新点主要在于抑制它的蛇行运动，由于车轮的反面很 锥形，需要良好的工作曲线，锥形的爬点就形成了固有的刺 激震动，这也是转向架能跑多高速度的核心。还有脱轨安全 性。我们在研究高速列车转向架轮轨安全的时候做了一个突 破性的测试，世界各国高速铁路和它的普速铁路是不相吻的， 也就是说它不做跨线运行的技术准备，所以大多数国家，包 括日本，它的轮轨匹配都是按照高速线和普速线来设计。我 们国家高速铁路和现在了路网形成跨线，这个路网的效应就 会非常的好，我们在设计我们国家的轮轨匹配的时候采用了 特有方案，这个方案比德国的明显好，不仅可以满足本线运 行，而且还可以实现跨线运行，这项技术我们在本国和多国 申报了专利。高速转向架，我们希望有较高的临界速度，比 如时速350公里高速列车转向架理论上是490公里，在西南 交通大学做到了410公里，最后的实验没有做下去，只做到 了410公里。为了验证我们高速转向架的性能，我们用了
高速铁路线路概述
1.2高速铁路线路的特征
1 高平顺性
高速铁路路基、桥梁、隧道、轨道结构等重要基础设施 设备的建设标准与技术要求比一般铁路高得多，即除了要具有 足够的强度条件外，还要保证在高速行车的条件下避免出现列 车振动、轮轨力加大等破坏安全舒适运营的状况，这就要求路 基、桥梁和轨道结构具有持久稳定的高平顺性。
高速铁路线路概述
国际铁路联盟根据铁路线路允许运行的最高速度，对铁 路进行了划分：
普通铁路 （100～160 km/h）
快速铁路 （160～200 km/h）
高速铁路
（既有线改造，不小于 200 km/h；新建线，不
小于250 km/h）
高速铁路线路概述
1.2高速铁路线路的特征
1 高平顺性 2铁路线路概述
1.1高速铁路线路的定义
广义的线路概念包括线路的平纵断面、路基、轨 道、桥梁、隧道及建筑材料等，即包括铁路沿线除供 电、接触网、通信信号以外的所有基础设施。
高速铁路线路是保证高速铁路能有一个走行速度 快、安全可靠及乘坐舒适性良好的轨道的整体工程结 构。
高速铁路线路概述
1.1高速铁路线路的定义
1.2高速铁路线路的特征
2 高稳定性
修建高速铁路线路必须提高路基质量，确保路基稳定、 沉降小且沉降均匀；通过使用焊接长轨、新型弹性扣件、高质 量衬垫及新型道岔等，严格控制轨道铺设精度，保证轨道残余 变形小，维护工作量少。另外，还需加强对高速铁路线路的监 测和维修，以确保高速铁路线路的质量和行车安全。
高速电气化铁路概述
主要内容
• 1 高速铁路的概念 • 2 国外高速铁路发展现状 • 3 我国高速铁路建设规划 • 4 我国高速铁路技术体系 • 5 高速铁路牵引供电系统关键技术 • 6 第六次大提速的基本框架
1 高速铁路的概念
1.1 高速铁路的定义 1.2 高速铁路的优点
1.1高速铁路的定义
世界公认：最高运行速度达到200公 里/ 小时及以上的铁路为高速铁路。
1067.2km的行程。均旅行速度达到了
306.36km/h，从而创造了全世界轨道列车
1000km以上连续行驶和1000km运行最快的
两个记录。
此次试验，该列车在技术上完美无缺，
未出现变压器、牵引电机、甚至减速齿轮传动 过热现象，受电弓及转向架也未出现任何问题。
2.3日本高速铁路网
2.4法国高速铁路网
• 外部运输成本低：比飞机、汽车等运输便宜。 • 运行准时：如：日本列车晚点率为0.3%，且晚点1分
钟即统计晚点；西班牙承诺晚点5分钟即退回全部票 款。
高速铁路的优点
• 安全可靠：高速铁路自投入运营以来， 除1998年6月3日德国因车轮发生一起事 故外，从未发生旅客伤亡事故。
• 不受气候的影响：先进的列控系统作保 证
2.1世界高速铁路的营业里程（2005年 止）
2.2 世界高速铁路最高试验速度纪录
406.9 380 331
515.3
世界高速铁路最高试验速度纪录
•
另外： 2001年5月26日，法国TGV
531高速列车，从法国北部城市加来--法国南
部城市马赛的圣·夏尔车站， 全程用时3小时
29分47秒，完成了从北到南纵贯法国本土
• 社会经济效益好：方便、快捷、便宜、 环保、安全。
• 1 高速铁路的概念 • 2 国外高速铁路发展现状 • 3 我国高速铁路建设规划 • 4 我国高速铁路技术体系 • 5 高速铁路牵引供电系统关键技术 • 6 第六次大提速的基本框架
1 高速铁路的概念
1.1 高速铁路的定义 1.2 高速铁路的优点
1.1高速铁路的定义
世界公认：最高运行速度达到200公 里/ 小时及以上的铁路为高速铁路。
1067.2km的行程。均旅行速度达到了
306.36km/h，从而创造了全世界轨道列车
1000km以上连续行驶和1000km运行最快的
两个记录。
此次试验，该列车在技术上完美无缺，
未出现变压器、牵引电机、甚至减速齿轮传动 过热现象，受电弓及转向架也未出现任何问题。
2.3日本高速铁路网
2.4法国高速铁路网
• 外部运输成本低：比飞机、汽车等运输便宜。 • 运行准时：如：日本列车晚点率为0.3%，且晚点1分
钟即统计晚点；西班牙承诺晚点5分钟即退回全部票 款。
高速铁路的优点
• 安全可靠：高速铁路自投入运营以来， 除1998年6月3日德国因车轮发生一起事 故外，从未发生旅客伤亡事故。
• 不受气候的影响：先进的列控系统作保 证
2.1世界高速铁路的营业里程（2005年 止）
2.2 世界高速铁路最高试验速度纪录
406.9 380 331
515.3
世界高速铁路最高试验速度纪录
•
另外： 2001年5月26日，法国TGV
531高速列车，从法国北部城市加来--法国南
部城市马赛的圣·夏尔车站， 全程用时3小时
29分47秒，完成了从北到南纵贯法国本土
• 社会经济效益好：方便、快捷、便宜、 环保、安全。
高铁概论第7章 高速铁路通信系统
（2）站场通信 大型车站多个作业场，主场车站调度员与各个相关值班员构建 的若干个一点对多点的调度通信，简称站调。 小车站值班员与若干个站内用户之间构建一点对多点的站内通 信。
（3）站间通信 站间通信为站与站之间的点对点通信，即站间行车电话或闭塞电话。 随着信号设备的发展，区间闭塞法几乎不再用电话闭塞法，已采用 半自动闭塞和自动闭塞。 站间电话用来通报列车运行状态和相关行车业务，于是出现了站间 行车电话这一称谓。
述 调度通信体系。
干线调度通信是铁道部为统一指挥各铁路局，协调地
完成全国铁路运输计划，在铁道部与铁路局之间设置
的各种调度通信。
局线调度通信是铁路局为统一调度指挥所属主要
区段及主要站段，协调地完成全局运输计划，在铁路
局与编组站、区段站、主要大站之间设立的各种调度
通信。
区段调度通信是各调度区段为调度指挥运输生产，在调度员与所辖区段 的铁路各中间站按专业、部门设置的调度、通信系统，统称区段调度。
（3）区段调度通信网
述
铁路局下属的调度区段运输指挥中心设区段数字调度机（主系
统），与所辖区段沿线各中间站车站数字调度机（分系统），用
2M数字通道呈串联型逐站相连，并由末端车站环回，组成一个
2M自愈环。
7. 1 概 述
7.
1 概
铁路交通（轨道交通）建设投资大、工程复杂，为满足乘客对铁路交通高速、
述 安全、舒适便捷、经济等特性不断提高的服务需求，铁路通信系统需要向大
固定通信网 移动通信网
6层：决策支持与综合应用系统 5层：社会化信息服务系统 4层：办公信息系统 3层：业务管理信息系统
2层：过程控制与安全保障系统 1层：通信网络系统
移铁 动路 通综 信合 系数 统字
高速铁路知识
境、大气环境等的影响。
评价方法
采用定量与定性相结合的方法，包 括现场调查、监测、模型预测等。
评价流程
明确评价范围、筛选评价因子、确 定评价标准、进行现状调查与评价、 预测与评价、制定环保措施等。
噪声污染控制技术和措施
01
02
03
声源控制
优化列车和轨道设计，降 低轮轨噪声、空气动力噪 声等。
传播途径控制
产。
加强环保监管力度，确 保环保措施得到有效执
行。
06 高速铁路经济效益与社会 价值
投资成本回收期预测方法
静态投资回收期法
01
通过计算高速铁路建设投资总额与运营后年均净收益之比，得
出投资回收所需年数。
动态投资回收期法
02
考虑资金时间价值，将未来各年的净收益折现到建设起点，计
算累计折现净收益与投资总额相等所需的时间。
桥梁设计方案
高速铁路桥梁设计应遵循安全、经济、美观的原则，根据桥梁跨度、桥墩高度、基础类型等因素进行 综合考虑。同时，还需考虑桥梁对周围环境的影响，如景观协调、噪声控制等。
隧道设计方案
高速铁路隧道设计应充分考虑地质条件、隧道长度、断面形状等因素。对于长隧道和特长隧道，还需 考虑通风、照明、防灾救援等附属设施的设计。此外，隧道施工过程中的安全问题也是设计过程中需 要重点考虑的因素之一。
高速铁路知识
contents
目录
• 高速铁路概述 • 高速铁路线路规划与设计 • 高速列车技术与装备 • 高速铁路运营管理与安全保障 • 高速铁路环境影响评价与治理 • 高速铁路经济效益与社会价值
01 高速铁路概述
定义与发展历程
定义
高速铁路，或称高速铁道，简称高铁，是一种比普通铁路速度更快，使用特别机 车车辆与专用轨道的铁路运输系统，并不会在既有路轨上运行。
评价方法
采用定量与定性相结合的方法，包 括现场调查、监测、模型预测等。
评价流程
明确评价范围、筛选评价因子、确 定评价标准、进行现状调查与评价、 预测与评价、制定环保措施等。
噪声污染控制技术和措施
01
02
03
声源控制
优化列车和轨道设计，降 低轮轨噪声、空气动力噪 声等。
传播途径控制
产。
加强环保监管力度，确 保环保措施得到有效执
行。
06 高速铁路经济效益与社会 价值
投资成本回收期预测方法
静态投资回收期法
01
通过计算高速铁路建设投资总额与运营后年均净收益之比，得
出投资回收所需年数。
动态投资回收期法
02
考虑资金时间价值，将未来各年的净收益折现到建设起点，计
算累计折现净收益与投资总额相等所需的时间。
桥梁设计方案
高速铁路桥梁设计应遵循安全、经济、美观的原则，根据桥梁跨度、桥墩高度、基础类型等因素进行 综合考虑。同时，还需考虑桥梁对周围环境的影响，如景观协调、噪声控制等。
隧道设计方案
高速铁路隧道设计应充分考虑地质条件、隧道长度、断面形状等因素。对于长隧道和特长隧道，还需 考虑通风、照明、防灾救援等附属设施的设计。此外，隧道施工过程中的安全问题也是设计过程中需 要重点考虑的因素之一。
高速铁路知识
contents
目录
• 高速铁路概述 • 高速铁路线路规划与设计 • 高速列车技术与装备 • 高速铁路运营管理与安全保障 • 高速铁路环境影响评价与治理 • 高速铁路经济效益与社会价值
01 高速铁路概述
定义与发展历程
定义
高速铁路，或称高速铁道，简称高铁，是一种比普通铁路速度更快，使用特别机 车车辆与专用轨道的铁路运输系统，并不会在既有路轨上运行。
世界高速铁路发展概况—高速铁路系统构成
高速铁路系统构成
六大核心系统：
• 基础设施 • 动车组 • 牵引供电系统 • 通信信号系统 • 运营调度系统 • 客运服务系统
➢六大核心系统——基础设施
• 高速线路技术是实现高速的基础。
• 高速铁路要求：
• 线路的空间曲线平滑，即平纵断面变化尽可能 平缓；
• 路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小 残余变形；
➢六大核心系统 ➢牵引供电系统
牵引供变电系统 接触网系统 SCADA系统
检测系统
• 主要功能是为高速铁路列车运行提供稳定、高质 量的电流。
• 特点：牵引功率大、所受阻力大、受电弓移动速 度快、电流易发生波动性等。
牵引供电系统的工作原理
牵引供电系统的组成
电力机 车
牵引网
高压输 电线路
牵引供 电系统
• 主要功能：①能完成指挥列车运行的各种调度命 令信息及时、准确的传输；
• ②为旅客提供各种服务通信；
• ③为设备维修及运营管理提供通信条件。
高速铁路系统构成
六大核心系统：
• 基础设施 • 动车组 • 牵引供电系统 • 通信信号系统 • 运营调度系统 • 客运服务系统
➢六大核心系统
➢运营调度系统
• 高速列车的发展趋势： ①车体结构和动力设备不断轻量化； ②转向架动力学性能不断优化； ③采用先进的交流传动技术； ④复合制动进一步强化； ⑤车头流线型进一步完善； ⑥列车控制系统向网络通信技术方向发展。
动车组的概述
• 动车组是自带动力、固定编组、两端均可操作驾驶、 穿梭运行的旅客列车。
• 下图为CRH高速动车组。
的技术平台。关键设备和主要配件正在逐步实现 国产化。
（3）动车组：通过“引进先进技术、联合设计生
六大核心系统：
• 基础设施 • 动车组 • 牵引供电系统 • 通信信号系统 • 运营调度系统 • 客运服务系统
➢六大核心系统——基础设施
• 高速线路技术是实现高速的基础。
• 高速铁路要求：
• 线路的空间曲线平滑，即平纵断面变化尽可能 平缓；
• 路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小 残余变形；
➢六大核心系统 ➢牵引供电系统
牵引供变电系统 接触网系统 SCADA系统
检测系统
• 主要功能是为高速铁路列车运行提供稳定、高质 量的电流。
• 特点：牵引功率大、所受阻力大、受电弓移动速 度快、电流易发生波动性等。
牵引供电系统的工作原理
牵引供电系统的组成
电力机 车
牵引网
高压输 电线路
牵引供 电系统
• 主要功能：①能完成指挥列车运行的各种调度命 令信息及时、准确的传输；
• ②为旅客提供各种服务通信；
• ③为设备维修及运营管理提供通信条件。
高速铁路系统构成
六大核心系统：
• 基础设施 • 动车组 • 牵引供电系统 • 通信信号系统 • 运营调度系统 • 客运服务系统
➢六大核心系统
➢运营调度系统
• 高速列车的发展趋势： ①车体结构和动力设备不断轻量化； ②转向架动力学性能不断优化； ③采用先进的交流传动技术； ④复合制动进一步强化； ⑤车头流线型进一步完善； ⑥列车控制系统向网络通信技术方向发展。
动车组的概述
• 动车组是自带动力、固定编组、两端均可操作驾驶、 穿梭运行的旅客列车。
• 下图为CRH高速动车组。
的技术平台。关键设备和主要配件正在逐步实现 国产化。
（3）动车组：通过“引进先进技术、联合设计生
高速铁路通信系统
解决方案
采用先进的信号处理技术和天线技术 ，优化信号覆盖范围和信号质量，同 时加强网络规划和优化，提高信号的 连续性和稳定性。
数据安全问题
数据泄露和攻击
高速铁路通信系统涉及大量的敏感信息，如列车控制指令、乘客信息等，存在 数据泄露和被攻击的风险。
解决方案
采用加密技术和安全防护措施，保障数据传输和存储的安全性。同时加强网络 安全监测和应急响应能力，及时发现和应对安全威胁。
卫星通信技术还可以提供语音、数据、图像等多种通信 服务，满足不同业务需求。
网络安全技术
01
网络安全技术是高速铁路通信系统中的重要保障措施，主要用于保护 通信系统和数据的安全。
02
网络安全技术包括防火墙、入侵检测、数据加密等，其中数据加密是 高速铁路通信系统中常用的网络安全技术。
03
网络安全技术可以防止网络攻击和数据泄露等安全问题，保障高速铁 路通信系统的正常运行。
大数据分析技术还可以对各种设备和系统的性 能进行监测和预测，及时发现潜在的问题和风 险，提高系统的安全性和可靠性。
大数据分析技术还可以优化高速铁路通信系统 的资源配置和服务质量，提高运营效率和服务 水平。
人工智能技术的应用
人工智能技术可以应用于高速铁路通 信系统的故障诊断和预测，通过分析 历史数据和实时监测数据，自动识别 和预测潜在的问题和故障。
高速铁路通信系统
目录
• 高速铁路通信系统概述 • 高速铁路通信系统的关键技术 • 高速铁路通信系统的应用场景 • 高速铁路通信系统的未来发展 • 高速铁路通信系统的挑战与解决方案
01
高速铁路通信系统概述
定义与特点
定义
高速铁路通信系统是指为高速铁 路列车提供信息传输、信号控制 、安全保障等功能的综合性通信 网络。
采用先进的信号处理技术和天线技术 ，优化信号覆盖范围和信号质量，同 时加强网络规划和优化，提高信号的 连续性和稳定性。
数据安全问题
数据泄露和攻击
高速铁路通信系统涉及大量的敏感信息，如列车控制指令、乘客信息等，存在 数据泄露和被攻击的风险。
解决方案
采用加密技术和安全防护措施，保障数据传输和存储的安全性。同时加强网络 安全监测和应急响应能力，及时发现和应对安全威胁。
卫星通信技术还可以提供语音、数据、图像等多种通信 服务，满足不同业务需求。
网络安全技术
01
网络安全技术是高速铁路通信系统中的重要保障措施，主要用于保护 通信系统和数据的安全。
02
网络安全技术包括防火墙、入侵检测、数据加密等，其中数据加密是 高速铁路通信系统中常用的网络安全技术。
03
网络安全技术可以防止网络攻击和数据泄露等安全问题，保障高速铁 路通信系统的正常运行。
大数据分析技术还可以对各种设备和系统的性 能进行监测和预测，及时发现潜在的问题和风 险，提高系统的安全性和可靠性。
大数据分析技术还可以优化高速铁路通信系统 的资源配置和服务质量，提高运营效率和服务 水平。
人工智能技术的应用
人工智能技术可以应用于高速铁路通 信系统的故障诊断和预测，通过分析 历史数据和实时监测数据，自动识别 和预测潜在的问题和故障。
高速铁路通信系统
目录
• 高速铁路通信系统概述 • 高速铁路通信系统的关键技术 • 高速铁路通信系统的应用场景 • 高速铁路通信系统的未来发展 • 高速铁路通信系统的挑战与解决方案
01
高速铁路通信系统概述
定义与特点
定义
高速铁路通信系统是指为高速铁 路列车提供信息传输、信号控制 、安全保障等功能的综合性通信 网络。
高速铁路概论
一、绪论+高速铁路线路高速铁路的定义：最高行驶速度在200km/h以上、旅行速度超过150km/h的铁路系统。
高速列车：以最高速度200km/h以上运行的列车。
它不但包括轮轨式列车，还应包括磁悬浮列车等。
高速铁路运营特征：概括为高速度、高舒适性、高安全性、节能环保和高密度。
要求高速线路具有高平顺性、高稳定性、高可靠性及一定的耐久性。
高速铁路的平纵断面设计的标准要以提高线路的平顺性为主。
高速铁路线路平面标准：包括超高（欠超高,过超高）、最小曲线半径、缓和曲线长度等。
线路纵断面标准：包括最大坡度值和竖曲线等。
外轨超高：为了平衡离心力，使内外两股钢轨受力均匀，垂直磨耗均等，旅客不因离心加速度而感到不适，将外轨抬高一定程度。
轨距加宽：为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小半径曲线的轨距要适当加宽，以使机车车辆能顺利通过曲线，减少轮轨间的磨耗。
欠超高产生离心加速度从而影响旅客舒适度；欠超高、过超高都会使钢轨承受列车的偏压而内外轨磨耗不均。
限制欠超高、过超高以保证高速铁路线路所要求的高平顺性和高舒适度。
保证高速列车的旅客乘坐舒适度，因此取过超高允许值与欠超高允许值一致。
高、低速列车共线允许时欠、过超高之和的允许值［hq+hg］。
最小曲线半径与运输组织模式、速度目标值、旅客乘坐舒适度和列车运行平稳度等有关。
最大曲线半径标准关系到线路的铺设、养护、维修能否达到要求的精度。
缓和曲线：为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线（或由圆曲线运行到直线）而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线。
缓和曲线长度由车辆脱轨加速度、未被平衡横向离心加速度时变率和车体倾斜角速度确定，即主要是由超高时变率和欠超高时变率两项因素确定缓和曲线的长度。
线路的最大坡度：应根据地形条件、动车组功率、运输组织模式、设计线的输送能力、牵引质量、工程数量和运营质量等，经过牵引计算验算并经技术经济比选分析后确定。
相邻坡段的坡度差：允许的最大值，主要由保证运行列车不断钩这一安全条件确定，常规铁路相邻坡段的坡度差主要受货物列车制约。
(最新整理)高速铁路概述
• 青岛- 石家庄-太原：全长约770 公里，连接华北和华东 地区，已开工建设石家庄至太原段205公里；
• 南京- 武汉- 重庆- 成都：全长约1600公里，连接西南和
华东地区，已建设南京至合肥段、武汉至合肥段、宜万段、
2021成/7/2遂6 渝段。
27
高速铁路的建造条件： • 线路基础好（要求平面要直，曲线半径 2200m以上） • 牵引动力大 • 车辆质量高 • 制动系统完备 • 线路全封闭
法国TGV-TMST高速动1车7 组
国外高速铁路发展概述
• 德国高速铁路
德国ICE-1高速动车组
2021/7/26
18
德国ICE-2高速动车
国外高速铁路发展概述
• 德国高速铁路
德国ICE-3高速动车组
2021/7/26
19
德国ICT高速动车组
世界高速铁路发展状况
• 其他国家高速铁路 • 西班牙Talgo-350 型高速列车
缺点
铁路
运输能力大，能承担大量客货运输； 速度快；运量越大、运距越长，运 投资成本高。
输成本越低；受气候影响小，安全 建设周期长。 可靠。
水路
占地少、运量大、投资省、运输成 本低。能运输长大重件货物。
运输速度慢，受自然条件的限 制较大。
公路
机动、灵活性强，对客运量、货运 量大小有很强的适应性。
运输能耗高，运输能力小，运 输成本高，劳动生产率低。
中国铁路客运专线网规划是：到2020 年，初步形成 北京-上海、北京-武汉-广州-深圳、北京-沈阳-哈尔滨 (大连) 、杭州-宁波-福州-深圳和徐州—郑州-兰州、杭 州-南昌-长沙、青岛-石家庄—太原、南京—武汉-重庆成都“四纵四横”客运专线，客运专线总规模约为1.8万 公里。旅客列车运行时速将达到200公里以上。
《高速铁路系统》课件
《高速铁路系统》PPT课 件
高速铁路系统是一种快速、安全、高效的铁路交通系统，具有显著的特点和 优势。本课件将介绍世界各国的高速铁路系统，着重探讨中国高速铁路的发 展与成就，并展望高速铁路的未来发展和挑战。
定义和特点
高速
平均时速高达300公里以上，大大缩短了旅行时 间。
高效
具备大容量和高运营频次，方便快捷地满足日 益增长的交通需求。
安全
严格的安全标准和技术措施确保了乘客和列车 的安全。
环保
相比其他交通方式，高速铁路系统的能源消耗 和环境污染更低。
世界各国的高速铁路系统
日本
欧洲
拥有世界上最早的高速铁路系统。 新干线以其高速、准点、舒适的 服务而闻名。
欧洲联盟成员国之间建设了一系 列高速铁路，如英法隧道连接了 伦敦和巴黎。
中国
中国高速铁路网络发展迅猛，已 成为世界上最大的高速铁路运营 国。
美国
正在逐步发展高速铁路系统，尤 其在东海岸和加州地区有重大计 划。
中国高速铁路的发展与成就
1
2007年
中国首条高速铁路-京津城际铁路正式通车，标志着中国高速铁路时000公里，成为世界上第二大高速铁路网络。
3
2018年
中国高速铁路运营里程超过3万公里，占世界高速铁路总里程的2/3。
1 便利交通
高速铁路缩小了城市之间的距离，方便人们 的出行和运输。
2 促进旅游
高速铁路提高了旅游的便利性和可达性，促 进了旅游产业的发展。
3 区域发展
高速铁路连接了各个地区，推动了区域间的 经济协作和发展。
4 节能环保
高速铁路的运行更加节能环保，减少了对化 石能源的依赖。
高速铁路的未来发展和挑战
技术创新
高速铁路系统是一种快速、安全、高效的铁路交通系统，具有显著的特点和 优势。本课件将介绍世界各国的高速铁路系统，着重探讨中国高速铁路的发 展与成就，并展望高速铁路的未来发展和挑战。
定义和特点
高速
平均时速高达300公里以上，大大缩短了旅行时 间。
高效
具备大容量和高运营频次，方便快捷地满足日 益增长的交通需求。
安全
严格的安全标准和技术措施确保了乘客和列车 的安全。
环保
相比其他交通方式，高速铁路系统的能源消耗 和环境污染更低。
世界各国的高速铁路系统
日本
欧洲
拥有世界上最早的高速铁路系统。 新干线以其高速、准点、舒适的 服务而闻名。
欧洲联盟成员国之间建设了一系 列高速铁路，如英法隧道连接了 伦敦和巴黎。
中国
中国高速铁路网络发展迅猛，已 成为世界上最大的高速铁路运营 国。
美国
正在逐步发展高速铁路系统，尤 其在东海岸和加州地区有重大计 划。
中国高速铁路的发展与成就
1
2007年
中国首条高速铁路-京津城际铁路正式通车，标志着中国高速铁路时000公里，成为世界上第二大高速铁路网络。
3
2018年
中国高速铁路运营里程超过3万公里，占世界高速铁路总里程的2/3。
1 便利交通
高速铁路缩小了城市之间的距离，方便人们 的出行和运输。
2 促进旅游
高速铁路提高了旅游的便利性和可达性，促 进了旅游产业的发展。
3 区域发展
高速铁路连接了各个地区，推动了区域间的 经济协作和发展。
4 节能环保
高速铁路的运行更加节能环保，减少了对化 石能源的依赖。
高速铁路的未来发展和挑战
技术创新
高速铁路信号与控制系统概述
高速度、高密度、高安 全的列车运行需求
车载设备生成速度限制曲线，监控列车运行 ATP
ZPW-2000轨道电路
应答器
ETCS
CTCS
列E控T车C载S
应答器
ZPW200轨道电路
由对地面信号的控制 到
对列车运行的直接控制
1. CTCS技术背景 － CTCS等级
1. CTCS技术背景 － 客
牵引供电
通信信号
动车组
运营调度
客运服务
路 基 工 程
轨 道 工 程
桥 梁 工 程
隧 道 工 程
站 场 工 程
供 电 系 统
变 电 系 统
接 触 网 系 统
电 力 系 统
远 程 监 控 系 统
调集 列联度中通 控锁集监信 系系中测系 统统系系统
高速铁路信号与控制系统— —系统构成
高速铁路信号与控制系统
• 高速铁路信号与控制系统的组成
高速铁路信号与控制系统— —系统分级
高速铁路信号与控制系统
• 中国列控系统发展 CTCS列车运行控制系统包括地面设备和车载设备，
分为CTCS0-CTCS4级等5级。 1、CTCS0，面向120km/h以下的区段 2、CTCS1，面向160km/h以下的区段 3、CTCS2，面向提速干线和高速新线 4、CTCS3，面向提速干线、高速新线或特殊线路 5、CTCS4，面向高速新线或特殊线路
高速铁路信号与控制系统
• CTCS3简介 • 发展CTCS技术既要兼顾既有设备的现状，也要
充分考虑未来的发展，避免造成人力物力的浪 费和制式的混乱。
• CTCS系统是由地面信号设备和车载设备共同组 成的闭环高安全系统，是地面联锁向车载设备 的延伸，在此基础实现了以车载设备为主的行 车方式。
高速铁路概论总结
高速铁路概论总结高速铁路概论总结一、概述高速铁路是指在特定的轨道上，采用特殊的技术和设备，以高速行驶为主要特点的铁路。
高速铁路的出现，不仅改变了人们出行方式，也推动了城市经济和社会发展。
二、历史高速铁路起源于20世纪60年代的日本。
1976年，日本首次开通时速250公里的新干线。
此后，欧洲和中国等国家也相继建设了自己的高速铁路系统。
三、技术1.轨道技术：采用宽轨距和混凝土枕木等技术。
2.动力系统：采用电力驱动系统，包括牵引变流器、牵引变压器等。
3.信号控制：采用ETCS（欧洲列车控制系统）等先进技术。
4.车辆设计：采用空气动力学设计、轻量化材料等技术。
四、优点1.速度快：时速可达300公里以上。
2.安全性好：采用多重安全保障措施。
3.环保节能：相比其他交通工具，高速铁路污染少、能耗低。
4.便捷舒适：高速铁路设有商务车、一等座、二等座等不同的舒适度等级，同时配备了餐车、卫生间等设施。
五、发展现状目前，全球高速铁路建设已经形成了以中国、日本、欧洲为代表的三大体系。
其中，中国高速铁路建设最为迅速，已经成为全球最大的高速铁路运营国家。
六、问题与挑战1.投资巨大：高速铁路建设需要巨额资金投入。
2.技术难题：高速铁路技术要求极高，需要不断创新和提升。
3.安全问题：由于时速较快，一旦出现安全事故后果严重。
4.运营成本高：由于维护和运营成本较高，需要长期盈利才能保证运行。
七、未来展望随着技术不断进步和改进，未来的高速铁路将更加智能化和自动化。
同时，在城市化进程中，高速铁路也将发挥更加重要的作用。
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六次铁路大提速（1997－2007）
2001年11月21日，实施新列车运行图，全 国铁路实行联网售票。平均时速61.6公里 。
2004年4月18日，开行19对直达特快列车， 部分列车时速200公里。平均时速65.7公 里。
2007年4月18日，开行动车组140对，年 底达到257对。时速200公里及以上里程达 到6003公里。
1997年4月1日，最高时速140公里的40对 快速列车，平均时速54.9公里 。
1998年10月1日，最高时速达到140公里 至160公里，平均时速55.2公里 。
2000年10月21日，重点是亚欧大陆桥陇海、 兰新线、京九线和浙赣线，平均时速达到 60.3公里 。将原来的列车七个等级调整为 三个等级，即特快旅客列车、快速旅客列车、 普通旅客列车
快速客运网
“四纵四横”，时速大部分在350公里 跨区际的快速通道，比如贵州~广州、南宁
~广州、江西~福建，它速度的目标一般定 位在时速250公里。 区域城市圈城市轨道交通，为环渤海、长三 角、珠三角等一些城市密集的地方构筑，它 的速度目标一般定位在200~250公里
高速铁路网
四纵四横图解
高速铁路系统
高速铁路系统
工务工程
牵引供电
通信信号
动车组
运营调度
客运服务
路 基 工 程
轨 道 工 程
桥 梁 工 程
隧 道 工 程
站 场 工 程
供 电 系 统
变 电 系 统
接 触 网 系 统
电 力 系 统
远 程 监 控 系 统
车 载 子 系 统
地 面 子 系 统
联 锁 子 系 统
CTC
调 度 集 中
通 信 系 统
产化逐步达100％。 扣件：从德国VOSSLOH公司、 RST公司和
法国PANDROL公司引进技术。 无碴轨道：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。
隧道、桥梁、车站：自主设计
牵引供电
供电系统：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。优 先采用电力系统两回独立可靠的220kV电源， 互为热备用。
份
唐
山 公
CRH3 速度等级350km/h
司
长
客 股
CRH5 速度等级250km/h
份
十一五期间成果
“十一五”期间，我国已经建成5000公里以 上的高速铁路，居世界前列；到2020年， 将建成16000公里的高速铁路，我国高速铁 路的总里程已居世界第一。
截至2011年，我国已投入运营的高速列车 共计786标准列，其中时速200-250km/h 速度级355列，时速300-350km/h速度级 140列，时速380km/h速度级133列。
高速铁路系统概述
主要内容
高速铁路的发展背景 高速铁路的系统组成 高速列车网络控制系统 讨论
高速铁路的发展背景
高速铁路的定义 世界高速铁路的发展历史与现状 中国高速铁路的现状与规划
高速铁路的划分
国际铁路联盟（UIC）的以速度为等级将铁 路划分为：
常速铁路：100~120公里/小时 中速铁路：120~160公里/小时 准高速铁路：160~200公里/小时 高速铁路：200~400公里/小时 超高速铁路：400公里/小时以上
卫—银川也已经开工 沪汉蓉高速铁路：上海—南京—武汉—重
庆—成都
高速列车发展过程
上世纪90年代初，开始高速列车综合试验， 已经取得了大量实践试验数据。
2001年4月，铁道部下达“270km/h高速 列车设计任务书”，开始设计“中华之星”。
2002年11月27日，“中华之星”电动车组 冲刺试验创造了最高速度每小时321.5公里 的当时“中国铁路第一速”。
中国高速列车的定义
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。
时速在200km/h以上，为动车组 时速在300km/h以上，为高速动车组
高速铁路发展回顾
1814年，英国人斯蒂芬森发明了世界上第一台沿轨 道运行的蒸汽机车
碰撞预防安全性
(1)车体碰撞的自身吸能结构设计研究。 (2)车体碰撞的辅助吸能装置设计研究。
车体碰撞安全的计算机仿真分析及试验研究。
时速300公里高速动车组流 线型车头加工制造和国产 化研究
(1)通过三维CAD/CAE/CAM集成产品开发平台，消化吸收西门子公司提供 的原型设计，完成产品的本地化工作。 (2)采用数值仿真方法，对涉及车头结构可靠性的主要指标（强度、刚度、 疲劳性能、耐撞性能等）及空气动力学性能指标进行数值仿真评估，以 掌握其结构物理品质。 (3)完成车头结构所用铝型材的三维空间弯曲成形以及铝板空间曲面无模 成形并加工生产。 (4)完成复杂结构焊接变形分析理论研究及对车头焊接变形的分析预测。 (5)完成车头总成及部件组焊的工装设计并加工生产。 (6)完成高精度整体测量技术。 (7)现代集成制造技术。
中长期铁路网规划
2004年经国务院审议通过，其发展目标为： 到2020年，
到2020年全国铁路营业里程达到12万公里 以上，其中：
规划建设客运专线1.6万公里以上，到2012年 建设客运专线1.3万公里
新线建设4.1万公里 既有线增建二线1.9万公里 既有线电气化2.5万公里
1825年9月27日斯蒂芬森亲自驾驶首台机车（12节 煤车，20多节车厢，约450名旅客），成功在英国 斯托克顿Stockton 和达灵顿Darlington之间的 36km距离内，以24km/h速度运行，铁路运输事业从 这天开始
1903年10月28日，德国的AEG轨道电动车创下了最 高运行速度210.2km/h的世界记录
E2-1000（川崎重工）
Velaro-E（西门子）
SM3（阿尔斯通）
中国高速铁路发展
1978年的秋天，邓小平在日本考察新干线 时感慨地说：“像风一样快，我们现在很需 要跑！”
当时，国外高速列车时速已达300公里，而 中国旅客列车的平均时速却仅为43公里。
广深铁路技术改造（1991－1994）
变电系统：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。
牵引供电
接触网系统：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。
远程监控系统SCADA： 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 220v～220kv四电设备 运行状态。
2005年正式运营于秦沈专线，运营速度为 160km/h。2006年8月2日停运
引进策略
川崎重工
四
E2-1000
方 股
份
庞巴迪 Regina
阿尔斯通 SM3
B
S
引进
P
长
消化 吸收
客
中 国 品 牌
股
份
唐
西门子
山
Velaro-E
工 厂
国产动车组
B
S
CRH1：速度等级200km/h
P
四
方 股
CRH2 速度等级275km/h
动车组
牵引控制系统
列车网络控制系统 铝合金、不锈钢车 体
动车组系统集成
转向架
牵引电机
制动系统 牵引变流器 牵引变压器
核心技术的三个大类
车体
转向架
铝合金车体 碰撞安全 轻量化
转向架总成 疲劳强度 动力学性能
系统集成技术
牵引控制系统 牵引动力系统 网络控制系统
制动系统 车内外环境控制
空气动力学 安全性 可靠性 电磁兼容 LCC 气密性 调试试验
A、欧洲之星(Euro-Star)高速列车营运速度为 300km/h 德国的ICE(Inter City Express)高速列车，其营 运速度，第一代为250km/h、第二代为280km/h、 第三代为330km/h
总体发展情况
法国 1955年 1971年 1981年 1990年 德国 1985 1988
运行控制系统 弓网关系
车体
车体
动车组车体结构的静强度 和疲劳强度
(1)高速列车铝合金车体静强度分析的各种载荷的确定、载荷的叠加原则。 (2)车下大型设备与车体固接强度的各种载荷的确定、载荷的叠加原则。 (3)高速列车铝合金车体的刚度及疲劳强度的测试、评估及计算仿真分析 研究。
车体耐冲撞与吸能结构分 析
总 成
车 体
转 向 架
牵 引 系 统
制 动 系 统
列 车 网 络 系 统
运 输 计 划
运 行 管 理
车 辆 管 理
供 电 管 理
客 运 调 度
综 合 维 修
票 务 系 统
旅 客 服 务 系 统
市 场 营 销 策 划
客 运 组 织 管 理
维修体 系
高铁系统集成
通信信号 (接地和电气连接)
动车组列控 （动车组/通信信号）
牵引供电 (电气计算)
动车组供电 （弓网、自 动过分相）
动车组限界 (动态限界)
土建工程 (隧道,高架桥,桥 梁,声屏障)
轮轨关系 (动车组/线路)
道路作业 (路基,地面类型)
线路道岔
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.)
工务工程
无缝钢轨：攀钢、包钢、鞍钢等企业可生产 道岔：从法国科吉富、德国BWG引进，国