高速鐵路關鍵技術概論西

南

交

通

大

學錢清泉院士2006年11月

2023/2/31李白在《蜀道難》一詩中這樣說：“蜀道之難難于上青天。‥‥‥西當太白有鳥道，可以橫絕峨嵋巔。地崩山摧壯士死，然后天梯石棧方鉤連。上有六龍回日之高標，下有沖波逆折之回川。黃鶴之飛尚不得過，猿猱(nao)欲渡愁攀援。”過去：古棧道今天：飛機、高速列車、磁懸浮。。。2023/2/32主要內容我國交通運輸發展的重要性軌道交通發展概述主要內容12高速鐵路關鍵技術4高速鐵路發展概述32023/2/33一、我國交通運輸發展的重要性2413重要性國家經濟發展的重大需要建立國家重新體系的需要社會穩定的需要加速產業發展和提高國際競爭力的需要交通運輸在國民經濟、社會發展和人民生活中起著重要作用，當今中國迫切需要現代化交通：2023/2/34選擇不同的交通工具的優缺點軌道交通的作用在過去、現在和將來都是至關重要的。傳統火車汽車輪船軌道交通飛機旅行者受限太昂貴危險太慢，服務差安全、快捷一、我國交通運輸發展的重要性2023/2/35一、我國交通運輸發展的重要性交通方式大氣環境水環境土壤、地面狀況躁聲城市生態城市景觀隱性污染道路交通有影響有影響有影響有影響有影響有影響有影響水運交通有影響有影響無影響有影響有影響無影響有影響輕軌交通無影響無影響有影響有影響有影響無影響無影響航空有影響無影響無影響有影響有影響無影響有影響管道無影響無影響有影響有影響無影響無影響有影響各種交通方式對環境的影響2023/2/36不同交通方式的能耗與污染對比一、我國交通運輸發展的重要性單位運輸量（人/公里）小汽車摩托車公共汽車軌道交通鐵路CO11100.280.010.13CO2180100486179NOx2.10.160.790.150.46VOC2.26.50.290.150.312023/2/37一、我國交通運輸發展的重要性千焦/(人Km)比例軌道交通10201.5公共汽車6801鐵路12701.87摩托車13702.01小汽車25803.79德國城市不同交通方式單位運輸量的能耗2023/2/38干線軌道交通城市軌道交通新型軌道交通高速客運重載貨運地鐵輕軌單軌電車郊區鐵路磁懸浮軌道交通不斷涌現出各種新的原理真空高速管道列車軌道交通的分類：三大類二、軌道交通發展概述(分類)2023/2/39二、軌道交通發展概述(構成)車輛控制系統線路與軌道供電系統2023/2/310因此高速鐵路得到快速的發展。高速鐵路的優點：二、軌道交通發展概述2023/2/311發展現狀以及趨勢12345城際軌道交通公交化貨運重載化和快捷化鐵路客運高速化高速磁懸浮交通的崛起城市軌道交通蓬勃發展二、軌道交通發展概述2023/2/312德國1964年開始，新干線總長度達1835公里，高速列車客運量為世界之最。高速鐵路是指由新一代列車提供的時速在200～350km甚至更高的鐵路快速運營服務。法國日本1983年開通第一條現代化高速鐵路，高速列車TGV運行速度為300～350km/h，最高試驗速度為515.3km/h1985年開始研究ICE高速列車，1991年投入運營,有高速鐵路700多公里，高速列車最高運行速度達330km/h三、高速鐵路發展概述2023/2/313三、高速鐵路發展概述世界高速鐵路的已投入運營里程(2005年)2023/2/314三、高速鐵路發展概述目前世界上鐵路總長及各洲的分布2023/2/315投資力度八縱八橫速度方面四橫四縱修建新線6000公里復線3000公里地方鐵路1000公里總投資3500億300－500公里范圍內實現“朝發夕至”1200-1500公里范圍內“夕發朝至”2000－2500

公里內實現“一日到達”高速列車的運行速度達到200－300km/h，試驗速度將達到350km/h以上北京-上海北京-沈陽-哈爾濱北京-武漢-廣州-深圳杭州-寧波-福州-深圳徐州-鄭州-蘭州杭州-南昌-長沙青島-石家莊-太原南京-武漢-重慶-成都三、高速鐵路發展概述城際客運環渤海地區長江三角洲地區珠江三角洲地區“十一五”期間，國家將建9800公里高速客運專線鐵路2023/2/316四、高速鐵路隧道的關鍵技術接觸網力學和鋼軌電磁兼容高速鐵路牽引供電系統牽引供電自動化系統動車組限界(動態限界)動車組供電（弓網、自動過分相）線路道岔高速列車高速鐵路橋隧路基高速列車信號無渣軌道184526371092023/2/317大跨鐵路隧道塌方預防

特長隧道的地質工作

隧道防排水

隧道仰拱及鋪底的設計

隧道工挖技術隧道的空氣動力學效應與隧道設計關鍵技術4.1高速鐵路隧道的關鍵技術2023/2/318力學效應研究成果緩解和消減負面影響微壓波和洞口緩沖結構4.1.1隧道的空氣動力學效應與隧道設計2023/2/3194.1.2隧道工挖技術特長隧道：TBM法中長或短隧道：礦山法特長大斷面隧道：宜采用小直徑TBM(直徑3～4m)加鉆爆法擴大高速鐵路特長、長隧道較多，為了工期和消防救援以及維護管理的需要,需要通過輔助坑道來實現長隧短打合理確定開挖進度指標利用輔助坑道實現長隧短打合理確定開挖進度指標注重施工方法選擇的多樣性2023/2/3204.1.3大跨鐵路隧道塌方預防選擇合理的大跨鐵路隧道支護手段1及時封閉斷面選擇合理的大跨隧道襯砌時機建立量測體系2342023/2/3214.1.4隧道的防排水防排水設計是高速鐵路隧道的設計的基礎防水方法為“以堵為主,限量排放”防水技術隧道的防排水2023/2/322重視和加強勘察設計階段的地質工作地質工作建立分層次的施工階段地質預報工作4.1.5特長隧道的地質工作2023/2/3234.1.6高速鐵路橋的關鍵技術橋梁結構高性能混凝土橋梁架設設備縱橫向水平剛度特殊要求高性能混凝土應用是技術發展的必然趨勢橋梁架設設備是架設的關鍵2023/2/3244.1.7橋梁結構

01.研究進一步豐富橋梁結構形式

02.研究研究簡支箱梁設計和檢測

03.研究優化設計剛構連續梁及鋼混結合連續梁橋梁結構特殊要求橋梁結構形式研究橋梁新的結構形式2023/2/3254.1.8高性能混凝土與橋梁架設設備高性能混凝土應用于高速鐵路橋梁工程是技術發展的必然趨勢具有優良的抗壓、抗折和抗拉等力學性能具有很好的抗滲、抗凍、抗碳化和抗化學侵蝕等耐久性能1國外高速鐵路發展較早,

架橋設備的發展較快,種類亦多2架設設備應朝著大跨度、大噸位和機械化的方向發展,以滿足架設大噸位橋梁類型(至少32m雙線箱梁)的需要。高性能混凝土與橋梁架設設備2023/2/3264.2鋼軌關鍵技術鋼軌的重要性1高速鐵路對鋼軌的要求鋼軌技術發展鋼軌的技術標準234選軌標準5鋼軌的力學問題輪軌滾動接觸疲勞輪軌噪聲678軌道力學92023/2/3274.2.1鋼軌的重要性鋼軌是輪軌式高速鐵路的重要組成部分，在極其復雜的受力條件下工作鋼軌狀態的好壞直接影響行車安全，因此對鋼軌質量有極其苛刻的要求鋼軌有些性能之間是矛盾的，要綜合比較才能達到合理選擇鋼軌的目的2023/2/3284.2.2高速鐵路對鋼軌的要求高的純凈度材質高潔凈有利于提高其抗疲勞性能，保證運行安全性嚴格的外形尺寸可以減少表面接觸疲勞傷損，延長鋼軌的使用壽命高度的平順性保證高速列車運行的平穩性和旅客的舒適性的重要保證2023/2/3294.2.3鋼軌技術發展加強關鍵性能開發新型優質鋼材超長無縫鋼軌2023/2/3304.2.4鋼軌的技術標準我國鋼軌目前執行的標準比較復雜國標——20世紀60年代和80年代兩次發布鐵標——鐵道部在20世紀90年代發布新鐵標

——鐵道路在2003年發布鐵標國標共存——近期將維持國標和鐵路行業標準并存的局面新國標——整合現有鋼軌標準，形成一部完整的國家強制性標準2023/2/3314.2.5選軌標準鐵道部重新劃分對鋼軌的技術要求時速在200km/h以下的客貨混運鐵路鋼軌

使用43～75kg/m熱軋鋼軌時速在200--300km/h的客運專線

使用250km/h60kg/m鋼軌時速在300km/h以上的客運專線頂級鋼軌

使用350km/h60kg/m鋼軌2023/2/3324.2.6鋼軌的力學問題輪軌滾動接觸疲勞脫軌機理的研究軌道力學問題鋼軌的力學問題我國從現在到2020年，將是高速重載鐵路和城市軌道交通發展的高峰時期。雖然它們的優越性不可否認，但有許多關鍵技術問題有待進一步解決，其中與輪軌相關的力學問題主要有：2023/2/3334.2.7輪軌滾動接觸疲勞輪軌磨損破壞現象主要為輪軌接觸表面剝離、壓潰、龜裂、波浪形磨損、輪緣磨損和鋼軌側磨及斷裂等，這些破壞現象和很多因素有關，有些破壞現象的機理至今尚未搞清楚，對有些問題的破壞機理認識不統一輪軌滾動接觸疲勞是鐵路運輸的老問題，主要發生在曲線段、接頭處、道岔處。人們采取各種方法和措施來阻止和減少它，如發展新材料、優化軌型面匹配來減少輪軌之間的疲勞鐵路客貨量增大和速度提高，輪軌磨擦變得越來越嚴重。我國現在每年因更換和維修破壞輪軌，大約花費80多億人民幣。它不僅大大增加了鐵路的運營成本，而且直接危害行車的安全。2023/2/3344.2.8輪軌噪聲高速鐵路在列車行駛速度低于300km/h時，輪軌噪音占主要部分。輪軌噪音輻射出的輪軌噪聲可以歸納為如下三類：沖擊噪聲滾動噪聲高頻尖叫聲2023/2/3354.2.9軌道力學軌道支撐并約束車輛的運行，決定著車輛安全、舒適性。列車過道岔時，輪對和軌道之間發生強烈的沖擊，導致車輪和道岔段上鋼軌磨損高速鐵路道岔部位嚴重地限制了列車的行車速度在橋梁和隧道端點剛度不均勻，會導致強烈振動，甚至脫軌。2023/2/3364.3道岔

道岔是鐵路軌道連接的重要設備，直接關系到鐵路運輸的效率和行車安全。

道岔的性能直接影響鐵路運輸能力及旅客列車在該路段的行車速度及旅客乘坐舒適度。

2023/2/3374.3高速道岔主要性能指標直向側向速度A安全性C旅客的舒適性B2023/2/3384.3高速鐵路道岔關鍵技術可動部件轉換設備的適應性和可靠性動力學性能幾何設計2023/2/3394.3國外高速鐵路道岔概況日本不設區間渡線（車站的渡線無高速列車側向通過的要求）法國車站少、區間渡線多，高速線間或高速與既有線的連接采用tg0.0154道岔。德國

鐵路客貨混運。

2023/2/3404.3我國秦沈鐵路道岔我國秦沈客運專線設計速度為200km/h，部分基礎設施預留提速至250km/h。根據速度和運輸組織要求,決定采用18號和38號可動心軌轍叉單開道岔。

經過研究、設計、試制、試鋪、試驗五個階段的工作,特別是直向以250km/h三次綜合試驗,證明其能夠滿足旅客列車,側向38號道岔(渡線)以140km/h通過時,滿足安全性和舒適性的要求。2023/2/3414.4高速列車信號關鍵技術調度指揮系統列車運行控制信號基礎設備車站聯鎖系統自動閉塞2023/2/342信號基礎器件由電磁式向電子、微處理器元器件發展，廣泛采用檢測及故障診斷技術，提高信號裝置的運行可靠性。道岔控制方式由直流向交流控制轉變，發展外鎖閉道岔，減少道岔維護的工作量。我國研制的ZD9（J）、ZYJ7

型等轉轍機與交流轉轍機S700K、EBISWITCH等國外道岔轉換設備仍有一定的差距。

4.4.1信號基礎設備2023/2/3434.4.2調度指揮系統以鐵路調度管理信息系統(DMIS)為平臺以調度集中(CTC)為核心(重點講述)以行車指揮自動化為目標

構建我國鐵路現代化的運輸調度指揮管理系統。2023/2/344

站間廣域網中心通信前置服務器中心局域網表示墻控制器車務終端聯鎖EtherNET車站自律機聯鎖系統聯鎖EtherNET車站自律機聯鎖系統車務終端路由器路由器路由器路由器路由器路由器V.35/G.703V.35/G.703V.35/G.703值班主任工作站數據服務器調度員工作站綜合維修工作站防火墻通信前置服務器磁盤陣列應用服務器打印機繪圖儀控制工作站鼠標助理調度員工作站鼠標鼠標計劃員工作站系統維護工作站網管工作站電務維護終端綜合維修終端（無人站）綜合維修終端（無人站）電務維護終端4.4.3CTC系統總體構成圖2023/2/345在已建DMIS的區段，以DMIS為基礎建設CTC；在未建DMIS的區段，新建CTC同時具備DMIS的全部功能考慮裝備CTC的新建、改建鐵路，車站聯鎖設備應全部采用計算機聯鎖；并具有區間信息采集功能對于半自動閉塞區段，應同步裝備區間檢查設備，實現自動站間閉塞。調度員與司機的語音、數據通信系統是實現CTC的重要基礎。在主要干線建設CTC的區段，應同步規劃建設GSM-R鐵路移動通信系統；在其它條件艱苦、運量較小的區段，可采用目前無線列調系統補強方案4.4.3CTC規劃原則2023/2/346全路2004～2020年總體規劃建設CTC共51,495公里規劃范圍包括：近期規劃共計13,163公里，1385個車站中長期規劃中客運專線約12,000公里完善路網布局及西部開發性新線約16,000公里其它主要干線及條件艱苦、運輸需要的線路約10,332公里4.4.3CTC規劃目標2023/2/347DBCACTCCOMTRACSMIS運輸計劃4.4.3日本高速鐵路綜合調度COSMOS系統FE維修作業管理車輛基地作業管理2023/2/348設備運輸計劃車輛管理維護業務管理電力系統控制站內運行管理

集中信息運輸計劃·設備管理計算機車輛管理計算機維護業務服務器電力系統控制計算機運行管理計算機

集中信息管理高速數字線路高速數字線路運轉區所服務器運轉報告終端分公司終端車輛管理服務器維護區終端原有遠程控制裝置分局站內作業終端

基地ＰＲＣ車站PRC裝置旅客指南裝置運行信息終端原有地區調度計算機設備管理終端運輸計劃終端車輛管理終端維護業務電力系統運行管理終端集中信息COSMOS系統構成圖管理終端管理終端中央網絡4.4.3COSMOS系統的整體概要2023/2/3494.4.3COSMOS運行管理系統的特征提供最適于高速·高密度運行具有實踐經驗的運行管理技術實現了運行計劃,維護計劃,在線信息等統一管理的綜合系統系統化范圍向車站·車輛基地·維護區的大幅度擴大信息服務的提高·以區域廣范圍大的自律分散思想為基礎的車站分散控制系統

（高應答性自動控制系統)·采用實時列車行走模擬的預測控制型運轉整理支援機能·確實傳遞時刻表的變更（指令傳遞機能)·維護管理系統

·運輸計劃系統·沿線監視系統

·運行管理系統

·電力管理系統·設備管理系統·維護計劃支援系統·維護作業系統·站內進路控制系統·車載傳遞系統·提供事故信息·向顧客提供細致入微的指南服務2023/2/3504.4.4新一代自動閉塞技術特征新一代自動閉塞技術特征無絕緣多信息四顯示雙方向數字化帶超防

實現有形化到無形化的轉變，確保列車運行安全和列車追蹤間隔時間的計算，列車運行安全的驗證和列車追蹤間隔時間的計算工作量將更加繁重，就目前的設計工具而言，尚無法滿足計算要求。2023/2/3514.5接觸網關鍵技術3421接觸線受電弓配套技術無交叉線岔電分相運行管理2023/2/352高速鐵路的特點列車速度非常快，密度與負荷特別大受電弓的上下振動與左右晃動劇烈接觸線抬升量比常速鐵路高

高速鐵路對接觸網的要求機械結構具有穩定性和足夠的彈性,在高速運行時保證電力機車正常取流設備及零件應具有很強的耐磨性和抗腐蝕能力盡量延長設備的使用年限設備結構盡量簡單便于施工，有利于運營和維修對地絕緣好，安全可靠4.5高速鐵路的特點及對接觸網的要求2023/2/3534.5.1接觸線接觸線的相關情況在高速運行時，如果離線，則會產生電火花、拉弧、事故大電流，從而使接觸導線的溫度急劇升高，磨耗工作面處于局部過熱狀態而發生軟化，造成強度和表面硬度下降，使磨耗加快、使用壽命縮短；高溫強度低而發生斷線弓網事故對接觸線的要求高導電率

良好的受流性耐熱性好

抗軟化溫度高耐磨性好抗拉強度高抗大氣腐蝕性能好線膨脹系數小2023/2/3544.5.1接觸線材料接觸線材料接觸線復合

銅合金鋁合金純銅2023/2/3554.5.1一些高速電氣化鐵路接觸線的性能接觸線材料速度km/h國別抗拉強度MPa導電率%IACS銅240日本34097.0銅300法國35897.0銅銀250德國39596.5銅銀140中國36596.6銅銀錫180中國367.596.0銅錫350法國537.577.6銅鎂330德國50368.1銅鋼300日本65560.2銅鋼300日本49381.1鋁鋼370日本35046.52023/2/356采用側線接觸線與正線接觸線無交叉式的平面布置結構，即在鐵路線路道岔上方的側線接觸線，始終保持與在正線線路上運行的機車受電弓不接觸對于反位運行有嚴格限制，在反位方向只能以不高于45km/h的速度通過；反位運行時可能發生弓網故障，需要對受電弓進行適當改造4.5.2無交叉線岔受電弓配套技術2023/2/3574.5.3電分相器件式電分相對電力機車受電弓產生很大沖擊目前大多采用錨段關節式電分相來消除此問題，這種關節式電分相一般由兩個絕緣錨段關節和一段接觸網中性區組成但要求多個受電弓之間滿足嚴格的限制條件否則很有可能產生相間短路。目前只有要求機車乘務員頻繁進行一系列操作來避免事故發生；這樣大大增加乘務員的工作強度，實際運行中該故障已多次發生2023/2/358對于客運專線，列車速度較高，分相環節成為制約列車運行速度的主要障礙。因此自動過分相技術成為解決這一問題的重要途徑。應該對研究和運行了幾十年的自動過分相技術進行總結和提高，使之在高速鐵路得到應用。一相供電無需電分相環節，不會影響列車速度，因此借助電力電子技術的同相供電研究十分必要。4.5.3同相供電與自動過分相技術研究2023/2/359（Ａ）電源（Ｂ）電源架線中間斷電區輪軌在線檢測電路開關斷路器（Ａ）「斷開」開關斷路器（Ｂ）「閉合」※無列車狀態4.5.3自動過分相技術研究2023/2/360（Ａ）電源（Ｂ）電源架線中間斷電區輪軌在線檢測電路開關斷路器（Ａ）「斷開」開關斷路器（Ｂ）「閉合」※列車靠近4.5.3自動過分相技術研究2023/2/361（Ａ）電源（Ｂ）電源架線中間斷電區輪軌※

在線檢測開關斷路器（Ａ）「斷開」開關斷路器（Ｂ）「閉合」※進入中間斷電區、在線檢測4.5.3自動過分相技術研究2023/2/362（Ａ）電源（Ｂ）電源架線中間斷電區輪軌開關斷路器（Ａ）「斷開」開關斷路器（Ｂ）「斷開」在線※開關斷路器（Ｂ）「斷開」4.5.3自動過分相技術研究2023/2/363（Ａ）電源（Ｂ）電源架線中間斷電區輪軌在線開關斷路器（Ａ）「閉合」開關斷路器（Ｂ）「斷開」※開關斷路器（Ａ）「閉合」4.5.3自動過分相技術研究2023/2/364（Ａ）電源（Ｂ）電源架線中間斷電區輪軌無列車開關斷路器（Ａ）「斷開」開關斷路器（Ｂ）「斷開」※開關斷路器（Ａ）「斷開」4.5.3自動過分相技術研究2023/2/3654.5.4運行管理西歐典型的供電段全員勞動生產率約8.5條·km/人每接觸網工負責約15條·km的檢修任務我國某供電段全員勞動生產率僅為0.97條·km/人每接觸網工負責檢修約2.0條·km某鐵路局全局供電部門全員勞動生產率約為0.98條km/人每接觸網工平均負責檢修1.9條·km2023/2/3664.6路基設計的關鍵技術嚴格控制路基的工后沉降嚴格控制路基的不均勻沉降控制路基剛度及其縱向變化連續均勻性包括路基本體沉降和地基沉降2023/2/3674.6.1嚴格控制路基的工后沉降工后沉降是指路堤建成后鋪軌時的路基剩余沉降，主要包括路基本體沉降和地基沉降。路基的工后沉降量應越小越好，經綜合技術經濟比選確定,京滬客運通道路基工后沉降限值為5cm國外高速鐵路的建設經驗證明，路基本體沉降約為路基填土高度的0.11%~0.12%，且能在建成1年內完成。秦沈客運專線的建設也證明了以上結論。2023/2/3684.6.2嚴格控制路基的不均勻沉降在100m范圍內的路基不均勻沉降，將直接造成幅值較大的軌道長波高低不平順。更短范圍內的路基不均勻沉降，將直接造成路基的穩固和安全。

我國“高速鐵路設計暫行規定”規定路基工后總沉降量為5cm，沉降速率小于2cm/年，橋臺臺尾過渡段路基工后沉降不大于3cm，2023/2/3694.6.3控制路基剛度及縱向變化連續均勻性路基剛度與列車的安全、平穩、舒適運行及軌道的維修工作量密切相關。縱向剛度均勻性變化是高速鐵路路基設計和施工的關鍵，更是高速列車舒適運營的關鍵，直接危及行車安全和乘車舒適性。對軌道基礎豎向剛度出現突變的分界處，由于各結構物剛度的不同，列車會產生劇烈的跳動，必須設置過渡段，以提高路基剛度的連續性。2023/2/3704.7無碴軌道關鍵技術結構及特點需要解決的問題概況關鍵技術2023/2/3714.7.1無碴軌道關鍵技術概況無碴軌道是以混凝土或瀝青混合料等取代散粒道碴道床而組成的軌道結構型式

無碴軌道成為世界各國高速鐵路軌道結構的首選良好的軌道穩定性、平順性和耐久性減小橋梁二期恒載和降低隧道凈空道床整潔美觀，消除列車運行時道碴飛濺和粉化初期相對較大的建設投資也能在運營中得到回報

2023/2/3724.7.2三種無碴軌道結構及特點彈性支撐塊式板式軌道長枕埋入式2023/2/3734.7.3無碴軌道的關鍵技術關鍵技術過渡段無碴軌道的下部基礎無碴軌道結構設計2023/2/3744.7.4需要解決的問題制定與國際接軌的技術標準

無碴軌道技術要求很高，必須借鑒EN（歐洲工業標準）等國際標準擬定我國鐵路無碴軌道的技術標準采用先進工裝和工藝

我國混凝土軌枕生產廠家與無碴軌道的要求相差甚遠要通過無碴軌道的推廣，組織對傳統產業的改造，實現企業升級2023/2/3754.8高速列車關鍵技術高速列車所處的動態環境高速列車關鍵技術高速列車的關鍵技術2023/2/3764.8高速列車的關鍵技術牽引動力的要求猛增1制作功率要求更大橫向動力作用加劇23垂向輪軌動力作用加劇高速受流問題復雜化456空氣動力作用加劇高速列車區別于普通列車根本點，在于其所處的特殊動態環境。隨著列車速度的提高，動態環境急劇惡化2023/2/3774.8高速列車的關鍵技術研制能在上述如此嚴峻動態環境下運行的列車，需要運用多種高新技術，解決一系列高速列車特有的問題。關鍵技術高速列車空氣動力學工程高性能低自重高速客車的研制高速大功率動力車的研制2023/2/3784.8.1高速大功率動力車的研制為減少維修和改善乘坐環境，應盡可能使用較少動軸。采用交-直-交傳動，動力集中制式單軸功率可達1250kW，動力分散制式一般用到600kW。驅動系統必須精心設計，減少簧下質量和克服驅動系統的再生振動是關鍵。電阻制動和再生制動應有足夠的功率。全列車的制動控制是一個新課題。列車信息及控制系統必須徹底更新。動力車或控制頭車的流線型外形設計。2023/2/3794.8.2高性能低自重高速客車的研制車輛是一個高維強非線性系統，應采取措施保證其運動穩定性。空氣彈簧、盤形制動等則是最低要求。為了解決運動穩定性和運行平穩性之間的矛盾，要應用多體系統動力學及控制這一新興學科的最新成就，并采用整車模擬試驗等高新技術，進行設計優化。為了最大限度降低自重并提高服務水平，客車車體及設備的輕量化非常重要。2023/2/3804.8.3高速列車空氣動力學工程列車貼地運行引起強烈的地面效應。以大細長比和復雜地面效應為特征的高速列車空氣動力學，是一個相對獨立的學科分支。列車頭型的選擇,車體密封的要求，氣動壓力的作用和空氣阻力、氣動噪聲的降低等，都是與高速列車空氣動力學密切相關的，可以統稱為高速列車空氣動力學工程。高速列車在隧道中運行時，其氣動效應較明線強烈得多，它是典型的非恒定、非等熵、可壓縮和有限域的流動問題.2023/2/3814.9高速鐵路牽引供電系統關鍵技術高速鐵路牽引供電系統的特點國外的高速鐵路牽引供電系統國內的高速鐵路牽引供電系統電能質量問題2023/2/3824.9.1高速鐵路牽引供電系統的特點牽引供電系統的特點列車速度高，列車通過供電臂時間短供電臂中負荷電流波動大機車牽引電流大，牽引供電系統供電功率大牽引供電系統應適應高速列車采用再生制動工況2023/2/383

高速鐵路要求接觸網受流質量高，分段和分相點數量少。目前各國大多采用自耦變壓器（AT）供電方式和帶回線的直接（RT）供電方式。

AT供電方式：日本，法國

RT供電方式：德國，意大利，西班牙4.9.2國外高速鐵路牽引供電方式2023/2/384牽引變壓器接線型式對牽引供電系統和工程投資起決定性的影響，不同類型的牽引變壓器對電力系統產生不同的不平衡影響。日本:斯科特接線和變形伍德橋接線三相變壓器法國、德國、意大利和西班牙:單相變壓器4.9.2國外高速鐵路牽引變壓器接線型式2023/2/385秦沈客運專線是我國目前高速電氣化鐵路技術層次最高，創新內容最多的標志性工程。在秦沈客運專線的建設中采用了不少新技術:采用單工頻交流制，直供帶回流線供電方式采用我國自行研制的牽引變電所安全監控及綜合自動化系統，實現了牽引變電所的無人值守、遠動控制和自檢自診斷功能，提高了牽引供電的安全性、抗干擾性和可靠性。4.9.3國內的高速鐵路牽引供電系統2023/2/3864.9.4電能質量問題無功補償1.并聯電容器補償裝置2.靜止型無功補償裝置3.靜止無功功率發生器改善電能質量的措施諧波抑制1.無源濾波2.有源濾波2023/2/3874.10牽引供電自動化系統關鍵技術變電所綜合自動化遠動系統遠動系統牽引供電自動化系統2023/2/388電氣化鐵道遠動