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高速铁路技术论文

时间:2022-02-15 22:13:37

高速铁路技术论文

第1篇

【关键词】高速铁路 信号技术 人才培养 课程建设

【中图分类号】G【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2013)12C-0110-02

一、我国高速铁路发展状况及其对信号技术人才培养的新要求

自1964年日本建成世界上第一条高速铁路――东海道新干线至今,世界高速铁路发展经历了三次高潮。相对于发达国家,我国的高速铁路建设起步较晚,但是起点高、发展快,通过引进国外核心技术,消化、吸收再创新,形成具有中国自主知识产权的高速铁路技术体系,迎来高速铁路发展新时代。国务院于2004年批准、2008年调整了《中长期铁路网规划》,确立我国高速铁路建设的宏伟蓝图:规划“四纵四横”铁路快速客运专线及多个城际快速客运系统,建立省会城市及大中城市间的快速客运通道,建设客运专线1.6万公里以上,到2020年,我国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过2万公里,占世界高速铁路总里程的一半以上。我国的高速铁路建设无疑掀起了世界高速铁路发展的第四次浪潮。

随着列车运行时速的提高,传统的信号传输方式、信号控制指挥方式不再适用于高速铁路,新型行车控制系统成为高速铁路必不可少的信号技术装备,同时也对使用和维护这些系统设备的从业人员提出了新的要求。据调查,铁路企业作为一个庞大的运行机构,普遍存在一线职工文凭低、知识老化、缺乏学习激情、技术骨干少等问题,而高速铁路运营业务的增加和高新技术的进步,都在急促推动着铁路行业对高素质人才的渴求。

在过去很长一段时间里,与东部沿海地区相比,西南地区的铁路发展相对滞后,行车设备也是属于较陈旧的,基本没有新技术、新设备大刀阔斧地上马,对应于现场的实际情况以及招生就业的地域限制,相关职业院校一直以来都是依照惯例开设专业课程,内容没有过多更新,满足于够用就好,即使对新技术有所涉及却不深入。近年来,随着我国高速铁路迅速发展,广西、云南、贵州也投入了高速铁路建设的高潮当中,随着湘桂、柳南、贵广、云桂等一条条高速铁路、客运专线修建日程的推进,铁路企业对有关专业毕业生的需求必将大增,并存在“订单培养”、“职工培训”合作的可能性,面对这一契机,及时更新人才培养观念,配合企业现场岗位要求,面向高速铁路新技术培养高素质、高能力、适应性强的专门人才成为当务之急。为此,柳州铁道职业技术学院铁道通信信号专业充分发挥各方面有利条件,以职业岗位群技能调查、职业资格考核与行业标准为出发点,解放思想、顺应发展,对高速铁路信号技术人才培养进行了积极的探索和实践,逐步实现新的人才培养目标。

二、高速铁路信号技术人才培养措施

(一)以发展的眼光确定高速铁路信号人才培养计划。职业教育必定是依托行业发展的,这就要求职业教育必须积极主动应对行业人才需求的变化。在现有专业人才培养的基础上进行高速铁路信号技术人才培养工作,需要通过科学的、系统的考虑,既突出重点也注意全盘统筹。一是紧跟高速铁路发展步伐,按照高标准准确定位提出培养目标;二是符合高速铁路长远发展规划,站在职业发展战略的角度确定培养模式;三是体现与企业需求相适应的根本宗旨,培养方案应具有延续性,根据行业发展的定位分步实施。

根据以上方针,我们通过深入调研了解行业状态,兼顾企业短期需求及职业长期发展,以此制订完整的人才培养方案,最终确定高速铁路信号技术人才培养分三步走:第一步在专业基础上兼顾高速铁路信号岗位技能学习,掌握高速铁路信号岗位应具备的专业知识,增强毕业生能力;第二步实行“校企一体化”订单式培养或区分专业方向,逐步适应铁路发展需要;第三步开设高速铁路信号控制专业,全面培养上下兼容的尖端技能型人才,最终满足“高、新、精”的行业要求。

(二)建立一支高素质的高速铁路信号教师队伍。具备强劲的师资力量是搞好人才培养工作的关键,柳州铁道职业技术学院铁道通信信号专业是自治区高等学校特色专业,有一支获得自治区级专业教学团队称号、结构合理、教学水平高的优秀教师队伍,在新形势下面对高速铁路发展及新的人才培养目标,可以通过“请进来”和“走出去”开展师资培训,加快高速铁路信号技术人才培养进程。

近年来,柳州铁道职业技术学院所有专职教师均已分批次到北京交通大学、中国铁道科学研究院等相关高校和研发部门参加技术培训,也聘请了行业专家到校进行指导讲座,深入研究高速铁路信号新技术原理、新设备结构功能等基础理论知识;选派没有企业从业经历的专职教师到现场进行见习、挂职锻炼,充分熟悉既有设备,同时对比分析高速铁路新技术的先进性和设备升级的必要性,深化对新知识的理解;骨干教师们利用假期到区内高速铁路在建线路和区外高速铁路运营线路进行调研,并参与新线信号系统安装、调试工作,熟知高速铁路信号各个系统现场运用情况,理论联系实际,补充完善知识体系,充分获取设备实际使用、维护经验,进一步提升专业技能水平。在兼职教师方面,加大了从企业和科研所聘任高级技术人才作为专业实践教学导师的力度,与专职教师合作交流,互相“传、帮、带”,形成一支稳定的技术知识全面、实践经验丰富、“双师”比例高的高素质复合型教师队伍,在加速推进高速铁路信号人才培养过程中发挥重要作用。

(三)优化课程设置,进行高速铁路信号技术课程建设。实现新的人才培养目标,课程改革是必不可少的环节,必须改变一直以来专业课程设置因循守旧、偏重普通铁路既有设备的情况,以整体优化课程结构、构建新的知识为主线,健全专业课程体系,着力于将知识传授与能力培训紧密结合,消除教学计划与岗位需求的差距,提高学生技能水平,拓宽职业发展方向。这一环节中,需要重点解决两个问题:一是课程设置与课程内容选取的问题;二是课程标准和教材编写的问题。对此我们进行了缜密思考,反复认真探讨最佳解决方案。

首先考虑到人才培养目标分步走的计划,我们确定初级阶段在原专业课程的基础上先全力建设一门高速铁路信号新技术课程――高速铁路信号集中监控系统维护,并为此成立专门的课题研究小组。我国高速铁路信号系统的一些设备在普通铁路基本有所应用,原本专业课程设置中也包含相关知识,但是高速铁路技术装备相比普铁还是有很大程度改进的,为便于学生学习,对于课程内容应当准确合理地选取、整合新老知识点,重点突出技术更新的情况。我们在学习研究高速铁路信号新技术过程中,就已经注意对比分析高速铁路新设备相较于既有设备的不同与创新,结合现场实际需要,找好切入点,主要面向我国高速铁路三大主要控车系统――计算机联锁系统、列车运行自动控制系统、分散自律调度集中指挥系统,整合远程控制技术以及相关技术规范来构建课程内容的主体,优化知识结构,突出重点、杜绝重复,将理论知识与技能实训相联系,强调应用与维护。

同时课程建设小组派出骨干教师到华东交通大学等先行高校调研学习,深入沟通交流,听取有关高速铁路信号技术人才培养的经验介绍和建议,研讨课程标准制定和教学实施方案,最终确定“典型工作任务”课程标准,通过完整的教学情景设计,体现融教、学、做于一体的“工学结合”教学模式,以工作任务为载体,让学生学会完整工作过程,适应当前职业教育改革。并以此指导课程教材编写,在确保毕业生达到人才培养目标而进行技能训练所必备的最基础的专业理论知识的前提下,将基础专业理论知识穿插在各个工作任务的教学情景环节中,例如S700K提速道岔转辙机的认知与维护、ZPW-2000一体化轨道电路的认知与维护等,每一个环节均以“能力为本”作为指导思想,达到提高学生专业技能水平的最终目的,满足高速铁路现场岗位技术要求。

(四)建设现代化铁路信号实践培训基地。针对其他职业院校以及铁路企业本身缺乏高速铁路设备模拟演练基地的现状,应当充分利用我们的实训基地建设已经获得自治区示范性项目及中央财政支持的优势,在原有基础上大力改进、更新设施,建设现代化高速铁路实践培训基地,实现普通铁路实训系统与高速铁路实训系统共通衔接,打造高速铁路信号岗位真实工作环境,打破新型设备过少、“只看不动”的现状,形成兼具教学、培训、科研、职业技能鉴定等多方位功能的铁道信号实践体系。

近年来,柳州铁道职业技术学院一直不断加大实验实训基地建设的力度,第一,改造原有ZPW-2000型轨道电路综合实验设备,增加配套设施,满足与高速铁路现场一致的施工、测试、技能演练的要求;第二,研制列车运行自动控制模拟系统,配合沙盘轨道电路构成高速铁路列控设备的模拟实验环境,实现演示、操作、系统维护等功能;第三,配置一系列软、硬件设施,构建高速铁路计算机联锁系统、CTC分散自律调度集中系统的仿真实验平台,满足高铁监控系统教学的需求;第四,利用新校区建设的真实轨道线路,配备相关信号基础装备,具备与企业现场相适应的教学、实践一体化环境,组建铁路信号各级岗位职业技能鉴定训练和考试基地,加快实施“校企一体化”订单式人才培养和建设高速铁路信号控制专业的目标。

三、成效

在更新教育观念、顺应铁路发展、满足企业需求的思想指导下,柳州铁道职业技术学院铁道通信信号专业通过采取一系列措施推进高铁信号技术人才培养进程已获初步成效。目前即将开通运营的湘桂高铁衡柳段南宁铁路局管内成立的各个信号工区新生力量80%以上为柳州铁道职业技术学院2012、2013届信号专业毕业生,而这两届签约到南昌铁路局和广州铁路集团公司的也都分配在高速铁路线路工作,并且在回访调查中,用人单位均表示柳州铁道职业技术学院信号专业毕业生在实际工作岗位上表现良好,具有较强的专业知识和技能素养。同时,在职工培训方面,南宁铁路局与柳州铁道职业技术学院签订了协议,已经为其开办三期“高铁现场信号设备维修岗位培训班”,培训效果获得企业与职工双重赞赏,进一步深化了校企合作关系,提高专业多方位办学能力,为企业“订单式”人才培养开启序幕,也为开设高速铁路信号控制专业奠定坚实的基础。

【参考文献】

[1]顿小红.从世界高速铁路发展看我国高速铁路建设[J].现代商贸工业,2007(6)

[2]计卫东,杨涛.关于高速铁路运营管理人才培养的实践与思考[J].铁道运营技术,2011(7)

【基金项目】广西高等教育教学改革项目(2013JGA406)

第2篇

关键词:高速铁路 技术体系 发展趋势

中图分类号:U29 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)009-023-02

1 引言

据全国铁路工作会议透露,截至2009年底,我国铁路营业里程达到8.6万公里,跃居世界第二位。2009年是我国铁路历史上投资规模最大、投产最多的一年。全年完成基本建殴投资6000亿元,超过“九五”和“十五”铁路建设投资总和,为拉动内需、促进经济增长发挥了重要作用。实践表明,铁路提速是吸引旅客的有效措施,其效益十分显著。日本铁路东海道新干线开通后,在与民航运输的竞争中,招揽了大批旅客,致使民航班次减少。欧洲一些国家铁路提速后,客运量也明显增加。中国铁路的六次大提速,也取得了明显的社会效益和经济效益。

铁路技术创新要以市场需求为导向,以经济效益为中心,以保障安全为重点,以全面提高铁路发展质量和市场能力为目的。铁路企业是市场竞争主体,也是技术创新的主体。

高速铁路在现代交通中不可替代的地位,取决于它在高速,安全和舒适等方面表现出来的综合优势。所以,高速铁路必然会在世界交通运输领域占据一席之地。我国高铁在最近几年也有了飞速发展。高铁是我国工业化和城市化发展到一定阶段的必然产物,是都市带和经济圈发展的结果。

将来随着经济发展的延伸和与之相关的客运需求的增加,我国将继续修建时速200公里及以上的高速铁路或高速客运铁路专线。预计到2020年,中国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过1.8万公里,届时,我国高铁里程将占世界高速铁路总里程的一半以上。

2 我国的高速铁路技术水平

高铁技术包含的层面非常之广,不仅仅局限于铁路工程技术,还依赖于工务工程、通信信号、牵引供电、客车制造技术等。我国依靠自主创新,在世界一流的高铁技术领域取得了举世瞩目的成就,目前我国已经全面系统地掌握了动车组组成、车体、转向架、牵引电机、牵引变压器、牵引变流器、牵引控制、列车网络控制和制动系统九大关键技术和十项配套技术,整车国产化率超过85%。这意味着中国铁路客运装备制造已经跨入世界高速技术的最前沿。2011年6月30日投入运营的京沪高铁就是一个很好的诠释。京沪高速铁路运用具有世界先进水平的动力分散型电动车组,设计时速380公里,最高时速480公里,是我国目前投资规模最大、技术含量最高的一项工程,也是我国第一条具有世界先进水平的高速铁路。

我国的高速铁路技术水平正是处于领先世界。在引进消化吸收再创新模式引导下,我国构建了一系列客专高速铁路技术研究、开发和应用平台,其有力促进了我国相关产业发展和技术升级,具有显著的前向效应、后向效应和旁侧效应。中国的高铁技术具有的不是个别领域的优势,而是集成优势,能提供一揽子服务。而且,同德国、日本等国家相比,中国的高铁价格更为合理,成本要比其他国家更低。

过去的几年,是高速动车组列车、高速铁路建设等重大技术进一步深化完善的一年,是技术创新成果集中收获的一年,重大技术领域达到世界先进水平。中国南车集团青岛四方研发的CRH380A车组先导段跑出时速486.1公里;中国北车集团唐山轨道客车公司制造的,成功创造了每小时487.3公里的世界铁路运营试验最高速度。两车标准时速都为380公里,大大缩短了乘车时间。

在高速铁路建设方面,充分利用京津城际铁路技术创新成果,依托京沪高速铁路、武广高速铁路等重大工程,在线路基础、通信信号、牵引供电、列车控制、调度指挥、旅客服务等方面深化重点技术攻关,我国高速铁路技术标准体系进一步完善。从2010年起至2040年,用30年的时间,将全国主要省市区连接起来,形成国家网络大框架。考虑现实,线路东密西疏,照顾西部,站点东疏西密。所有高铁线路的规划和建设,全部由中央政府集中组织实施,建成后的营运,交中国高铁公司集中管理。本方案除京广和京沪线外,所有线路建设应采用磁浮悬技术方案。从2040年起至2070年,再用30年的时间、最迟到2100年前全部建成。实现东部加密、西部连通成网(即连通西部主要交通枢纽),连接全国主要交通节点城市和旅游景点,使西部地区主要城市可通达任何沿海省区。国内客运主要依靠高速铁路和高速公路。

3 京沪高速铁路的提速技术

由于列车受曲线半径和外轨超高设置的限制,其速度只能增大到一定限度。而且,现有线间距也大幅度地限制了货车速度。此外,当列车的速度大于160公里/小时时,蓬布等设备就会掀起来,严重危及行车与货物的安全。所以说,既有线提速的幅度有限,不能从根本上解决人们对提速与扩能的需求。

京沪线是中国铁路客、货运输量最繁忙的干线。所以,京沪高速铁路不宜采用摆式列车技术。如果采用开行摆式列车,会产生因客、货列车速差增大而带来的扣除系数增加,而将最终降低区间通过能力。此外,京沪线列车密度大、区间通过能力利用率高,如采用开行摆式列车进行技术改造,会对日常运输生产带来较大干扰。

在客、货混运及客流量较大,而且线路运输能力比较紧张的,例如京沪线发展高速客运,高速技术模式已被证明是较为先进和成熟的新建专线的列车技术模式。目前,中国已能自行设计、制造高速列车。可以说,京沪高速铁路在技术上是合理并可行的。

4 京津城际列车的精确技术

京津城际列车采取流线型、轻量化设计技术。车体最薄处仅仅1.5毫米,是高技术的集成。时速350公里动车组主要由电脑控制,采用高速转向架、防撞车体结构和独特的防火设计结构,其安全性能相当高;而且它还配备有车载技术诊断系统,此系统可以高效率地检测、预报和排除各种功能设备故障;还装有防灾报警系统,在列车遇到自然灾害时,就会自动地实施防护,行驶速度也会根据天气情况自动控制。

而且,京津城际铁路采用了无碴轨道技术,与传统的有碴轨道相比,结构稳定更好、维修工作量更小、使用寿命更长,还确保了它的平顺性和高稳定性。它的设计、制造、安装要求相当高,轨道板在预制加工、铺设时进行编号,严格按照设计的几何尺寸、结构以及规范的制作工艺,精度误差可以精确到毫米级。另外,无碴轨道在铺设时需要采用专门施工机械和测量设备,要求也十分严格。

5 高速铁路发展趋势

高速铁路存在优势显而易见,它速度快、运送量大、经济性好、舒适。由于这些特点,高速铁路才发展地如此迅速。然而,要想引领未来的交通,高速铁路也将向着更快、更经济、更环保、更节能的方向继续发展。

然而,就目前来说,在高速铁路在运行时的噪声过大仍是一个问题,也是一个薄弱点。因此,在将来,应该集中力量就减少噪声及衰减噪声等方面进行研究。这也是未来高速铁路需要努力的一个主要方向。

6 结语

高速铁路在现代交通中已经有了不可替代的地位。本文在介绍我高速铁路发展概况过程中,结合我国实际,对中国高速铁路的工务工程、牵引供电、通信信号、高速动车组、信息系统及运用维修六大技术体系的主要技术条件、特点及其各项子技术体系进行了一个简单概括地论述。说明中国铁路客运装备制造已经跨入世界高速技术的最前沿。在中外高速铁路技术对比中发现,我国高速铁路已经走在了世界的前列。高速铁路技术模式的转变以及我国的自主创新成果等促进了我国高速铁路的发展。国外高速动车组发展趋势可为中国高速铁路的修建、运营以及我国发展高速铁路的技术趋向等提供新的思路。我们有理由相信,随着告诉铁路的不断发展完善,安全高效的高速铁路必将在促进我国经济建设和方便人民出行等方面起着积极作用。

参考文献:

[1]钱立新.世界高速列车技术的最新进展[J].中国铁道科学,2003.3

第3篇

西南交通大学“长江学者奖励计划”特聘教授、博士生导师、国家级有突出贡献的中青年专家翟婉明主持的“铁道机车车辆―轨道耦合动力学理论体系、关键技术及工程应用” 项目刚刚入选2005年度中国高等学校十大科技进展,1月9日,翟婉明又代表他率领的项目组登上了人民大会堂的领奖台,接受国务院副总理回良玉为他主持的项目获得国家科学技术进步一等奖颁奖。

急铁路现代化之所急

今年刚满42岁的翟婉明是西南交通大学牵引动力国家重点实验室副主任,列车与线路研究所所长,国家级有突出贡献的中青年专家,国家杰出青年科学基金获得者,教育部首批跨世纪人才,教育部创新团队带头人。1985年,翟婉明毕业于西南交通大学机械系,获学士学位,1987年和1992年研究生毕业,分别获得机车车辆专业硕士和博士学位,1998年曾任丹麦工业大学客座教授,现任国际车辆系统动力学协会(IAVSD)学术委员会委员。

翟婉明教授主要从事铁路机车车辆及轨道工程领域的研究与教学工作,研究方向为系统动力学及振动控制。主持和参加了40余项国家级和部省级科研课题,其中包括5项国家自然科学基金项目、3项国家重点科技攻关专题和1项国家杰出青年科学基金项目。在国内外公开发表学术论文150余篇,其中40余篇被SCI、EI、ISTP检索收录。

作为多年从事铁路研究的翟婉明,在中国铁路开始解决运输“瓶颈”之初,就已认识到,”大运量、高密度、客运提速、货运重载”超负荷运输模式在有效提高运能的同时,也严重加剧了机车车辆与线路的动态相互作用,必将面临日益突出的轮轨动态安全问题,需要及时研究解决。

机车车辆与轨道的动态相互作用是轮轨铁路最根本的问题,决定着轮轨动态安全性、列车运行平稳性及其对线路的破坏影响,是铁路现代化发展中必须解决的关键问题。他们在认真研究了国内外铁路的实际状况后认为,国外铁路发达国家依靠强大经济实力,一方面通过修建高标准铁路(如德、日、法的高速铁路,美国的特重型重载铁路),另一方面依靠大量昂贵的现场试验,确保轮轨系统动态安全的可靠性。我国经济薄弱,修建的铁路标准低,装备相对落后,而运输紧张又导致了长期高强度、超负荷运营,在此条件下尚要反复提速,并发展重载运输。这种超负荷运输方式带来了较国外铁路更为突出的轮轨动态安全问题,而我们在研究过程中还要尽可能减少对现场试验的依赖,因为它不仅代价昂贵,而且直接影响铁路运输。因此需要更多地依靠先进的理论、技术来保障安全。

“翟-孙模型”横空出世

传统的车辆动力学、轨道动力学理论体系,单纯从车辆或轨道子系统本身研究问题的方法,已不能解决我国铁路“大运量、高密度、提速、重载”超负荷运输方式下复杂的列车与线路动态相互作用问题。

对此,翟婉明教授创造性地提出将机车车辆系统和轨道系统作为一个相互作用、相互耦合的整体大系统,开展机车车辆-轨道耦合动力学的综合研究来解决这一问题。

自1990年起,翟婉明在老一辈学科带头人沈志云、严隽耄、孙翔教授的指导下,带领一帮年轻人从基础理论源头开始研究这一问题。前后历经15年,其中基础理论研究及技术基础研究就经历了8年时间,得到国家自然科学基金及教育部跨世纪人才基金等6次资助;到后7年主要开展工程应用技术研究及成果转化工作,正好赶上铁路大发展的需要,这7年中先后7次得到铁道部科技研究开发计划项目的持续支持,并承担了十多项工程应用研究项目。

由于理论研究扎实,并经多年积累,项目组系统创建了机车车辆-轨道耦合动力学全新理论体系,建立了机车车辆-轨道统一模型,包括各种典型机车、客车、货车模型以及有碴、无碴轨道模型,解决了轮轨动态耦合建模和散粒体道床振动模拟两大国际性难题,突破了传统模型中“钢轨静止不动”、“轮轨均为刚性体”和“轮轨始终保持接触”等3种假设的局限性,从而更加符合超负荷轮轨动态相互作用实际,在国际上称为“翟-孙模型”,被列为该领域四种代表性模型之一,得到广泛应用。

在理论研究的基础上,翟婉明率领的课题组又把理论与技术开发结合起来,研制了具有我国自主知识产权的机车车辆-轨道耦合动力学仿真系统,开发了机车车辆-轨道动态作用安全性现场测试评估技术,提出了机车车辆与线路最佳匹配设计技术和山区铁路困难路段安全改造配套技术等,及时满足了超负荷铁路运输动态安全设计的迫切需求。迄今为止,这些技术已广泛应用于我国铁路机车车辆开发设计、既有铁路提速改造、山区铁路扩能改造、重载运输、客运专线建设等10多个重点工程之中,攻克了一系列工程技术难题,取得了显著的经济社会效益,为我国铁路现代化建设做出了重要贡献。

创新是一个项目的灵魂

“创新是一个民族进步的灵魂”。对于翟婉明他们来说,创新是一个项目的灵魂。跟在别人后面走,咀嚼别人嚼过的的东西是没有出路的。要使项目研究有新意,创新是最为重要的。为了创新,翟婉明教授不得不成天和项目组的同事们泡在研究所里,甚至连周末都搭进去了。1月8日上午9点,记者在采访翟婉明时正好是个周末。走进翟婉明教授所在的牵引动力国家重点实验室列车与线路研究所,只见研究所里灯火辉煌,每个人都在埋头干着自己的活。翟婉明背门而坐,专心致志地在电脑上工作着。这天下午他就将要飞往北京去参加9号召开的全国科技大会,并接受中央领导们的颁奖。按常规来说,一般的人此时此刻肯定是在家作准备了,而翟婉明却还能静下心来工作。见到记者到来他才放下手中的工作接待我们。

据了解,15年来翟婉明教授带领的项目组几乎都是这样过来的。由于他们的努力,才创造性地提出了从机车车辆和轨道整体系统的角度,综合优化机车车辆和轨道动力性能的设计理念及方法,并借助于本项目所创建的机车车辆-轨道耦合模型及新型快速数值计算方法,开发了具有自主知识产权的机车车辆-轨道耦合动力学仿真设计平台,包括垂向、横向耦合动力学仿真系统VICT和TTISIM,从而为实现新型机车车辆与轨道的最佳匹配设计提供了现代技术手段。另一方面,各种新型机车车辆及新型轨道结构的动力性能和运用安全性最终需要通过线路实车试验考核,对此,项目组又从机车车辆与线路动态作用安全性角度,在工程实践中逐步建立一套现场试验评估方法,开发了机车车辆-轨道动态作用安全性现场测试评估技术,成功实施了包括秦沈客运专线“中华之星”、“先锋号”高速列车轮轨动态安全评估试验在内的多项铁路现场试验,对铁路发展与技术进步做出了积极贡献。

翟婉明的项目组所研究的成果在成都、沈阳、北京、郑州铁路局和中国北车集团、中铁三局集团、铁二院、铁四院等单位应用于机车车辆研制、客运专线建设以及提速领域十多个重点工程(产品)中,取得了显著的经济效益和社会效益。先后完成了SS7C、SS7D、SS7E客运机车动力性能改进设计,时速200km“天梭号”高速电力机车动力性能优化设计,以及时速140km新型快速轨道车动力性能优化设计等,累计节省各类改造、试制、试验费用1955万元。特别是,针对韶山7E机车在提速段内出现的横向异常振动难题,提出了不改变走行部结构的解决方案,大大缩短了改造周期,使其于2003年提前投入批量生产,已出车68台,成为铁路第五次提速的主型机车之一,为大同机车厂(本项目第二完成单位)新增利税7072万元。

在既有铁路提速改造工程中,翟婉明他们的成果曾被应用于京秦线、沈大线、哈长线、成渝线、黔桂线、川黔线、贵昆线等既有铁路轨道结构强化及安全改造:完成了京秦线时速200km提速改造工程线路加固方案安全评估,提出的改进措施被实际工程采纳,该工程于2002年施工完成,是我国第一条实施200km/h提速改造的既有线;完成了哈长线提速改造工程中长春北――米沙子站间超长无缝线路技术设计,2002年11月首次在我国寒地区铺设成功轨温差最高(94.5℃)的一条跨区间无缝线路。成都铁路局(本项目第三完成单位)采用本项目技术累计完成山区小半径曲线强化改造总里程112.484公里,节约改造成本5418万元,使山区困难路段车速提高30%左右。

在新建时速200km以上快速铁路工程中,这项成果被应用于秦沈、郑西、广深港客运专线和福厦、遂渝客货混运铁路新型无碴轨道设计及平纵断面关键参数设计:完成了我国第一条时速200km客运专线(秦沈线)无碴轨道结构参数优化设计及现场轮轨动态安全评估试验,创下了我国无碴轨道300km/h安全平稳运行的最高速度记录。同时,项目组应用这个理论,铁道第二设计院共同研究确定了时速200km福厦铁路客货混运速度最佳匹配方案,解决了高、低速客货混运对轨道结构动力影响问题,完成了平面与纵断面匹配设计优化,节省了上亿元的工程施工设计预算开支。

荣誉面前他仍然很谦虚

翟婉明率领的项目组的研究获得了成功,并在国际上产生较大影响。车辆-轨道耦合模型被本领域国际权威K.Knothe教授(前国际车辆系统动力学协会副主席)在述评论文中列为当今轮轨相互作用领域四种代表模型之一,被A.T.Peplow、J.Oscarsson、T.Dahlberg等知名学者在其论著中称为“翟-孙模型”。K.Knothe教授在论文中评价道:“该模型的突出优点是使理论与实际进一步吻合。”这一创造性工作被德国、英国、瑞典、丹麦、加拿大、日本及澳大利亚等国同行学者广泛引用和采用。翟婉明教授因此被多次邀请在国际学术会议上作报告,并应邀在丹麦工业大学(DTU)、丹麦国家铁路(DSB)、瑞典查尔莫斯技术大学、台湾大学、台湾中央大学等作“车辆-轨道耦合动力学理论及应用”专题讲学。自2000年起至今,翟婉明教授被国际车辆系统动力学协会(IAVSD)连续选聘为第17届、18届、学术委员会委员,是目前该组织惟一的中国籍委员(此前我国老一辈科学家沈志云院士、郭孔辉院士曾任此职),大大加强了我国在国际车辆系统动力学学界的学术地位。

他编写的专著《车辆-轨道耦合动力学》得到中国铁道出版基金资助,于1997年由中国铁道出版社出版,是铁路大系统动力学研究领域的第一部学术专著,1998年获得第11届“中国图书奖”,是铁道行业迄今惟一获该图书奖的专著,于2002年出版了第二版。目前,《车辆-轨道耦合动力学》已成为我国铁路动力学研究、设计领域的主要参考书之一。

第4篇

从引进时速200公里高速列车技术,到自主开发时速350公里、380公里“和谐号”动车组;从京津城际铁路、武广高铁运营,到京沪高铁即将开通,中国迅疾跨入引领世界的“高铁时代”。

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。

如今,武广高铁线上的动车组已累计高速奔驰300万公里,故障率仅为十万分之四。这是一个国际一流的数据。

第5篇

在研究铁路行业低碳发展对策之前,我们先来了解一下什么是低碳经济。

所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下, 通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段, 尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗, 减少温室气体排放, 达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式, 是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色gdp的问题, 核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。

1 为什么要发展低碳经济

1.1 低碳经济提出的背景

低碳经济提出的大背本文由论文联盟收集整理景,是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战。随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识,不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害,大气中二氧化碳(co2)浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。

在此背景下,“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念应运而生。而能源与经济以至价值观实行大变革的结果,可能将为逐步迈向生态文明走出一条新路,即:摈弃20世纪的传统增长模式,直接应用新世纪的创新技术与创新机制,通过低碳经济模式与低碳生活方式,实现社会可持续发展。

1.2 我国面临的挑战

在全球气候变暖的背景下,以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为全球热点。欧美发达国家大力推进以高能效、低排放为核心的低碳革命。着力发展低碳技术,并对产业、能源、技术、贸易等政策进行重大调整,以抢占先机和产业制高点。低碳经济的争夺战,,已在全球悄然打响。这对我国是压力也是挑战。

1.3 发展低碳经济的意义

发展低碳经济,一方面,是积极承担环境保护责任,完成国家节能降耗指标的要求;另一方面,是调整经济结构, 提高能源利用效益, 发展新兴工业, 建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径, 是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。

2 我国铁路行业低碳节能减排的现状和优势

近年来,我国铁路事业的发展蒸蒸日上,同时,国家为了应对金融危机推行了扩大内需的经济政策,加快了基础建设的步伐,4万亿的基建投资将更加有利于我国铁路事业的发展。2009年11月25日铁道部统计中心1-11月份全国铁路主要指标完成情况,全国铁路运输经营继续呈现良好局面。全国铁路完成装车153962车,创下历史最高水平。

2.1 铁路是低碳节能环保型的运输方式

据国家有关单位统计,国家铁路单位运输工作量能耗约为公路的10.3%、民航的7.1%、管道的16.7%,与水运基本持平。双线高速铁路与6车道高速公路相比,铁路占用土地约为公路的1/3;铁路完成单位运输量所占用的土地面积约为公路的1/10。2008年铁路运输总能耗1820.9万t标准煤,占交通运输业用能总量的10%,完成了国内运输33.3% 的旅客周转量和44.2% 的货物周转量。

2.2 铁路低碳节能减排取得显著效果

通过制定规划,加强管理,依靠技术进步,推动节能减排。在客货运量持续大幅度增长、列车运行速度提高、客运舒适度改善的情况下,能源消耗得到有效控制,2008年国家铁路单位运输工作量能耗比2003年降低23.5%,取得节能减排的显著效果。

3 我国铁路运输行业发展低碳经济的对策

通过现代科学技术的创新和铁道系统体制的完善,我国铁路行业这几年正经历跨越式的发展,这也为铁路低碳经济的实施提供了条件,因此根据现在的经济发展状况有几项对策可以施行。

3.1 设立碳基金,鼓励低碳技术的研究和开发

碳基金的资金用于投资方面,一是,促进低碳技术的研究与开发;二是,加快技术商业化。我国碳基金模式应以政府投资为主,多渠道筹集资金,按企业模式运作。碳基金公司通过多种方式找出碳中和技术,评估其减排潜力和技术成熟度,鼓励技术创新,开拓

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和培育低碳技术市场,以促进长期减排。必须强化自主创新能力,鼓励企业开发低碳技术和低碳产品,整合市场现有的低碳技术,加以迅速推广和应用。

与此同时,积极倡导绿色消费、绿色经营的理念,使公众真正参与进来。人类活动加剧气候变化的趋势如不扭转,那么生态系统崩溃、水资源缺乏、疾病肆虐等系列问题必将威胁人类的生存。因此,要紧紧抓住低碳发展的主轴,配以生态的要求,推动技术发展和建立低碳经济,从而最终实现由“高碳”时代到“低碳”时代的跨越,真正实现人与自然和谐发展。

3.2 实施内涵扩大再生产,提高运输效率

坚持内涵扩大再生产,充分利用六次大面积提速带来的技术进步,实施了铁路局直接管理站段的改革,对运输生产力布局进行了全面调整,极大地提高了管理效率,优化了运力资源配置;大力创新运输组织,推行长交路、车循环、轮乘制,最大程度地挖掘路网整体能力。2002—2008年,在路网规模仅增长9.5%的情况下,铁路运量实现了大幅度增长。2008年,全国铁路客运量、货运量、总换算吨公里,比2002年分别增长38.2%,61.6%,59.3%。货车周转时间压缩到4.73天,比2002年的5.07天压缩了6.7%,相当于每年增加货车4.6万辆。我国铁路以占世界铁路6%的营业里程完成了世界铁路25%的工作量,运输效率世界第一。

3.3 依靠技术进步实现节能提效

批量投入运营的国产化和谐型动车组,采用交直交传动、再生制动等先进节能技术,以流线型车型减少运行阻力,以轻型车体减少自重,大大降低了能耗。据测算,和谐号动车组列车每小时人均耗电不足16kw·h,以京津城际铁路高速动车组为例,从北京—天津运营时间为0.5 h,每小时人均耗电不足8kw·h。

3.4 大力发展高速铁路

高速铁路在节能环保、防治噪音、节约土地以及降低外部成本等方面相对于其他交通运输方式和普速铁路具有很大优势。

第6篇

关键字:高速铁路;可持续发展;节能减排

纵观世界各国工业化发展过程,经济增长几乎都是靠资源(尤其是不可再生资源)的高消耗来支持的,由此导致全球性环境恶化,以致影响到人类的生存和发展,“先污染、后治理,先破坏、后保护”的做法,是一条无异于杀鸡取卵的发展道路。出于对生态和环境保护问题的关注,可持续发展的新理念应运而生。 在刚刚过去的二十世纪,全世界的人口翻了两翻,货物交流量整整扩大了1000倍。目前,交通运输部门消耗着全世界四分之一的能源,产生的温室气体排放量则占到全世界的三分之一。怎样才能达到经济发展和环境保护“双赢”的目标?鉴于目前交通运输需求的持续增长(预计到2020年货物运输需求将扩大二倍),从可持续发展的要求来看,必须发展高速铁路运输。

一、高速铁路的技术经济优势

1.占地少。对于运送相等数量的旅客,高速铁路所需的基础设施占地面积仅是公路所需要面积的25%。

2.节约能耗。高速动车组单位能耗不及波音747飞机的3%,私人汽车能耗的20%。高速铁路是惟一使用电力的运输方式,并且它能利用可更新的能源,如核电、太阳能或水利发电。而其他运输方式对石油资源的依赖和消耗将进一步加剧能源供给的结构性矛盾。

3.污染轻、排放低。公路和航空运输不仅产生大气污染而且通过释放二氧化碳加剧了全球温室效应。据欧美各主要城市检测数据,城市中各类主要废气40%—90%来自汽车尾气。由于高速铁路是电力牵引,对大气不会造成污染,基本不会排放有害气体。同时,高速铁路相对公路、航空等其他运输方式产生较小的噪声。若为把机场噪声效果降到高速铁路噪声的等级,就必须更加远离机场跑道几百米。

4.安全。自1964年日本开通新干线,已安全输送旅客超过5O多亿人次,从未发生行车死亡事故。

5.旅行舒适。铁路旅客列车运行平稳、空间较大、设施齐全,旅客不必固定在座位上,可以自由地选择喜欢的活动方式,享受高品质的旅行服务。

6.交通顺畅。铁路有自己的运行线路,受自然条件影响小,基本不受其他运输方式的干扰,运行速度快,对解决时间较集中、客流量特别大的运送非常有效。国内外一些大城市还通过建设地下铁路、城市轻轨及地区快速铁路来解决城市交通的道路拥挤。

二、中国国情适合发展高速铁路

1.建设具有中国特色的、可持续发展的、合理的交通运输结构,要选择对生活危害最少、消耗自然资源最小、运输效益最大的交通方式。我国是发展中国家,铁路运输面临艰巨任务,要依靠科技进步发展铁路,国务院在《国家中长期科学技术发展纲要》中已做出客运要高速、货运要重载的决策。交通运输走可持续的发展道路,从土地资源利用来看,因我国人均耕地仅有1.4亩,减少、消除过度的或不当的土地利用,节约建设用地非常重要。发展高速铁路能使土地资源利用既充分又合理。从能源方面来看,我国石油资源比较紧张,公路和航空运输耗油量大,采用高速电气化铁路 ,能耗大幅度降低。从环境方面来看,高速电气化铁路基本上消除了粉尘、油烟和其他废气污染,噪声比高速公路低5—10dB。

2.长期以来由于资金短缺等原因,我国铁路技术发展严重滞后,列车速度一直处在较低水平,铁路运输能力远远不适应国民经济和社会发展的需求,路网整体运输能力严重不足,主要干线、部分地区限制型运输矛盾突出,季节性运能十分紧张而且还在不断加剧。尽管铁路采用强力措施,实现以6%的世界铁路营业里程,完成世界铁路四分之一的运输工作量,运输密度为世界之最,但列车速度低,运输能力严重不足,使铁路成为制约国民经济发展的“瓶颈”。

为了发挥铁路在陆上运输中的骨干作用,降低运输成本,适应可持续发展的需求,在具有大量客流的大通道发展高速铁路是一条最经济有效的途径,具有其他运输方式难以替代的作用。我国政府于1994年底就开始对京沪高速铁路进行前期研究,拟建电气化双轨高速铁路,正线全长约1318公里, 设计时速350公里,使之与既有京沪铁路实现客货分流,该项工程预计5年完成,2010年投入运营。年客运能力可达1.2亿人次以上,南下年货运能力达1.2亿吨以上,京沪的旅行时间由目前的14h缩短到6h,将从根本上解决运输能力不足,旅客滞留,货物堵塞问题,同时还可降低运输成本,适应经济发展和人们生活水平提高的需要。

3.发展高速铁路有利于促进科技进步,推动可持续发展目标的实现。高速铁路是当代交通运输领域的革命与创新,是新技术在铁路上的集中体现。它涉及电子、信息、材料、能源、环保等一系列新技术,特别是高速行车技术集中反映了铁路运输组织、机车车辆、工程工务、通信等方面的技术成就。高速铁路技术在国际上已趋于成熟,但我国现有技术基础和工业水平与之相比尚存在差距。因此,必须立足于我国的国情,坚持自力更生、自主创新、努力挖掘潜力,同时加强国际合作,提高高速铁路运输系统的技术水平和管理水平。建设高速铁路不仅将推动铁路科技进步,也有利于推动相关产业的技术进步,保证国民经济的可持续发展战略的实施。

三、高速铁路建设和运营应注重以下问题

从可持续发展的角度来说,高速铁路建设和运营应注重两方面的问题:一方面推行国际先进高速铁路管理体系,加强技术监督管理,促进高速铁路建设和运营企业保护环境,谋求经济发展与环境协调统一。另一方面是通过新技术、新材料、新设备、新工艺的发明与应用,采取技术措施,减少铁路建设和运输生产对环境的污染、破坏。具体到选线设计、建设和运营之中,可以归纳为:①科学规划铁路网的均衡发展,充分发挥既有铁路设施的运输能力。②在选线和线路设计方案时,选择周围环境敏感性最小及社会效益、环境效益最优的路线方案。③在铁路建设施工期间,应减少施工土方,节约用地,注意水土保持。运营期间应坚持清洁生产,最大限度降低对铁路沿线的污染。④在高速铁路建设的前中后期实施可持续运输评价,促进环境与交通运输发展体系自我调节的可持续能力。

四、展望

在高新技术的推动下,“绿色铁路”可持续发展的交通运输理念指导下,高速铁路技术快速发展,高速铁路运输能力大、速度快、占地少、安全、舒适、节能、减排、环保、经济效益高等优势更加突出。发展高速铁路已是当今世界铁路发展的共同趋势,现代化高速铁路的发展在2l世纪中国可持续发展战略中必将继续产生深远的意义和影响。

参考文献:

第7篇

Abstract: Ballastless track is an advanced technology applied in the development of modern high-speed rail,it can avoid ballast and frequent maintenance in the traditional high-speed railway track technology,which improved high-speed railway safety and comfort. In recent years,the application of high-speed railway construction project in China achieved very good results. Ballastless technology has become the main direction of modern high-speed railway project technology development. This paper discussed briefly implementation of railway line ballastless track construction management.

关键词:铁路;无砟轨道;施工管理;实施

Key words: railway; ballastless track; construction management; implementation

中图分类号:U23 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)12-0072-01

1 关于无砟轨道施工技术施工现状与存在问题的分析

无砟轨道作为现代高速铁路专用轨道,其在我国的应用时间较短,但是其以高可靠性、高平顺性、高稳定性等优势得到了铁路设计、施工以及成用人员的认可。在我国已经采用无砟轨道技术进行的施工工程中,其会在运营一段时间后出现沉降不均匀、轨道板精挑精度控制需提高、路基防排水设施要做好以及成品保护等问题。在现代高速铁路无砟轨道施工过程中,施工企业正在针对这些问题进行相应的调整,并通过科学的设计与施工管理提高无砟轨道施工技术,以促进无砟轨道在现代铁路的应用。针对上述问题,现代铁路施工企业应加强相关的施工管理工作,并针对无砟轨道特点构建完善的管理体系,以促进轨道施工质量的提高,促进我国高速铁路的建设与发展。

2 铁路专线无砟轨道施工管理工作的科学实施

2.1 针对无砟轨道技术特点构建完善的施工管理体系 具有针对性的、完善的施工管理体系是保障铁路专线无砟轨道施工质量的基础,是保障无砟轨道施工过程能够施工处于受控状态的基础、是保障无砟轨道施工过程规范性、体系化的基础。现代铁路施工企业应在工程中标后加强对技术文件的分析与论证、加强对合同段地质条件与技术的分析,构建具有工程针对性的、完善的施工管理体系,以实现对施工过程的全过程控制,促进施工质量的提高。由于无砟轨道施工技术与传统国道施工技术上存在的差异使得其施工管理过程中的施工质量控制点、施工技术以及相关的管理工作等都需要进行必要的调整,以此实现科学的施工管理。因此,现代无砟轨道施工企业应认识到施工管理体系构建的重要意义,通过综合分析与论证并借鉴国外先进的施工管理理念与经验构建完善的施工管理体系,促进无砟轨道施工工作的开展。

2.2 关于无砟轨道施工过程管理工作注意事项与重点分析 无砟轨道技术特点决定了其施工管理工作重点与传统铁路施工的差异,其要求现代无砟轨道施工企业针对无砟轨道技术进行相应的调整,以提高施工质量、提高施工管理水平。根据近年来无砟轨道施工经验以及转对该项技术施工管理重点的总结,该项技术的施工重点多为针对无砟轨道技术的施工技术管理与控制要点。首先,针对无砟轨道沉降问题,要注意加强沉降观测工作,为以后的轨道平顺打好基础。同时注重两布一膜滑动层和高强挤塑板的施工管理。梁端高强挤塑板施工经常由于混凝土胀模出现底座板超过挤塑板现象,施工中允许高强挤塑板每侧超出5~10mm,底座板施工完成切除超出底座板部分。两布一膜滑动层浇筑混凝土后允许小范围褶皱,施工中可以采取预拉紧、钉书钉订边、粘胶带等方法预防。对于底座板钢筋连接则应采用闪光对焊技术,提高施工质量。在满足设计交底中给出了钢筋后浇带取代钢板连接器后浇带的前提条件下,钢筋后浇带还应加装劲性骨架,以防止后浇带混凝土的开裂。

2.3 强化现场技术控制,提高施工质量 现场技术控制使有效提高施工质量的关键,其能够在现场技术人员与质量控制人员的监控下使施工过程的各项技术参数符合设计要求,为保障无砟轨道施工质量奠定坚实的基础。在进行无砟轨道施工过程的管理中,施工企业要加强现场技术人员与质量控制人员的巡检与盘站,提高相关人员的工作责任性,强化现场监控,以提高施工质量。另外,针对无砟轨道施工质量控制与成本控制的目标,施工企业还要在施工过程中完善相应的控制体系,落实岗位质量目标与成本目标。并通过绩效考核与奖金挂钩的方式使其能够促进全员质量控制与成本控制的实施,促进无砟轨道施工企业管理工作的开展。

3 加强培训工作,促进无砟轨道施工管理的实施

新的管理体系与管理流程必然需要相应的培训过程,以使企业员工能够熟知管理工作目标与方式,熟悉管理流程,以促进施工管理工作的开展。因此,现代无砟轨道施工企业应在构建完善的管理体系以及相应的管理制度后,开展系统的培训工作。通过培训工作是施工过程中的技术人员、质量人员以及管理人员能够掌握新的施工管理体系以及相应的管理目标,实现企业管理工作的顺利开展。同时,通过培训工作的开展提高企业员工的综合素质、促进施工过程中成本管理、技术管理、质量管理等管理工作的开展,为提高工程施工质量、提高综合管理水平奠定坚实的基础。同时也为企业综合素质与综合市场竞争力的提高奠定基础。

4 结论

无砟轨道施工管理工作的科学实施是一项系统的、需要企业以完善的管理体系与相应的培训工作来实现的系统工作,其对企业综合管理水平、施工技术水平都有着重要的影响。在现代铁路专线无砟轨道施工管理过程中,施工企业应在明确管理目标的前提下,针对无砟轨道技术特点进行施工管理工作,并通过对员工的综合培训提高企业员工综合素质,为施工过程中各项管理工作的开展奠定基础。以此实现无砟轨道施工企业的管理目标,促进企业综合市场竞争力的提高,保障无砟轨道工程的施工质量。

参考文献:

[1]李志国.关于无砟轨道施工技术管理的探讨[J].铁路施工技术资讯,2009,6.

[2]周静,杨森林.无砟轨道技术施工管理工作要点与注意事项[J].铁路工程技术管理,2008,7.

[3]梁伟,吴宏伟.现代轨道施工管理――铁路施工企业综合市场提高的关键[J].路桥工程,2007,11.

第8篇

关键词:直线电机;磁悬浮;城市轨道交通;适用范围

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。

[4] 魏庆朝、孔永健.磁悬浮铁路系统与技术[M].北京:中国科学技术出版社,2003。

第9篇

据当时的报道:“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”、“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……”中国高铁昂扬迈入快速、大规模的建设期。

不料,三年后动车事故瞬间引爆了舆论,对于高铁安全、技术能力、财务成本的质疑达到顶点。在铺天盖地的质疑和批评声中,中国高铁发展迅速进入寒冬期,不但遭遇降速,多条规划中的高铁线路建设也被暂停。

而与此同时,一些新兴国家的高铁项目正在如火如荼地规划进行中。2012年8月22日,来自商务部网站的消息称,泰国政府将耗资4000亿铢用于4条高铁项目的首阶段招标施工,以期把泰国发展成为整个东盟的中心。项目将于明年初进行国际招标,泰国总理首席顾问攀萨表示,上述4条线路的建筑工程计划于2018年完成。就在消息传出的第二天,8月23日,巴西政府公布了该国首条高速铁路项目的招标公告草案,同时宣布首轮投标将于2013年5月29日举行,2020年高铁将全线通车。

与新兴国家的如火热情对比,中国高铁不禁令人唏嘘。

舆论之殇:非理性质疑的动机何在?

就在今年7月,有媒体发表封面文章直指中国高铁为“国产化幻觉”,批评中国高铁技术号称拥有独立自主知识产权,实则为“市场换技术”战略失败之下西方技术的劣质仿制品;中国高铁的拳头产品CRH380A型电力动车组是时任铁道部领导“拍脑袋”决策的蹩脚产物……

中国高铁技术果真如此不堪吗?回答这个问题,有必要首先回顾对中国高铁形象造成致命打击的7·23动车事故。令人啼笑皆非的是,7·23事故甚至都不是高铁事故,而是普通动车组的事故。所谓“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。另外事后事故调查发现,因为速度过高造成动车事故的原因根本不成立,但令人费解的是,部分媒体却无视上述事实,“执着”地将质疑和批评的矛头指向了高铁的速度和技术。

对于事故悲剧的发生,人们有理由愤怒,对遇难者表现出最深切的哀悼与最基本的尊重,更应当仔细检讨事故的原因、亡羊补牢,但是因为发生一起事故就质疑乃至否定整个中国高铁事业,却非以“公正客观”而自居的媒体的理。爆发这种非理性质疑背后的动机是什么?我们有理由对此打上一个问号。

有一个现象值得我们思考:从2005年开始,中国每年死于公路交通事故的人数连年超过10万,甚至远多于美军过去10年伊拉克和阿富汗战争的阵亡总人数,但是并没有人据此要求中国的汽车工业也“停下您的脚步,等一下您的子民”。舆论对中国高铁为何如此偏激?有个背景不容忽视,那就是我国汽车制造业被洋品牌占据着大半的江湖,国内汽车品牌基本上是大众、丰田、本田、通用等洋品牌的天下,攫取国内汽车市场利润超过80%;国内汽车品牌只能分享剩下不到20%的利润空间,民族自主品牌奇瑞、吉利等几乎成为低端汽车品牌代名词。而我国的高铁产业和核心技术却牢牢掌握在本国手中,并在部分方面占据了全球技术的制高点。这不得不令人认为是高铁动辄得咎的深层次原因之一。

技术之辨:中国高铁“强强结合”创造出新的高标准

似乎是为了给自己的立场“洗地”,有媒体将矛头对准中国有独立自主知识产权的高铁核心技术,指责其为“市场换技术”战略失败之下,是对西方先进高铁技术的劣质拷贝。报道出来后,迅速有技术人士对此进行了逐项反驳,在此不一一列举。

早在2011年11月,就有舆论指责中国的高铁建立在“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。有媒体据此表示,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”。但“引进技术”与“自主创新”并不是一个对立的命题。可以说,从19世纪的美国、日本,到20世纪的苏俄,这些后发大国崛起的过程中,都曾大规模地引进先进国家技术,并取得了跨越式发展。在中国有大量外汇储备的情况下,把技术引进放到第一位,是合理的选择。高效的技术整合,同样是一种创新。

高铁是一项系统性工程,这样的系统性工程不是某项单一技术能够包打天下的。即使是手机这样的低端电子产品,所涉及的技术专利也不在少数。即使是全世界最大、最先进的企业也不可能全部拥有这些技术,要进行大量购买、引进和技术互换。高铁所涉及的技术专利则更多,在外国企业已有专利的情况下进行必要的技术引进是合理的举措。这样的系统性工程,关键不在于某项技术,而在于各种技术的整合,通过整合形成新的技术和知识产权,形成自主的新技术标准。

中国的高铁项目是众多技术集成的系统工程,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。原来这些技术散落在各国各公司不同体系内,现在被整合在了中国高铁这一套体系中了。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,因此在原来西方的技术下高铁时速300公里,现在经中国整合可以达到350~380公里,这样各国技术在中国高铁上的整合,恰恰是中国高铁科技的核心价值所在。

全世界商学院都在给MBA学生灌输“一流企业卖标准,二流企业卖品牌,三流企业卖技术,四流企业卖产品”的理念。恰恰是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整整50公里~80公里时速的标准。

个别媒体的选择性失明和双重标准,对于中国高铁系统性的妖魔化背后,是中国高铁已经形成了事实上的“全球标准”,而这恰恰是国外技术同行最害怕、竭力要去打压的。

就连质疑中国高铁的人也承认,CRH380A的牵引传动系统由中国南车株洲所、电机公司制造,转向架由中国南车四方股份公司制造,部分制动系统由南车浦镇公司制造,但还有部分是科诺尔制造的。问题是上文已经阐明高铁是一项系统工程,所有的技术不可能由一国专美,比如制动就是非常专业的一门技术,西门子、庞巴迪、阿尔斯通、川崎重工都广泛采用科诺尔的制动,难道说西门子和川崎重工也不拥有核心技术,只是买来零部件组装一下而已?事实上中国高铁成功的关键就是没有采用“市场换技术”的方式,而是坚持“引进先进技术,联合设计生产,打造中国标准”。

还有媒体说自2009年CRH380A诞生以来,中国高铁产业还从未出口哪怕一台时速超过200公里的动车组,并以此来证明中国并不真正掌握高铁核心技术。但不要忘记,任何产品的出口,除了产品本身品质过硬之外,首先还要有产品外需市场;而现在的事实是,美国、巴西、俄罗斯等国的高铁,大多还停留在方案规划阶段,远未进入实际建设阶段,对于高铁的现实需求并未产生。自CRH380A诞生以来,没有实现出口的不仅仅是中国高铁企业,而是全世界的高铁企业。

价值之算:高铁的承担与创造

个别媒体炮轰中国高铁的另外一个借口是高昂的成本和财务压力。由于高铁技术密集型、资本密集型的产业特征,以京津城际高铁为例,从2008年8月开通到2010年底,期间的亏损为7亿元。

根据上述“习惯性质疑高铁”的媒体所报道的数据:中国在2006年前后大规模启动高铁建设,此后铁路建设资金年年加码,2006年是2088亿元,2007年为2520亿元,2008年为3000多亿元, 2009年6000多亿元,2010年已增至7000多亿元,这些资金主要来自国内借款。另据铁道部财报显示,2006年到2012年一季度,铁道部的净资产从8623亿元增至15786亿元,增长1.8倍,而同期负债则从6401亿元增加到24298亿元,增加了3.8倍。尤其是2008年到2011年大力兴建高铁期间,总负债的年复合增长率高达41%。

然而,在这些质疑中,偏偏没有谈高铁对中国经济的总促进和总贡献,高铁对全社会运行承担的总成本。

2012年4月,有微博网友晒出了一张由6张火车票组成的图片,并写道:“北京到武昌的K37次列车票价,1996年280元,1997年280元,1999年281元,2000年281元,2010年281元,2012年205元(注:学生票折后,全价281元)”。这条微博被网友大量转发,甚至引发了网友“铁道部最有良心”的感慨。不夸张地说,这就是中国铁路建设惠民的铁证。据4月21《长江商报》报道:“在记者昨日随机采访的15位市民中,九成以上的市民对火车票价17年不变表示赞同。”

铁路对一个国家究竟意味着什么?从英国历史学家H·韦尔斯在其著作《世界史》中的一段话我们或许可以找到答案:“南北战争开始时,美国还没有通往太平洋的铁路;战争结束后,铁路像藤蔓一样铺展开来,把辽阔的美国连接成一个在精神与物质上都不可分割的统一体。”包括高铁在内的中国铁路建设,具有同样的价值。

如果算经济账的话,除了高铁建设的投资和维护运营成本以及高铁本身的运营收益比率,还要算一下高铁建成后拉动的沿线商贸、旅游、文化市场的大发展价值几何?武广高铁、京沪高铁开通带动的环渤海经济圈、大武汉经济圈、长株潭经济圈、长三角经济圈、珠三角经济圈经济的大交流价值几何?高速铁路开通之后,既有铁路运输线路释放出来的数亿吨货运能力价值几何?高铁建设带动的中国制造业由低端向高端的产业升级价值几何?通往内陆腹地的高铁建成后吸引沿海地区产业转移、促进区域经济平衡发展和共同富裕又价值几何?如深圳富士康要把生产基地迁到郑州和成都,其动力就是搭高铁建设的“顺风车”。

算完社会账、经济账,还要算一下常人并不关注的政治账、战略账。熟悉西方地缘政治理论的人都知道,整部文明史就是陆上强国与海上强国的陆权、海权之争,陆权的载体是铁路,海权的载体的船队,世界最主要的物流、人流、资源流,要么通过铁路,要么通过海洋,世界强权的权力投送途径也是沿着铁路线和海上航线推进。

近年来,中国的“高铁外交”颇见成效,此前有消息称,我国正与他国商谈建设高速国际铁路网,打造以中国为中心的连接17国的亚洲铁路网络,计划在2025年前实现。如若这项计划能够实现,那时,中国的商品、投资、劳务输出和影响力将沿着高铁网络的每一根枕木流向欧亚大陆的尽头。

什么是国家核心利益?高铁就是(国家核心利益之一)。为高铁算账,不能简单地算笔经济账。不谋全局者,不足谋一域。学会算政治账、战略账,才是一种更加深远的智慧。

未来之路

从中国崛起所受到的硬资源约束条件来看,未来高铁成为中国主导运输模式是必然的。

2011年民航运送旅客2.9亿人次、货邮552万吨,机场182个,其中旅客吞吐量超千万的机场有21个,首都机场客运量为全球第二,浦东机场货运则是全球第三。而且在高铁受限的同时航空建设却在增速,《“十二五”综合交通运输体系规划》中对原机场布局规划进行了调整完善,规划布局新增机场82个,全国80%以上人口在直线距离100公里内能享受到航空服务。这也意味着,到“十二五”末,机场数量将达到257个。但问题是机场是占地大户,中国的耕地已经非常稀缺了,再加上飞机本身也是燃油消耗的大户,以世界资源持续紧缺、中国资源瓶颈的态势,中国以空运为主的人流模式难以持续发展。

除了航空以外,中国高速公路的建设也在加快。但问题还是耕地与石油资源的硬约束,高铁建设使占用的土地只是建设相同运力高速公路的2/3,而且汽车用油、高铁用电,能够节省大量的能源。

第10篇

关键词:高铁,术语,翻译

中图分类号:H059;H083;H35;U238文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1673-8578.2017.02.004

Generation Mechanism of Russian Term “HighSpeed Railway” and Translation Tactics//WANG Haojie

Abstract: With the promotion of One Belt One Road Initiative and the signing of “MoscowKazan HighSpeed Railway Project Cooperation Agreement” between China and Russia, Chinese highspeed railways are playing more and more important role in Chinese overseas construction strategic deployment, and furthermore boosts studies on Russian highspeed railway terms in China. This paper analyzes and summarizes the generation mechanism of Russian highspeed railway terms, and proposes related solutions of translation.

Keywords: highspeed railway, term, translation

收稿日期:2016-07-26

作者简介:王浩杰(1982―),男,中铁国际集团有限公司国家二级翻译(俄语)、经济师、国际商务师,主要研究方向为科技、法律及商务俄语应用及翻译。通信方式:。

引言

高铁,全称“高速铁路”,按照国际铁路联盟1986年1月的定义,是指通过改造传统线路,使其营运速度达到200公里每小时以上,或者新建线路营运速度达到250公里每小时以上的铁路系统[1]。目前,尽管世界各国对高铁称谓不尽相同,但核心含义却并无实质性差异。自1964年10月日本东海道新干线(世界上公认的第一条高铁)正式投入运营[2]开始,世界高铁发展历程已达半个多世o。而相对于日、法、德等高铁强国,中国高铁建设起步较晚,但发展速度却最为迅猛,发展成果最为突出。若从2008年京津城际铁路正式运营算起,截至2015年底,不足十年,中国高铁总营业里程已达1.9万公里,位居世界首位。根据中华人民共和国国家发展和改革委员会2016年7月颁布的《中长期铁路网规划》(最新修订版),至2030年,中国高铁总里程预计比2015年底增长一倍以上,有望达到4.5万公里。届时,中国高速铁路网基本连接省会城市和其他50万人口以上大中城市,实现相邻大中城市间1~4小时交通圈。

2014年以来,随着“一带一路”国家战略出台,作为中国新名片的“中国高铁”获得了中国现任政府向海外市场的强力推介,中泰高铁、中印(印尼)高铁和中老(老挝)高铁等大型项目纷纷落地开花。2016年6月,在两国元首共同见证下,中俄双方正式签署高铁合作协议,明确“加快中俄欧亚高速运输走廊项目(莫斯科―北京)的建设,并共同开展莫喀的高铁项目”,这也间接带动了国内应用俄汉(汉俄)译界对高铁术语互译问题的关注与研究。

一俄语高铁术语

按照《现代汉语词典》(第6版),“术语”是“某一学科中的专门用语”,在中国又被称为“科技名词”(不同于语法学中的名词)。以此类推,“高铁术语”应是指“高铁领域中的专门用语”。

单从工程技术层面上来讲,高铁与传统铁路相比,在相当大程度上,仅是对传统铁路工程技术的升级改造,使其各项技术指标表现为更“高、精、尖”,而并没有发明、创造出大量新生事物。因此,与传统铁路术语相比,高铁术语并没有大幅增加,更多的只是对传统铁路工程词汇的继承与发展,所有下文中所涉及的俄语高铁术语词汇往往也适用于传统铁路行业。

由于铁路建设工程本身涉及专业众多,包括道路、桥梁、隧道、信号、电气化等,所以高铁术语数量无法精准计量。迄今为止,中俄两国政府权威部门均未对高铁术语做出专业裁定,而仅仅是对铁路(交通)工程术语做了规范性约定。例如,1999年由铁道科学名词审定委员会审定出版的《铁道科技名词――汉英法德俄日六种语言》[3]收录了6891个铁路术语词条;2013年底中国住房城乡建设部颁布的最新版《铁路工程基本术语标准》(GB/T 50262―2013)[4]中收录了1862个术语;而同年出版的Основные понятия, термины и определения(《俄罗斯联邦铁路交通国家标准:基本解释、术语及定义》)[5]一书中则只收录了440个术语;2015年3月在中国正式实施的《高速铁路设计规范》(TB 10621―2014)[6]只是对高铁各个专业设计做了相应规范,并未对高铁术语做出主要关注,全书仅收录了26个术语及41个缩略词。

二生成机制

众所周知,传统铁路及高铁技术均发端于欧、美、日等发达国家。俄罗斯境内1834年开始兴建的第一条蒸汽铁路线路(圣彼得堡―皇村)与2008年开始兴建的第一条“鹰隼”(Сапсан)号高速铁路(莫斯科―圣彼得堡)均大幅借鉴了德语国家(德国、匈牙利)的技术和设备,而德、匈两国在铁路工程技术方面颇受英、法、意等国的影响,加之俄文本身为字母文字,上述多重因素综合最终致使俄语高铁术语在生成过程中大量借鉴了外来词汇;此外,还有一小部分术语则是在俄语传统词汇语义基础上的再加工,语义相应进行了拓展,不过其所占比例相对较小。一言以蔽之,俄语高铁术语生成是以借用、吸收外来词汇为主,本土相近、相仿词汇语义拓展为辅的方式。这也基本符合科技语汇借鉴进而形成自身术语的主流套路。

1.借用、吸收外来词

词汇借用,顾名思义,是指在交流过程中直接借用其他文化词汇的语音和/或词形及词义。工业革命以来,世界各国之间经济、政治、文化、教育、科技等各方面交流日益频繁,词汇借用现象日渐突出,科技领域表现尤为突出。俄罗斯地跨欧亚,且俄语作为字母拼读语言之一,频频借用外来词汇,尤其是拉丁语、德语、法语、英语等科技专业词汇方面屡见不鲜。当然俄语术语借用并不是简单地照搬,而是在俄语构词法及语法的框架下,对外来词进行适当“再加工”,使其语音/词形更加本土化,以便使本国民众更乐于吸收和接受。高铁术语作为科技术语范畴也不例外。总体来说,俄语高铁术语借用外来词主要分为以下两种方式:

(1)直接借用

鉴于俄语与主要欧美语言一样为字母表音形式,所以在这里我们所说的“直接借用”,主要是指“音译”,即直接引用外来词汇原字母形式,并根据俄语既有词汇语言学而加以“俄化”。例如,турникет(闸机)源自法语tourniquet、блокирование(闭锁)源自英文block、индуктор(感应器)源自拉丁语induco、бункер(舱)源自德语buker等。直接借用简单易行,对丰富俄语既有词汇也起着非常重要的作用,但是对于非专业人士与不熟悉外语的人士来说,理解难度有所增加。直接借用在高铁现有术语中最为普遍,高铁核心常用词汇多半采用此类借用模式,见表1。

(2)间接借用

间接借用与直接借用相对应,是指除“音译”为主的直接借用之外的其他非直接借用形式,主要是指描述性借用[8],即“针对俄语现有词汇中高铁术语缺失的现象,主要对外来高铁术语利用俄语现有词汇进行描述性说明”。例如,“承力索”英语为carrier cable,俄语借鉴就是用了相应的描述性翻译处理,即несущий трос;轨排(рельсошпальная решетка)也并非直接采用了音译词(英语为track panel),而是用现有的俄语词进行了解释性描述,即间接借用。与直接借用相比,这种所谓的描述性借用较容易理解和接受。另如,辙叉咽喉(горло крестовины)、有害空间(метрвая зона)、导轨式(направляющая рельсовая)、车挡(тупиковый упор)、道岔(стрелочный перевод)、岛式站台(островная платформа)、二系悬挂(двухступенчатое подвешивание)、弹性车轮(упругое колесо)等。

2. 本土词语义拓展

俄语高铁术语生成过程中,除了主要借用外来词汇之外,还有一部分术语是在俄语既有词汇基础之上,利用若干词汇与高铁专业术语之间的类似或相似性,而将既有俄语词汇的既有意义进行延伸、拓展,进而使其产生具有高铁术语意义的“新词汇”。例如,тележка(转向架),该词俄语本义为“[小]车”的意思,与火车转向架形状较为类似,故旧词便产生了新的意义;再如люлька(摇枕)[9]本义为“可以一摇一晃,放婴儿的摇篮”,因此被借用来描述转向架上的部件“摇枕”。此外,стрелка(转辙器)、остряк(尖轨)、горка(驼峰)、скользун(旁承)、рама(车架)、башмак(集电靴)、обделка(衬砌)、съезд(渡线) 等词也是在俄语固有词原义基础上的拓展和引申。

三翻译策略

高铁术语汉译因技术难度大、专业范围广等多重原因而增添难度。相对于高铁术语英汉互译而言,近年来国内俄语通识教育培养的急剧缩p,造成国内大中专院校学习高铁专业的人员懂俄语的少之又少;高等教育培养出来的俄语人才,还懂高铁技术的人员同样是凤毛麟角,这就导致了俄语高铁术语汉译过程中错误频出。

当然,需要注意的是,新中国建立初期,中国社会主义铁路建设事业受苏联影响巨大,大部分铁路专家均曾在苏联大中技术性院校进修或者学习过,大部分铁路专业词汇翻译借鉴了俄语翻译,例如1959年出版的《俄华铁路词典》明显有着苏联词典的烙印[10]。2000年之后,中国铁路,尤其是高速铁路事业飞速发展,而与之相应的是俄罗斯基建领域的裹足不前,这样一来,俄罗斯铁路术语不得不反过来受中国铁路术语的影响。由此一来一往,便客观上为俄汉高铁术语互译也打下了“心照不宣”的效果。

以下笔者就以自身工作经验为基础,对从事高铁技术翻译的人员提出几项高铁术语汉译策略:

1. 要略懂技术

对于俄语专业出身从事高铁行业翻译的人员,一般而言,语言并不是第一难题,而不懂技术才是首要问题,尤其是专业术语认知缺失,往往造成翻译意义不能及时传达的后果。比如,“风挡”一词,在铁路行业中往往是指安装在列车车厢两端的、作为旅客从一个车厢到另一个车厢的通道(упругая площадка),而在上海外国语大学出版的《俄汉大词典》(2009年版)[11]中却译为“ветроотражатель”(挡风装置),未免贻笑大方。又如,“天窗”也是高频误译的高铁术语之一,日常生活中它经常是指“顶面窗户”(окно верхнего света),但是铁路行业中它往往是指列车运行图中不铺画列车运行线或调整、抽减列车运行,为施工和维修作业预留的时间[4],即техническое обслуживание。

由此可见懂专业技术的重要性。当然,对于俄语专业人员,精通高铁技术及术语难度可想而知,所以建议译员朋友们略懂技术,须在工作之余翻阅《铁路工程概论》[1]《高速铁路概论》[2]《铁路工程基本术语标准》[4]等相关基础书籍,这对提高高铁技术翻译人员综合素养有着不可替代的作用。

2. 要精通语言

高铁技术翻译,须精通中俄两国语言,谙熟两国文化。这也是做好高铁技术翻译的基础之一。此内容国内外学者多有论述,在此不再赘述。

3. 要学会方法

高铁技术术语翻译需要讲究方法。由于铁路领域的汉英/英汉术语词典较为常见,在遇到不能翻译的高铁术语时,我们可借助英语作为中间桥梁,最终达到俄汉准确互译的目的。国内常见的汉英/英汉铁路术语书籍有《英汉汉英铁路词典》《英汉铁路词典》等。

此外,在“互联网+”时代,还要学会通过互联网、机辅翻译来达到精准翻译的目的。

4. 要善于总结

温故而知新。翻译是一门需要反复实战练习,并且不断总结深化的学问。高铁术语翻译更是如此。高铁术语触类庞杂,需要本行业专业翻译人员在工作实践中,通过多方学习,不断总结,最终摸索出一套适于自身的翻译方法。

四结语

俄语高铁术语基本上继承了传统铁路术语,且大部分源自外来词汇。准确翻译高铁术语,不仅需要略懂技术专业,而且需要精通语言。在术语互译过程中,如遇困难,可以借助于第三语言作为中介进行尝试,尤其是在“互联网+”时代背景下,可以借助“机辅翻译”进行操作及校对。翻译本身就是一个自我摸索与总结的过程,术语翻译尤其是这样,所以还要学会不断总结,以便日后取得更大的收获。

参考文献

[1] 魏庆朝.铁路工程概论[M].2版.北京:中国铁道出版社,2015:241-245.

[2] 佟立本.高速铁路概论[M].4版.北京:中国铁道出版社,2015:5-11.

[3] 铁道科学名词审定委员会.铁道科技名词――汉英法德俄日六种语言[M].北京:中国铁道出版社,1999:126-132.

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T 50262―2013铁路工程基本术语标准[S].北京:中国计划出版社,2015:39-43.

[5] МИИТ.Основные понятия, термины и определения[M].Москва:Cтандартинформ, 2013:73-79.

[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.TB 10621―2014高速F路设计规范[S].北京:中国计划出版社,2014:2-15.

[7] Захаров В А, Михальченко А А, Захаров Д В.Краткий толковый словарь железнодорожных терминов[M].Гомел:БелГУТ, 2014:8-12.

[8] Демишкевич Е В.Заимствование как способ образования терминов железнодорожного транспорта[J].Осмк:Омский научный вестник, 2015, 126(2):62-64.

[9] Космин В В,Космин А В.Русскоанглийский железнодорожный словарь[M].Москва:ИнфраИнженерия, 2014:128-129.

第11篇

【关键词】高速铁路;桥梁设计;制约因素;关键技术

中图分类号: K928 文献标识码: A

一、前言

在高速铁路的施工建设过程中,桥梁设计和建设是最为关键的技术,也是施工难度最大的技术。因此,在施工中要重点对桥梁设计施工高度重视,严格规范施工操作技术。

二、制约我国高速铁路桥梁建设的因素

1、复杂的地理位置

中国疆域广阔,地理环境也是复杂多变的。中国要想编制自己的高速公路网,进行高铁桥梁的建设,需要根据实际的地理位置上的变化,采取不同的技术手段来克服种种恶劣的环境条件。

2、相对落后的基础设施建设

我国的高速铁路建设起步晚,且基础设施建设不够完善。于是在实际的建设过程中,缺乏行之有效的技术手段和及时配套的基础设施,甚至是专业的人员搭配都无法到位,这些都会对桥梁的建设制造很大的难题。

3、安全性和舒适性要求

由于速度上的提高,高速铁路桥梁的建设就要重新定义安全性和舒适性。不同于普通列车的是,在飞速行驶中会带来轰鸣声、耳膜共振等现象,导致这些的可能是桥梁本身的动力响应、结构的非弹性变形以及稳定频率状况,路桥刚度过渡,大跨度桥梁低频振动、桥面构造以及高速铁路线型要求等方面。

三、高速铁路对桥梁工程的具体要求

1、桥梁结构动力性能的要求

高速铁路列车的高速运行使得桥梁结构承受的动力作用增大,由此产生的冲击和振动比较强烈,非常有可能因为车桥共振而造成灾害的发生。高速铁路对桥梁结构的强度要求比较高。在桥梁设计上要考虑静力计算,最终达到桥梁结构动力性能的实现。

2、轨道平顺性的要求

轨道的结构对预应力混凝土梁部结构的徐变上拱度和桥梁基础的工后沉降提出了更加严格的要求,这样才能有效的保证高速铁路桥上高速列车的安全性、平稳性和旅客乘坐的舒适性。

3、桥梁施工的要求

由于铁路客运专线桥梁的标准比较高,体量也比较大,使得桥梁结构的型式与一般铁路干线的桥梁有所不同,这就对桥梁工程施工的制架技术、施工组织和施工工艺都提出了新的要求。

四、高速铁路桥梁建设的技术特点

1、高比例

在我国高速铁路的建设施工中,不难发现众多的高架桥梁正在修建或者已经投入使用,如此高密度的桥梁的使用主要是为了节约土地资源和方便周围人们的出行。据不完全的统计,正在使用的高速铁路中有接近60%左右的铁路桥梁建设,其中,京津城际铁路桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6%,京沪高速铁路为80.5%。

2、简支箱梁结构形式

在对我国高速铁路建设实际情况、工期要求和技术特点综合的分析之后,规定了如下标准:以32m简支箱梁作为标准跨度,整孔预制架设施工。

3、大跨度

在我国,从基本国情出发,客运专线中有很多跨度在100m及以上的大跨度桥梁。相关数字表明,正在施工和已完成的客运专线中,大约有两百多座100m以上跨度的高速铁路桥梁。值得一提的是,预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128m,预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180m,钢桥的最大跨度为504m。

4、桥梁刚度大,整体性好

要保证高速铁路桥梁在横向和竖向上都有足够大的刚度和良好的整体性,并最大限度的控制因为混泥土的原因而产生的徐变上拱和不均匀温差现象。只有这样,才能避免施工过程中桥梁出现较大挠度和振幅,进而以保证轨道的高平顺性和乘客的舒适性。

6、良好的耐久性

耐久性是在设计高速铁路时一个非常重要的原则。作为频繁使用的交通工具,应当做到最少的维修和维护,保证持久的工作运行状态。那么,在设计的时候就需要考虑到结构布局和构造细节的合理性,并在施工中加以严格把关。

五、我国高速铁路桥梁建设的关键技术

1、车桥线动力响应仿真技术

为保证列车高速、舒适、安全行驶,高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性,以防止桥梁出现较大挠度和振幅。我国从20世纪80年代初就开始进行车-线-桥动力相互作用理论和应用研究,建立和发展了多种分析模型,制定了相应的评定标准。在铁道部组织的桥梁动力性能综合试验中,试验车创造了300 km/h以上的速度纪录,验证了我国车-线-桥动力仿真分析方法的有效性和评定标准的可信性。通过多年科研攻关和工程实践,基本掌握了高速铁路车-线-桥动力响应作用机理。

2、大跨度桥梁设计建造技术

高速铁路桥梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要,高速铁路大跨度桥梁的修建也不可避免,而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与其他路段保持一致,这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。主要设计建造技术包括:采用更高强度等级钢材、应用新型空间结构、研制大跨重载桥梁专用装置、采用深水基础施工新工艺等,如图1所示。

图1京广客运专线武汉天兴洲长江大桥效果图,

3、无缝线路桥梁设计建造技术

桥上无缝线路钢轨受力与路基上钢轨受力不同,桥梁自身变形和位移将使桥上钢轨承受额外的附加应力。为了保证桥上行车安全,设计应考虑梁轨共同作用引起的钢轨附加力,并采取措施将其限制在安全范围内。钢轨附加应力包括制动力、伸缩力和挠曲力。经过多年的专题研究,目前我国系统建立了无缝线路梁-轨作用的力学模型,通过相应的模型试验和实桥测试验证了分析模型和理论的可靠性,制定了相应的技术控制指标。

4、无砟轨道桥梁设计建造技术

一般而言,钢筋混凝土轨道板系统更适用于高架铁路桥。高架铁路桥桥面本身具备坚实的支承面,如果辅以适当设计的板式轨道结构,则能比传统的有碴轨道更好地控制桥面位移。板式轨道结构的最大优势在于它能较大地提高轨道的稳定性。它不会由于高架桥面纵向移动而导致钢轨受力过大而发生轨道扭曲;其垂直端悬臂位移的影响可以采用合适的设计方案予以控制。过大的桥梁变形由于其不可接受的错位、过大的轨道应力及振动将会危及行车安全。这些问题将会导致养护工作的增加,并降低乘客的舒适度。有必要对以下位移限值进行校验:在德国规范中,梁端扭转角的限制值仅用于有碴轨道桥梁。桥面横向变形应通过活载值乘以桥面宽度范围内冲击系数、风荷载、振动力、离心力以及温度梯度来计算。

轨道安装之后出现的徐变和收缩所造成的变形不得超过L/5 000,其中,L代表桥跨的长度,以m计。两连续桥面的伸缩缝的最大允许相对位移值不得超过1 mm。

5、高架长桥快速施工技术

正在建设的高速铁路桥梁长度占线路长度的比例远远大于普通铁路,并出现了一些长度大于l0km、甚至达到上百千米的特长高架桥。标准跨度简支梁一般采用在沿线现场预制梁厂集中预制,并以配套运架设备逐孔架设的施工方法,特殊跨度的连续梁采用原位浇筑的施工方法。通过工程实践,形成了一系列成熟的标准梁制、运、架工艺及相应装备,高质量、高速度地实现了特长桥梁的建造。

6、车站桥梁设计建造技术

集铁路、地铁、地面交通为一体的大型综合交通客站从桥梁角度来说有两种类型,为房内设桥和桥上设房。北京南站、上海虹桥站采用房内设桥方式,要综合考虑各种因素,重点解决温度应力缝设置、结构综合受力分析以及合理控制工程量等问题;新武汉站(见图2)、新广州站采用桥上设房方式,桥梁承载了巨大的站房荷载,且多以集中荷载的方式作用于桥上,桥梁结构设计极其复杂,其关键是要上下结合巧妙布置,使站房的力尽快传于桥墩上,并合理控制桥梁桥墩变形对站房结构的影响。

图2新武汉客站站桥剖视图

六、结束语

随着我国高速铁路不断的发展,目前仍具有很大的提升空间,只要我们能够充分发挥自身优势,做好高速铁路桥梁施工建设,在施工过程中要严格遵照相关规定进行,严把质量关,并不断应用新的科技水平,就一定能够实现铁路发展的现代化。

参考文献

[1]胡玉芹.高速铁路桥梁预应力混凝土施工工艺[J].黑龙江交通科技,2011

[2]朱明.浅谈高速铁路桥梁预应力混凝土的连续施工[J].科技资讯,2011

[3]李文兵.京沪高铁跨浍河系杆拱桥施工技术探讨[J].西部交通科技,2010

第12篇

关键词:高速列车;气动载荷;CAE分析技术

中图分类号:U271.91; U266.2; O35文献标志码:A

Goals and direction of CAE analysis technology of

aerodynamics on high-speed train in China

ZHENG Bailin, WU Xiugen, GU Chengzhang

(Institute of Applied Mechanics, Tongji Univ., Shanghai 200092, China)

Abstract: With the velocity of high-speed train approaching 380 km/h in China and the domestic innovative technologies and design being grown up after digesting and absorbing advanced ideas from the developed countries, three issues are summarized for the developing goals and direction of aerodynamics CAE analysis technology on high-speed train in China: the application of CAE analysis technology in the design of high-speed railway, three significant researching and engineering goals of Computational Fluid Dynamics(CFD) analysis on high-speed train and the CAE analysis technology of aerodynamics on high-speed train in the future. It is clearly demonstrated that the CAE technology is playing a key role in the coming design and structure analysis of Chinese high-speed train and the CAE analysis of aerodynamics is the core.

Key words: high-speed train; aerodynamic load; CAE analysis technology

收稿日期:2010-[KG*9〗05-[KG*9〗07

作者简介: 郑百林(1966―),男,陕西岐山人,教授, 博导,博士, 研究方向为复合材料力学与数值模拟,(E-mail) 0引言

2009年,我国武广线、郑西线时速350 km高速铁路线的开通标志着我国铁路进入高速列车时代. 根据我国铁路建设中长期发展规划,中国将在未来十几年内建造12 000 km高速铁路,而且多条客运专线的设计运营速度为300~350 km/h.[1] 到2012年,我国将建成“四纵四横”铁路网,总里程超过目前世界高速铁路的总和. 这个世界上最大的高速铁路网将把经济最发达的长三角、珠三角、环渤海地区及其他城市比较密集的地区联结起来. 铁路网具体分布见表1. 到2020年,充分把握这12年中国经济快速发展的机遇,我国高速铁路总规模将达到18 000 km. 从北京出发,到绝大多数省会城市或直辖市的时间约为1~8 h. [2]

表 1到2012年中国建成的“四纵四横”铁路网及运行时间方位运行区间运行里程/km运行时间/h四纵北京――上海1 3004北京――广州2 2607北京――哈尔滨1 7005杭州――深圳1 7005四横徐州――兰州1 4005上海――昆明2 0007南京――成都1 9006青岛――太原8003

中共中央政治局委员、北京市委书记刘淇说,高速列车是我国近几年自主创新非常有代表性、非常成功的例子,走的是引进消化吸收再创新的路线,政府主导作用明显,市场保障充分. 实践证明,这条路是走得通的,而且是极富中国特色、中国优势的. 美国驻华大使洪博培说,铁路的希望在中国,我不得不承认,在铁路建设方面我们(美国)要向中国学习. 《科技日报》报道,在高速铁路上运行的是时速300~350 km不同等级的国产“和谐号”动车组,为开发这些现代化铁路移动装备,国内近20多所大学和科研院所,50多名两院院士和1万多名研究人员,在铁道部统一指挥和科技部强力支持下,系统解决我国高速铁路建设的一系列重大关键技术;在引进时速200 km及以上动车组技术的基础上,通过快速消化吸收再创新,突破制约速度提升的核心技术,使国产高速列车实现由时速200 km到350 km的技术升级;并在大断面宽体车、高速轮轨、高速受流、高速制动和人机界面等方面均进行系统创新. 《人民日报》报道:自主创新,让中国高速铁路拥有自主知识产权. 高速铁路技术的原创者是日本、法国和德国,中国瞄准世界高速铁路最先进技术,通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,取得一系列重大技术创新成果,形成世界先进水平的高速铁路技术体系. 到目前为止,中国铁路没与任何一家国外公司产生知识产权纠纷,相关技术正在实现专利化、专利标准化和标准国际化,已申请专利946项,现在的中国高速列车技术足以与日、德、法等国并驾齐驱.

经过6次大规模提速和基础设施建设,中国铁路从过去时速仅60 km提高到200 km;而从200 km提高到350 km是名副其实的跨越式发展. 时速120 km是家用小轿车在高速公路上的行驶速度,时速180 km是强台风的速度,时速300 km是波音大型飞机起飞的速度,时速500 km则达到飞机最低的巡航速度. 目前,中国高速列车新一代动车组的运营速度是时速350 km,设计时速已达到430 km,而时速500 km的试验高速动车组已在研发之中.

飞速发展的高速铁路带来前所未有的科技难题,中国的高速列车技术已经走在国际前沿,必然有许多无法借鉴的课题需要攻关. 近年来,由科技部和铁道部牵头,中科院力学所、西安飞机强度研究所、中国空气动力学研究中心、清华大学、西南交通大学、北京交通大学和同济大学等几十家国内一流高校和科研院所,承担与高速列车有关的支撑计划、“九七三”计划、“八六三”计划以及重大专项等项目的联合攻关,为南车集团提供强有力的科技研发技术支持. 高速列车已达到飞机的飞行速度,空气动力学分析因此上升到关键位置. 虽然我国关于空气动力学的理论研究有一大批人才,但是高速风洞在中国仍处于空白状态,而且我国大型客机的研发刚刚起步,这制约着高速列车空气动力学分析中关键问题的试验研究. 近年来发展起来的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)可以在较短时间内建设高速数值风洞及其分析平台.

1高速铁路设计中CAE分析技术的应用在列车时速低于200 km的铁路设计中,轮轨激励及其引起的振动是列车结构设计中考虑的主要问题,故在该阶段主要使用的CAE分析技术是结构强度、刚度仿真分析,一般刚体动力学仿真分析及与电器电路有关的电磁场仿真分析,很少涉及空气动力学仿真分析,只有在计算空气阻力时涉及流体力学的一些理论与基本方法,基本不需要CFD技术. 但是,在列车时速超过200 km,尤其是接近350 km或者更高时,不仅列车的主要阻力来源于空气,高速气流产生的脉动压力也成为列车振动的主要外载,空气噪声远远超过轮轨噪声成为主要噪声源. 在低速列车中,受电弓处产生的空气噪声强度与轮轨噪声基本相当,而在高速列车中,受电弓处产生的空气噪声可以让轮轨噪声忽略不计. 使用理论方法分析复杂结构具有很大困难,高速风洞的欠缺使试验测试手段受到制约.因而,在高速铁路的设计分析中,CFD技术成为目前解决与空气动力学相关课题的重要手段. 从图1可以清楚看到CAE分析技术在低速铁路和高速铁路设计分析中各学科的比例.(a) 低速铁路

(b) 高速铁路

图 1CAE分析技术在低速和高速铁路设计

分析中各学科的比例

2高速列车CFD分析的3大任务

在高速列车设计和分析中,进行空气动力学分析的数值方法须完成3个比较重要的任务:(1)高速列车行驶时的空气阻力;(2)各种行车工况下的脉动压力;(3)由脉动压力产生的空气噪声.

(1)使用一般的CFD计算分析软件就可以较为准确地获得高速行驶时空气阻力的计算结果. 目前较为常用的CFD软件有FLUENT和STAR-CD等. 车速在350 km/ h时,雷诺数较小,空气仍然可以看作不可压缩,此时进行稳态或者瞬态计算分析便可得到列车阻力与车速的关系. 主要困难在于,为了降低空气阻力、提高稳定性,目前对车头进行流线型侧翼添加导流槽设计,给流体分析带来网格剖分的难度,一般使用高密度网格可以比较好地解决该问题.

(2)在高速列车会车时,气动作用力发生很大变化. 两列车相对运行会车时的气动作用影响随车速的2次方函数递增. 因此随着列车运行速度的提高,会车时产生的气动压力波对列车侧壁和侧窗强度的影响、对车内乘客舒适度的影响以及对列车运动稳定性的影响急剧增加,广深线准高速列车运行初期因会车导致的破窗事故就多次发生.[1]

在计算分析时,不可压缩与可压缩的判别非常重要.从理论上讲,200 km时速的列车会车时,相对速度已经达到400 km/ h,雷诺数较大,应当考虑空气的可压缩性,但研究表明,此时空气的可压缩性对气动压力波影响较小[3],见图2. 列车以350 km时速交会时,相对速度达700 km/ h,必须考虑空气的可压缩性[4],见图3. 从图2和3可以看出,低速会车时负压最大为800 Pa左右,而高速会车时负压已经接近2 500 Pa. 图 2低速可压缩与不可压缩产生的压力对比

图 3高速会车时的压力曲线

(3)高速列车噪声的气动声学数值分析是高速列车流体分析的重要内容. 高速列车噪声一般产生在舱门、挡雪板、转向架、雨刷和集电部等5个部分.集电部的噪声源强度可以达到120 db左右,在进行空气阻力和会车压力波分析时,由于以上5个部分结构部件相比车体细小且复杂,所以不能考虑进去,尤其是集电部有众多电子及绝缘部件必须进行单独的流体分析. 在集电部噪声源分析技术方面,日本和法国等国家积累的经验相当丰富[5-6],图4是日本依据CAE分析技术改进后的几代集电部形态,可以大大降低噪声.

图 4日本依据CAE分析技术改进的几代集电部形态

3高速列车空气动力学CAE分析技术的方向(1)借鉴航空器,尤其是飞机设计中的空气动力学数值分析技术和手段,建立对高雷诺数流体的数值模拟方法.

(2)高速列车在会车时,有明线会车、隧道会车,等速及不等速会车,以及直线会车、弯道会车等各种复杂工况,这些数值分析都需要发展动网格和滑移网格技术. 虽然已经有研究者在各种分析平台上实现了这些技术的应用,但是求解规模和效率受到很大限制.

(3)开发具有自主知识产权的高速列车空气动力学分析模块,建立中国高速列车专用的数值风洞,具有国际战略意义. 中国不仅要在自己的土地上建设世界上跑得最快的火车,而且要拥有自主知识产权,并成为技术输出大国. 建立高速列车数值风洞,意义深远.

参考文献:

[1]李人宪, 赵晶, 刘杰, 等. 高速列车会车压力波对侧窗的影响[J]. 机械工程学报, 2010, 46(4): 87-92.

[2]赵承, 张旭东, 齐中熙, 等. 穿越梦幻的时空――中国高速铁路发展纪实(下)[J]. 报林, 2010, 147(4): 17-26.

[3]刘杰, 李人宪, 赵晶. 高速列车等速会车时气动作用力仿真分析[J]. 铁道车辆, 2009, 47(3): 5-9.

[4]李雪冰, 侯传伦, 光,等. 高速列车交会时的风致振动研究[J]. 振动与冲击, 2009, 28(7): 81-89.