高速铁路概论讲义1-4章
高速铁路概论讲义（阎立本版1-4章）
第一章 绪论
本讲教学要求：
1.掌握高速铁路的定义
2.高速铁路经济优势
3.高速铁路的修建模式
4.国外高速铁路的发展概况
5.国内高速铁路的发展概况
第一节 概述
1.首先想问一下大家有谁既坐过普速铁路又坐过高速铁路的同学？
普速铁路和高速铁路更像是两个时代的产物。
2.高速铁路是一个集大成者，涉及线路、信号、通信、调度指挥、车辆运用、牵引供电和环境污染控制等方方面面的因素，在铁路局集团公司内部，并没有把高速铁路作为一个增加的项点，而是完全一个独立的部门，车务、工务、电务等都有高铁车间，路局调度这一块有专门的高速铁路调度（俗称高铁台），甚至在武汉有专门的的武汉高铁训练段，培养全国的高铁方面人才。因此高速铁路源于普速而高于普速，随着近几年的发展，高速铁路逐渐发展壮大甚至已经形成独立板块，成立高铁段，已经成立的有动车所。
2014年《铁路技术管理规程》大改，这是我国铁路运输的宪法，也是基本大法，分出普速和高速两个版本。
从企业内部发展来看，一般来说从事高速铁路业务的职工都是基本功比较扎实并且长期在重要岗位上磨砺过的人，高速铁路等于是在原有的基础上进行提升，无论对于企业发展还是个人发展都十分重要，在铁路企业内部讲究的就是一个杂，啥都干过，在各个岗位上都熟悉过，对将来的仕途才有深远帮助。
3.看目录划分管辖单位。
4.高速铁路的定义
书中的内容是狭义理解，还有一种更加广泛的理解，就是时速在200km/h
5.高速铁路的经济优势
（1）速度快
这里强调概念：旅行速度和全程速度。
（2）输送能力大
教材讲解
（3）安全性能好
世界上其实火车事故伤亡率还是比较高，比较有名的就是印度的铁路，经常产生脱线事故。但是高速铁路的事故率一直比较低，主要原因就是从人控——机控，人就是不稳定的因素，广州地铁无人驾驶已经覆盖了很多条线路，高速铁路的ATC，CTCS-2，CTCS-3列控技术基本实现半自动驾驶，至少在发生危险的时候自动降速。
（4）正点率高
组织水平比较高，作业过程简单，受到传统因素影响较小。
设备先进主要从人控发展为机控。
（5）旅行方便舒适
高速铁路舒适性等等各类指标越来越在考虑范围之内，人体工程学做的比较好。
（6）能源消耗
（7）对环境污染小
（8）效率高、效益好
第二节 国外高速铁路发展
从总里程上看，中国的高速铁路已经占到60%，从技术水平来看呢，距离世界顶尖水平还是存在一段距离的，尤其是在磁悬浮列车的发展方面，距离日本差距较大，从运营水平来看高速铁路让越来越多的中国人步入了高铁新时代。所以我们不能说中国的高速铁路一步跨入顶尖水平，也不能妄自菲薄，更像是一个进步很快，有点偏科的学生，近一两年已经迈入年级前十。
1825-1940 发展阶段（1910年前后）
1940-1964 衰落阶段（汽车发展、二战影响）
第一阶段（1964-1990）
1964 东海道新干线建成，7年偿还债务，沿线的钢铁、冶金、机械房地产集体被拉动，彻底改变夕阳产业的看法，并且把铁路的模式彻底转换，人们之前对于铁路粗放、拉货为主拉人为辅的看法彻底转变。
日本 法国 德国对于高铁不同的态度
第二阶段（1990-1998）
欧洲的更多的国家开始修建高速铁路
第三阶段 （1998-2005）
交通领域的一场复兴运动，世界各国修建高铁作为发展国内交通、经济的一个重要契机。
世界各国高速铁路概况
（1）日本
1964年“光”号，世界第一，210km/h，新建全高速。
小型新干线增设第三轨、合并开行，运输能力大致讲解。列举搬家的例子。
插入概念：铁路列车运行图（以下简称列车运行图）是用以表示列车在铁路区间运行及在车站到发或通过时刻的技术文件，是全路组织列车运行的基础。
（2）法国
法国一直想做欧洲第一，从1971年提出到1981年建成共计花了10年时间。
纯高速、下线模式、利用客流推算车流
（3）德国
新旧联运、下线运行、客货混运
（4）西班牙
令低速车上线高速线路运行
（5）意大利
国情决定的“一锅粥”式的运行
（6）瑞典
摆式列车鼻祖，典型的没钱玩法
第三节 我国高速铁路发展
我国的高速铁路自20世纪90年代开始至今走过一段波澜壮阔的历史，从无到有，从进口到自主创新，“南北车合并”，从广深电气化实验到八纵八横，从和谐号到复兴号，我们看着高速铁路的越来越普及，也看见了温涌7.23动车组特别重大交通事故，但是中国高铁的壮大不可否认，前年甚至进行了出口，我们自己走出了一条前无古人的快速发展道路，他是中国高铁无数的工程师殚精竭虑，无数的高铁工作人员不分昼夜的在岗位上坚持所共同造就的。
中国高速铁路的开创人：
中国高铁共分为4个阶段：
1.准备阶段：
1998年5月广深电气化铁路提速改造完毕，设计时速200km/h，同年8月租赁的X2000型摆式列车，使用韶山8型电力机车实验速度达到240km/h。
2.过渡阶段
1999年始建秦沈高速铁路，2003年开通，全长404km，设计时速250km/h，运营时速210km/h。采用韶山9型电力机车和“中华之星”电动车组（实验速度达到321.5km/h，中国第一时速）。PPT图片。
3.快速铁路
2004年1月国家出台《中长期铁路网规划》描绘了1.2万公里的“四横四纵”客运专线网。
2004-2005北车集团、南车集团从加拿大的庞巴迪、日本的川崎重工，法国的阿尔斯通，德国的西门子开始引进技术，联合生产动车组列车。
2007年4月18日，我国实行第6次大提速，既有线提速至200-250公里，破了世界纪录。
4.高速铁路时代
2008年8月1日，自主产权的京津城际铁路通车运营，时速达到350km/h；2009年12月26日武广高速铁路开通350km/h，工程类型最复杂、历程最初航；2010年郑西高铁湿陷性黄土地区，350km/h；2012年12月1日开通哈大高铁，921km，200km/h，高寒地区。
2012年7月23日，温涌动车事故。
2015年中国高铁走出国门，修建莫斯科—喀山高铁，设计时速达到400km/h。
2015年9月与美国签订西部快线高铁的协议
2015年10月印尼雅万高铁签订协议
2016年7月15日中国标准动车组跑出420km/h的时速，
2018年高铁运营历程达到25000公里
四横四纵与八横八纵
第二章 高速铁路线路
本讲教学要求：
一、总体目标：
1.高速铁路线路的特点
2.高速铁路线路的主要目标是什么
3.超高的计算、欠超高、过超高
第一节 概述
高速铁路与普通铁路相比，最大的特点是高速度、高舒适性、高安全性、高密度、节能环保等。为了达到安全运营要求，高速铁路的基础设施既要为高速运行的机车车辆提供高平顺性和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强度与耐久性，使其在运营条件下保持良好状态。因此，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，尽可能地降低列车的横向和竖向加速度，减小列车各种振动的叠加的可能性，从而提高旅客乘坐的舒适度，同时也要考虑在安全的前提下，减小工程量、降低造价、便于施工、运营、维修等。
因此，世界各国在建设高速铁路的过程中采用了诸多的新技术新设备和新结构，使任何一个组成部分都达到良好的状态，保证高速列车安全、平稳、舒适地快速运行。
铁路线路是铁路运输的重要技术设备之一。它由路基、桥隧建物和轨道组成。铁路线路各部分的材质虽然不同，却是一个整体工程结构。其中任何一部分结构和强度的改变，都将引起机车车辆与线路间相互作用的改变。
列车以一定的重量和速度在线路上行驶，车轮会不间断地给钢轨以作用力。其中除了重力以外，还有由于弹簧结构的振动参上或车轮上存在着不平顺以及机车车辆在运行中未被平衡的惯性力和离心力等原因所产生的附加竖直力由于制动和其他因素所产生的纵向水平力以及由于机车车辆摇摆和曲线中的转动而产生的向水平力，尤其是在无缝线路上，由于温度变化面在钢轨内部所产生的温度力等。另外，铁路线路还会受气候、温度等因素和地质等条件的影响。这些力和影响因素并不是固定不変的，所以，铁路线路是处于极其复杂的工作条件下的工程结构。
由于高速线路比一般线路的修建与养护标准高，且要保持更严格的容许误差。因此，必须采取提高钢轨重量、采用焊接长钢轨、使用新型弹性扣件和高质量的衬垫以及新型大号码的道岔等必要措施。
为了适应高速运行的要求，必须加强对线路的检测、监视和维修养护工作，采用先进的设备，以保证线路的质量和行车安全高速列车运行还带来一个突出的也是比较复杂的间题，那就是它所产生的振动、噪声和电波干扰等对环境所造成的污染(有关内容在第八章中叙述)，以及列车风对线路等基础设施安全的影响等。
1.列车风对线路两侧的影响
当高速列车在线路上行驶时，列车风对线路两侧会产生一定压力，对沿线人员及建筑物造成一定的危害。为了保证线路两旁人员及建筑物的安全，各国在高速铁路线路两侧修筑的隔音墙，不仅可以减轻噪声的危害，而且可以保扩线
路两侧人员及建筑物的安全。
2.列车风对高架桥维修通路的影响
试验表明，当高速列车通过高架桥时会产生较大的列车风和列车风压。它将从生理上和心理上影响人身安全。根据国际铁路联吸规定:桥上栏杆至轨道中心线间的距离为3.3～3.6m，不足此数者，需增设避车台。避车台间的距离，要根据看守警报系统的情况而定，但不得大于25m。
3.列车风对站台人员的影响
当高速列车通过车站时会产生空气压力波，对站台人员造成的危险也随之增加。因此，站台需要加宽并需设置防护栏杆，以保证旅客和工作人员的安全。
4.列车风对列车交会时的影响
两个列车在双线上会车时，它们的头部产生的空气压力波互相作用在对方的侧面。如果两个列车的速度都很高又相隔较近，可能导致危险。因此，要求高速铁路双线线间距离，应在4.2m以上可使列车和旅客免受列车风的危害。
5.列车风对隧道内的影响
列车通过隧道时，人们感受到的是剧烈变化的膨胀和压缩压力波的混合变化，以及邻线列车交会时所产生的压力波。压力的迅速变化作用于人耳，使旅客产生不舒适感。国际铁路联盟认为，如果在3s内压强的变化最大值不超过3kPa(因为这个时间大致符合为使耳膜内外压力差消失而做春咽动作所需的时间)，旅客还是可以受的。为了减轻展道内列车风的形啊，各国采取了一些相应的措施，如合理布置隧道中的通风井，可使隧道内的空气压力变化减少达50％。
请同学们回忆下自己坐高铁及飞机时会感受到的不适及缓解措施。
      第二节 高速铁路的平面及纵断面
在高速铁路上，列车运行速度很高，要求线路的建筑标准也高包括最小曲线半径、缓和曲线、外轨超高等线路平面标准，坡度值和竖曲线等线路断面标准以及高速行车对线路构造、道岔等的特定要求等。
高速铁路的线路平面和纵断面的设计，更须满足行车安全保证旅客舒适和便于线路维修等的要求，而且必须力求在工和营两方面，经济上是最为合理的。因此，铁路线路，不论就其整体说，或者就其各个组成部分来说，都应当具有一定的坚固性和稳定性。
一、铁路线路平面
铁路线路平面是由直线和曲线组成的。高速铁路的曲线同是括圆曲线和和曲线。线路上设置曲线可以很好地适应地形变化，减少建设工程量，但是也带来了不利影响。
（一）曲线对列车运行的影响
1.降低行车速度
曲线会给运行中的列车造成一种附加阻力，称为曲线阻力。众所周知，曲线半径越小，曲线阻力越大，运营条件越差，在其他条件相同时，运行速度也越低。
2.增加轮轨磨耗
列车通过曲线时，抢轨磨耗增加大，曲线半径越小，磨耗增加
(二)高速铁路线路平面的标准
铁路的长期运营实践证明，线路的平、纵断面对行车速度影响很大。线路平面标准包括最小曲线半径、缓和曲线、超高、欠超高等;各项参数值的确定应保证线路高速行车的安全性与高平顺性。
1.最大超高
车辆在曲线上运行时，念产生离心力，这种离心力会将机车车推向外股轨道，加大外股钢轨的压力，不利于行车的稳定性和乘坐的舒适性。为了平衡所产生的离心力，必须把曲线外股钢轨抬高，称之为外轨超高(h)。计算曲线外轨的理论超高，一般都用下列公式:
H=11.8 (mm)
通过曲线的各次列车额平均速度（km/小时），设计新线时采用=0.8 R曲线半径
最大超高的选择应保证在曲线上停车且又遇到大风时也不致使列车颠覆，并考虑不同速度列车所产生的未被平衡的横向加速度不致过大。
国外各高速铁路中，日本东海道新干线实设最大超高为200mm德国ICE线和法国TGV线为180mm。我国高速铁路考虑到满足不同条件的轨道结构，在《新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》中最大超高采用170mm
2.欠（过）超高
外轨超高是一个定值。对于速度较高的列车，由于外轨超高不足（欠超高），会产生未被平衡的离心加速度；对于速度较低的列车,外轨超高过大(过超高),则又会产生多余的向心加速度，一般情况下欠超高达到13mm,就会产生0.01g的离心加速度,所以减少欠超高值应作为平面曲线设计的一个原则。各国规定,欠超高的数值大致在60~130mm,法国和德国一级干线最大采用130mm;意大利最大也采用130mm;日本东海道新干线最大采用100m
3最小曲线半径
最小曲线半径是线路平面设计时允许选用的曲线半径最小值。有条件时应尽可能选用较大的值,这样可以改善运营条件,节省较多的运营费用
最小曲线半径的选定主要应考虑行车速度、地形条件和机车牵引种类等因素。其行车速度是选定最小曲线半径的主要依据。
对于高速答运专线,因为速度比较划下式确定
最小曲线半径的选择由
=11.8*/h+h(m)
式中最小曲线半径(m);
列车最大速度(km/h);
h实设超高值(mm);
h允许的欠超高值
如日本除东海道新干线,其他高速线的最小曲线半径为4000m。法国、德国高速铁路最小曲线半径都大于4000m。
曲线半径的选用必须通过技术和经济两方面综合比较后确定我国设计时速350km的客运专线铁路取最小曲线半径为7000m.
二铁路线路纵断面
(一)坡道对列车的影响
为了适应地面的起伏,线路上除了平道以外,还修成不同的坡道。因此,平道与坡道就成了线路纵断面的组成要素。
由于有了坡道,就给列车运行带来了不良影响。列车在坡道上运行时,会受到一种由坡道引起的阻力,这一阻力称之为坡道附加阻力。机车车辆所受的重力,可以分解为垂直于坡道的分力和平行于坡道的分力。前一个分力由轨道的反作用力所抵消,后一个分力就成为坡道附加阻力。由此可见,坡度越大,列车上坡时坡道阻力也就越大,列车的速度就低。
(二)高速铁路线路纵断面的标准
1.限制坡度
在一个区段上,决定一台某一类型机车所能牵引列车质量(最大值）的坡度,称为限制坡度。限制坡度的确定主要取决于机车的牵引功率、牵引特性和制动特性。与传统铁路相比,由于高速铁路具有功率高、速度快的特点,运营时可以为机车爬坡提供强劲的动能,设计中允许采用较大的坡度值。
各国根据本国国情采用不同的限制坡度。日本高速铁路采用坡度值为35%,法国铁路东南线和地中海线采用35%,德国修建科隆一法兰克福线路时采用了40%的坡度值
我国客运专线的正线最大坡度不宜大于20%,困难地段达不应大于30%,动车组走行线的最大坡度不官大于35%
2.竖曲线7当路面处角两术欲地的啦
竖曲线是铁路线路纵断面上的曲线。(当相邻两坡度代数超过一定数值时,应设置竖曲线以缓和坡度的急剧变化,保证列车平稳运行。在铁路线路的纵断面上,相邻两坡段的变坡点处。
由于列车在经过变坡点时会产生附加应力和附加加速度,其值与坡度代数差成正比。因此在设计纵断面时,相邻坡段的坡度代数差应尽量小些,不得超过允许的最大值。若超过时就应设置竖曲线来连接两个相邻的坡段。
高速铁路线路的相邻坡度差大于1‰,应设置竖曲线。竖曲线般采用圆曲线型。竖曲线半径的大小,除应保证列车经过变坡点时车钩不脱钩、车轮不脱轨外,还应考虑在竖曲线上产生竖向离心加
速度和离心力对旅客舒适度的影响。因此,在一定机车车辆构造条件下,竖曲线半径与行车速度有关,行车速度越高,竖曲线半径也应越大。
竖曲线的半径通常按下式确定
R=v/3.6*a(m)
式中R-----曲线半径（m）
V------列车速度（km/h）
a----竖向离心加速度（m/s）一般为0.4m/s
第三节高速铁路路基与桥隧建筑物
一、路基
路基工程主要由路基主体、路基防护和加固建筑物、路基排水设备三部分建筑物组成。
（一）路基的重要性
1.路基必须平顺并应有足够宽度
2.路基应具有抵御各种自然因素影响的足够的坚固性和稳定性
3，必须做好路基的排水工作
4.路基的设计、施工和养护应符合经济合理的原则。
（二）高速铁路路基结构
世界各国高速铁路国家，在铁路路基结构方面都形成了适应本国铁路情况的技术标准。
法国高速铁路路基结构，依次是道砟层、垫层、和路基层。道床的基底除路堤是为石块填筑者外，均应铺设15~55cm厚的垫层。
我国高速铁路线路上，基床由表层与底层组成，总厚度为3m。
二、桥隧建筑物
（一）高速铁路桥梁的特点
1.桥梁比例大、高架长桥多
2.以中小跨度为主
3.刚度大、整体性好
4.限制纵向力作用下结构产生的位移，避免桥上无缝线路钢轨的受力出现过大的附加应力
5.重视改善结构耐久性，便于检查维修
6.强调结构与环境的协调
高速铁路作为重要的现代交通运轴线，应强调结构与环境的，重视生态环境保护，这主要酒造型要与所环境相一致并注重结构外观和彩，在民点刚近的桥梁应有降施，免析面污水损害生态环境等
（二）、高速铁路对桥梁的要求
高速铁路由于具有高速度，高舒适性，高交全性。高张度连运等特点，一般采用全封闭的行车模式，导致梁的比例比音通铁路明显增大，国此，高速铁路果除了满足一般铁路杨的要求外，还要满足一些特殊要求
1.高速行车要求结构物有高度的航绕和航刚度。此，不应采用柔性结构。
2.采用钢结构和架结构，不仅可以减少维修工作量，当有局部伤时也不会影响整体。
3.采用多跨连续的钢筋混凝土梁桥，在受力方面，比较交全可靠。
上述这些都对高速桥梁结构的别度及整体性提出了严格的要求。我国高速铁路桥梁基本循以下原则：
(1)用双线整孔析梁，主梁整孔制造或分片制整体联结。双线桥梁一方面提供很大的横向刚度，同时在经常出现的单线荷载下，向刚度比单线桥增大了一倍。
(2)除了小跨度桥梁外，大都采用双线单室箱形截面。
(3)增大梁高。欧洲各国高速铁路顶应力混凝土简支梁高跨比版在1/9～1/10之间。
(4)尽量选用刚度大的结构体系，如连续梁桥，刚架桥，斜拉桥等。
(5)析跨度不宜过大。
(三)高速铁路展道的特点
高速铁路道与普速铁路隧道最大的区别就是当列车以高选过道时、会产生极强的空气动力学效应，即间压力、口
和行车阻力、对行车安全、旅客舒适度及洞口环境等均产生不利的起来，在道里运行高速列车会引起如下问题：
1.由于瞬变压力的变化造成旅客及乘务人员耳膜压感不，路适度降、对乘坐人员和车辆产生危害。
2高速列车进人隧道时，会在隧道出口产生微气压波，发出略声响，引发附近建筑物的振动，影响居民正常生活。
3高速列车通过隧道时，行车阻力变大，使运营能耗增大，并要求机车牵引动力增大。
4.形成空气动力学噪声(与车速的6～8次方成正比)
5列车风加剧，影响隧道维修养护人员的正常作业。
6.列车克眼阻力所做的功转化为热量，在洞内积聚热量引起度升高等
以上问题的出现与列车速度、列车的横断面面积、列车长度、列车的头部形状、道长度、隧道内的轨道结构等许多因素有关，极大地影响列车运行的安全性和旅客乘坐的舒适性，不仅为养护维修工作来不便，面且对周围环境也将造成不利影响。因此，高速铁路医道的设计要着重考虑列车空气动力问题。
(四)高速铁路对道的要求
1.加大隧道净空有效面积
2.设置安全空间
3.避难和救援通道
4.工程技术作业空间
5，运营通风
6.照明设备
7.防灾救援
第四节 高速铁路轨道结构
一、高速铁路对轨道结构的要求
1.应具有可靠的稳定性和高平顺性
2.应具有沿纵向轨道均匀分布的合理弹性
3.质量良好的养护和维修
二、高速铁路轨道结构类型
（一）高速铁路有砟轨道
传统的轨道结构，具有形式简单、造价低、建设周期短、线路的弹性和减震性较好。
高速铁路采用有轨道时的要求比普道铁路严格得多、如为减小下作用奇载和增加轨道横向力、而增大轨枕底部与道床表面接触面积，形成了重型轨和定轨校结构形式:为增加大轨纵向支的连续性，采用定轨就、架轨和线向轨;为提高轨道的弹性，在轨下、下和道下应用弹性层等(二)高速铁路无轨道
（二）高速铁路无砟轨道
无轨道结构是用时久性好、塑性变形小的料代替道材料的一种新型轨道结构。由于取消了碎石道道床，轨道保持几何状态的能力提高、轨道稳定性相应增强、维修工作演少，明显优于有酢轨道，成为目前高速铁路轨道结构的主要发展方向、德国、法国、日本等高速铁路都大比例的应用无昨轨道、荷兰、西班牙、意大利等国家和地区也都积极进行无昨轨道的试验与试铺。在时速300km及以上的高速铁路采用无轨道结构更具优越性。我国在客运专线和高速铁路上采用的也是无昨轨道。
三、高速铁路有砟轨道结构
（一）钢轨与扣件
（二）轨枕
（三）碎石床道
（四）道岔
道岔是机车车辆从一股道进入另一股道时必不可少的线路设备，是铁路轨道的重要组成部分。道岔是线路影响列车运行速度和安全的关键之一。因此，对高速铁路而言，道岔占有十分重要的特殊地位。高速铁路道盆在功能和构造上，与普通铁路道岔没有很大区别，只是对安全性和舒适性提出了较高的要求
1.高速铁路道岔的分类
在高速铁路上使用的道盆仍以单开道盆为主。高速道岔按高速通过道岔的股道方向还可分为直向高速道岔、直向和侧向均可高速通过的高速道岔两类
(1)直向高速道岔
直向高速道岔是适用于直向高速行车的道岔。多在客货混流的既有线上使用，以避免较大的工程改造量，只是从局部上改善道岔的几何形状、强化结构的强度、增强稳定性，并可延长更用寿命。如我国秦沈客运专线上采用的18号道岔，即直向过岔速度为50km/h、侧向过岔速度为80km/h。
（2）直向和侧向均可高速通过的高速道岔
四．高速铁路无砟轨道结构
1.长枕埋入式无砟轨道
2.板式无砟轨道
3.弹性支承块式无砟轨道
第五节高速铁路轨道技术检测与管理
略
第三章 高速铁路牵引动力与供电系统
第三节 高速铁路牵引供电系统
本讲教学要求：
一、总体目标：
1.掌握牵引供电系统的组成
2.理解牵引变电所的功能
3.区分TR供电、NF供电与AT供电之间的区别。
4.掌握接触网的结构与组成
5.了解受电弓的组成
1.牵引供电系统的组成
（1）牵引变电所（2）牵引网
其实牵引变电所与牵引网都是子系统的统称，牵引变电所包含：开闭所、分区所、自耦变压器所。牵引网包含：馈电线、接触网、轨道回路和回流线组成。
2.牵引变电所
（1）一级负荷代表7*24，不间断供电（施工、维修天窗除外）
（2）有两套独立的供电系统，电源分属不同的发电厂
（3）按区段进行供电
（4）牵引变电所的功能
①变相、变压，最终输出25KV的电压
②降低对牵引供电网的影响：
一方面通过特殊的变压器，减少只使用一个相位的电对于电网的影响。
另一方面：补偿功率因数。功率因数在交流电供电系统中的使用效率问题，也就是输入功率100，真正被交流电设备使用的只有80,80/100就是功率因数，功率因数太低对造成电能的大量浪费，牵引变电所并联一个电容装置之后可以提高功率因数。
牵引变电所的设备一般分为两类
电气设备、保护装置
牵引供电方式
①单边供电
主要是用于单线铁路，只连接一根接触线，中间设置隔离开关，供电灵活，有效控制事故范围。
②上下行并联供电
同时连接上下行的接触线，使用并联的方式进行连接，这样可以有效保证电压，减少电能损耗，双线铁路一般采取这种供电方式。
牵引变电所的运行管理与维修
①日常运行监控②检修分为小修、中修、大修
接触网
（1）接触网形式分为架控式和第三轨式
（2）接触网的供电模式
①直接供电模式（TR）
直接由接触网和钢轨形成回流，最大的缺点：对沿线的通信线路产生感应干扰
②带回流线的直接供电方式（TR）
有一根回流线（NF），与接触网并行，抵消电磁干扰，减少电能流失
③带自耦变压器的供电方式（AT）
（3）接触网构成
①接触悬挂
②支持与定位装置
③支柱与基础
和谐号和复兴号的区别
悬挂的方式
（四）接触网施工
大修、小修
停电作业、间接带电、远离作业、状态修
第四章 高速铁路客车
1.掌握车体的分类
2.理解一般客车体
3.掌握摆式客车体
4.了解我国列车编组
5.高速客车体的结构特点
6.高速客车体的车内设置
第一节 概述
高速客车按照种类可分为一般客车体和摆式客车体
动车组分为动力车和拖车
摆式列车的特点是增加了超高，提高了过弯时的舒适度，换句话说提高了过弯时的极限速度（即人可以承受的最大速度下过弯），一般分为主动摆式和被动摆式
第二节 车体和车内设施
1.8辆为一个标准动车组编组，16辆为重联动车组编组
2.车体结构的特点
（1）流线型车体
当列车运行时速在300km/h以上时，列车所有阻力中90%以上来自风阻。
风阻系数：风阻系数是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数，用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。风阻系数的大小取决于汽车的外形。
风阻系数愈大，则空气阻力愈大。已知雨滴的风阻系数最小，在0.05左右。
垂直平面体风阻系数大约1.0
球体风阻系数大约0.5
一般轿车风阻系数0.28-0.4
一般跑车<0.3
赛车可一般<0.35
飞禽在0.1-0.2
飞机达到0.08
目前雨滴的风阻系数最小
在0.05左右
（2）车体轻量化
①材料轻量化②结构轻量化
（3）NVH
（4）气密性
采用连续式焊接，侧门采用密封良好的塞拉门等
（5）耐撞性
采取吸能设计
3.车内设施
（1）空气调节系统（2）压力控制系统（3）客车排污系统
第三节 高速客车转向架
转向架又称为走行部，是动车组的基本组成部分之一，其位置在车体下部，是保证车辆安全运行和旅客舒适度的关键部件。
转向架可分为动力转向架和非动力转向架。动力转向架安装在动车下部，非动力转向架安装在拖车下部。两者之间的最大区别是动力转向架有动力驱动装置，非动力转向架没有动力装置。
转向架一般由构架、弹簧悬挂装置、轮对轴箱装置、牵引装置、基础制动装置等部分组成。转向架采用两系悬挂，一系弹簧较硬，二系弹簧较软；一系并联垂向液压减振器，二系采用高圆弹簧或空气弹簧，并适当匹配液压减振器实现垂向和横向软特性。
一、影响转向架安全运行的关键问题有以下五个：
①轮轴状态监测问题。
②轴承润滑问题。
③吊挂部件的防脱落问题。
④强度和疲劳问题。
⑤关键部件的防护问题。
二、转向架的轻量化
转向架自重也是转向架设计研发的一个重要因素，该因素是影响转向架动力学性能的重要参数。国外高速列车转向架轻量化所采取的主要措施之一是采用无摇枕结构，此外还可采取如下措施：
①构架结构轻量化。采用焊接构架可比铸钢结构减重50%左右。
②轮对轻量化。采用空心车轴和小轮径车轮，可减轻转向架自重。
③轴箱和齿轮箱采用铝合金制作，使其重量大幅减少。
动车转向架的三维视图
动车转向架的立面与平面视图
拖车转向架安装在拖车上，由构架、轮对轴箱、一系悬挂装置、二系悬挂装置、基础制动装置等部件组成。与动车转向架相比，拖车转向架上没有驱动装置，同时其基础制动装置采用在每根轴上安装三个制动轴盘配合安装在车横梁上的三个紧凑型单元式空气制动器共同工作。
拖车转向架的三维视图
第四节车辆连接装置
车端连接装置是将车辆与车辆之间连接起来，传递纵向牵引力及缓和列车运行中的冲击力，以及传递电力及列车控制信号的装置。
车端连接装置主要包括密闭式风挡、车钩缓冲装置和牵引缓冲装置等。密闭式风挡的作用是防止风沙及雨水侵入车内，保证旅客和乘务人员安全地在相互连挂的车辆间通过，改善列车密封状况，以及减小空气对列车的阻力。
车钩缓冲装置通常采用机械气路、电路均能同时实现自动连接的密接式车钩。常见的牵引缓冲装置有半永久牵引拉杆、半自动车钩和缓冲器、全自动车钩和缓冲器。
第五节制动装置
制动装置是由车辆上起制动作用的零部件所组成的一整套机构。制动装置分别安装在全列车辆动拖车的相应位置上，其主要作用是保证高速运行中的列车能按需要实现减速或在规定的距离内实现停车，以保证行车安全。制动系统包括动力制动系统、空气制动系统、电子防滑器及基础制动装置等部分。
从能量的角度来看，制动的实质是将列车的动能转化成其他能量或转移走；从作用力的观点来看，制动就是让制动装置产生与列车运行方向相反的作用力，使列车产生较大的减速度，使车辆减速或停止运行。
第六节 动车组
我国现在正在上线运营的动车组有和谐号动车组与中国标准动车组。CRH用来指2007年4月18日起在中国铁路第六次铁路大提速后开行的动车组列车。
2004年4月1日，国务院审议通过了我国铁路史上第一个《中长期铁路网规划》，明确了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的基本原则。铁道部确定重点扶持国内几家机车车辆制造企业，生产中国品牌的高速动车组。
2004年10月，铁道部组织完成了140列时速200 km动车组的采购项目合同签订任务，成功引进了川崎重工、庞巴迪、阿尔斯通的动车组先进技术。
2005年11月，铁道部又组织完成了60列时速300 km动车组的采购项目合同签订任务，成功引进了西门子（与唐山机车车辆厂合作）的高速动车组先进技术——CRH3。
2006年7月31日，国内首列国产化时速200 km动车组下线。
2007年2月，动车组以160 km的时速投入春运。
2007年4月18日，铁路第六次大提速，动车组（200 km/h）和“和谐型”大功率机车（7 200 kW）上线投入运营，动车组正式命名为“和谐号”。
2007年11月24日，时速300 km国产CRH2-300型和谐号动车组在中国南车四方机车车辆公司下线。
2008年4月11日，时速300 km国产CRH3型和谐号动车组在中国北车唐山轨道客车有限责任公司下线。
2008年8月1日，投入运营的京津线是中国首条高速铁路客运专线（300 km/h），是中国进入高铁时代的标志。
2008年8月以来，京津、武广、郑西、沪宁等一批新建世界一流的时速300 km高速铁路相继投入运营，大面积、高密度地开行和谐号高速动车组列车。
2010年9月28日，中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司研制的国产和谐号CRH380A新一代高速动车组，在沪杭高铁杭州—上海虹桥试运行途中的最高时速达到416.6 km；2010年12月3日，该纪录再一次被刷新，在京沪高铁枣庄—蚌埠间的先导段联调联试和综合试验中，最高时速达到486.1 km。
2011年1月9日，中国北车唐山轨道客车有限责任公司自主创新研制的新一代CRH380BL高速动车组，在京沪高速铁路运行试验中成功创造了487.3 km/h的世界铁路运营试验最高速度，现已投入运营。
2016年7月15日，由我国自行设计研制的、全面拥有自主知识产权的两辆中国标准动车组——蓝海豚和金凤凰标准动车组，以420 km的时速在郑徐线上进行交会试验，这是世界上首次利用拟运营动车组进行的时速在400 km以上的试验，它标志着我国标准动车组的研制成功。
CRH系列动车组有三个速度级，分别是时速200 km、时速300 km和时速380 km。CRH系列动车组是我国铁路在引进、消化、吸收和再创新思路下，打造的属于自己的动车组品牌。
（1）CRH1型动车组是以庞巴迪公司的Regina C2008型动车组为原型，在2004年 6月铁道部动车组引进招标过程中，由青岛四方-庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司引进的车型；是在原有车型基础上通过消化、吸收庞巴迪公司技术，研制生产的适合我国实际情况的动车组。
（2）CRH2型动车组是以日本新干线的E2-1000动车组为原型，由南车四方机车车辆股份有限公司消化、吸收日本川崎重工技术研制生产的车型。CRH2型动车组有CRH2A、CRH2B、CRH2C、CRH2E、CRH2G四种车型。
（3）CRH3型动车组是以德国铁路的ICE-3（西门子公司的Velaro-E型）动车组为原型，由北车唐山轨道客车有限责任公司消化、吸收德国西门子技术研制生产的车型。CRH3型动车组有CRH3A、CRH3C、CRH3G三种车型。
（4）CRH5型动车组是以阿尔斯通公司为芬兰国家铁路提供的SM3型动车组为原型，由北车长春轨道客车股份有限公司消化、吸收阿尔斯通公司的技术研制生产的车型。CRH5型动车组包括CRH5A、CRH5G、CRH5E、CRH5J四种车型。其中，CRH5J是综合高速检测车，由CIT0改名而来，目前只有一列，车号为0501，俗称“黄医生”
（5）CRH380A（L）型电力动车组或称CRH2-380型电力动车组，是铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线，由中国南车四方机车车辆股份在CRH2-300型动车组基础上自主研发的CRH系列高速动车组。这款动车组不仅搭载了现代科技与中国文化完善融合的新头型，而且在列车总成、车体、转向架等关键技术研究和装备研制方面取得了实质性突破。2010年9月正式投入运营。
（6）CRH380B（L）型新一代高速动车组是由中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司、长春轨道客车股份有限公司，在CRH3型电力动车组基础上自主研发的CRH系列高速动车组，它以CRH3动车组产品技术平台为基础，以京津、武广试验及运用实践积累经验为依托，以“高速列车国家科技支撑计划”实施为支撑，在持续高速运行和保证安全可靠性的前提下研制开发，满足了长编组、大运量的需求，持续运营时速为380 km，最高运行时速为 468 km，最高试验时速为487.3 km。2011年1月，正式投入沪杭客运专线的商业运营。
第五章 高速列车信号与控制系统

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