高速列車(chē)系統(tǒng)集成

目錄
“軌道交通科技攻關(guān)學(xué)術(shù)著作系列”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 高速鐵路發(fā)展的概況 1
1.1.1 世界高速鐵路的發(fā)展 1
1.1.2 中國(guó)高速鐵路的發(fā)展 2
1.1.3 中國(guó)高速列車(chē)的研發(fā)歷程 8
1.2 高速列車(chē)遇到的科學(xué)問(wèn)題 9
1.3 本書(shū)內(nèi)容的幾點(diǎn)說(shuō)明 13
參考文獻(xiàn) 16
第2章 高速列車(chē)系統(tǒng)的模型化分析方法 18
2.1 系統(tǒng)概述 18
2.1.1 系統(tǒng)的概念 18
2.1.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介 20
2.1.3 系統(tǒng)的分類(lèi) 20
2.2 系統(tǒng)模型與分析的基礎(chǔ)知識(shí) 22
2.2.1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的表達(dá) 22
2.2.2 系統(tǒng)的方框圖描述 38
2.2.3 頻率特性及其與傳遞函數(shù)的關(guān)系 48
2.2.4 系統(tǒng)頻率特性的求取 57
2.2.5 離散系統(tǒng)的頻率特性 59
2.2.6 非線性系統(tǒng)的分析方法 60
2.3 高速列車(chē)系統(tǒng)分析方程 69
2.4 系統(tǒng)辨識(shí)知識(shí) 70
2.4.1 系統(tǒng)辨識(shí)的基本概念 71
2.4.2 系統(tǒng)辨識(shí)的分類(lèi) 72
2.4.3 系統(tǒng)辨識(shí)的過(guò)程 73
2.4.4 系統(tǒng)辨識(shí)的方法 75
2.5 系統(tǒng)辨識(shí)在車(chē)輛系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用 76
2.5.1 鐵道車(chē)輛采用系統(tǒng)辨識(shí)的必要性 76
2.5.2 車(chē)輛系統(tǒng)故障診斷的任務(wù) 77
2.5.3 車(chē)輛轉(zhuǎn)向架監(jiān)測(cè)診斷子系統(tǒng)的構(gòu)成 79
2.5.4 故障診斷的灰箱辨識(shí)方法 80
2.5.5 用模態(tài)理論辨識(shí)車(chē)輛參數(shù) 82
參考文獻(xiàn) 86
第3章 高速列車(chē)系統(tǒng)輸入 87
3.1 環(huán)境 87
3.1.1 海拔 87
3.1.2 氣溫 89
3.1.3 濕度 93
3.1.4 風(fēng) 96
3.1.5 粉塵 98
3.1.6 雨和雷 99
3.1.7 雪 102
3.1.8 霧 103
3.1.9 日照 105
3.1.10 污染與腐蝕 106
3.1.11 熱負(fù)荷 107
3.2 線路 107
3.2.1 線路等級(jí) 107
3.2.2 區(qū)間平面*小*線半徑 108
3.2.3 列車(chē)可通過(guò)*小*線半徑 110
3.2.4 *線超高的設(shè)置 111
3.2.5 緩和*線的設(shè)置 115
3.2.6 隧道與線間距 117
3.2.7 坡道與*小縱斷面*線半徑 119
3.2.8 道岔 121
3.2.9 橋梁 122
3.2.10 鋼軌 123
3.2.11 軌底坡 123
3.2.12 車(chē)站 123
3.2.13 線路不平順 124
3.2.14 典型的線路輸入 135
3.3 機(jī)械載荷 136
3.3.1 高速列車(chē)的載荷工況 136
3.3.2 基本作用載荷 137
3.3.3 車(chē)輛基本作用載荷的使用概要 138
3.3.4 車(chē)輛所承受的載荷種類(lèi) 138
3.3.5 與質(zhì)量有關(guān)的幾個(gè)定義 138
3.3.6 輪重與軸重 143
3.3.7 與重量有關(guān)的各種載荷的計(jì)算方法 147
3.3.8 垂直載荷 147
3.3.9 橫向載荷 153
3.3.10 縱向載荷 157
3.3.11 扭轉(zhuǎn)載荷(斜對(duì)稱(chēng)載荷) 161
3.3.12 車(chē)體的頂車(chē)載荷 162
3.3.13 車(chē)頂?shù)淖鳂I(yè)載荷 162
3.3.14 零部件的固結(jié)強(qiáng)度 162
3.3.15 牽引電機(jī)的扭矩 163
3.3.16 輪軌縱向摩擦力 163
3.3.17 輪軌黏著力 164
3.3.18 列車(chē)運(yùn)行阻力 167
3.4 氣動(dòng)載荷 169
3.4.1 列車(chē)高速運(yùn)行帶來(lái)的問(wèn)題 169
3.4.2 運(yùn)行阻力 169
3.4.3 列車(chē)交會(huì)壓力波 175
3.4.4 氣動(dòng)升力 177
3.4.5 側(cè)風(fēng) 178
3.4.6 通風(fēng)冷卻進(jìn)排氣口的微氣壓 178
3.4.7 車(chē)內(nèi)微氣壓波 179
3.4.8 礫石沖擊載荷和飛彈沖擊載荷 179
3.4.9 鳥(niǎo)撞載荷 179
3.5 電力 179
3.5.1 牽引供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介 180
3.5.2 互聯(lián)互通對(duì)牽引供電制式的要求 180
3.5.3 接觸網(wǎng) 181
3.5.4 與高速列車(chē)有關(guān)的供電系統(tǒng)品質(zhì)的幾個(gè)問(wèn)題 183
3.6 運(yùn)輸組織相關(guān)問(wèn)題 183
3.7 輸入的動(dòng)態(tài)特性知識(shí) 184
參考文獻(xiàn) 187
第4章 高速列車(chē)系統(tǒng)輸出 188
4.1 輸出的種類(lèi)與利用 188
4.2 典型輸入信號(hào)下的系統(tǒng)輸出響應(yīng) 191
4.2.1 一階微分方程描述的系統(tǒng)對(duì)典型輸入信號(hào)的響應(yīng) 192
4.2.2 二階微分方程描述的系統(tǒng)對(duì)典型輸入信號(hào)的響應(yīng) 195
4.2.3 狀態(tài)方程描述的系統(tǒng)對(duì)典型輸入信號(hào)的響應(yīng) 197
4.2.4 離散系統(tǒng)對(duì)典型輸入信號(hào)的響應(yīng) 200
4.3 利用高速列車(chē)的響應(yīng)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè) 200
4.3.1 高速列車(chē)安全監(jiān)測(cè)的任務(wù) 201
4.3.2 安全監(jiān)測(cè)與診斷決策系統(tǒng)構(gòu)成 203
4.3.3 基本單元硬件架構(gòu) 206
4.3.4 傳感器的選擇與布置 207
4.3.5 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性 209
4.3.6 安全監(jiān)測(cè)的基本分析方法介紹 210
4.4 利用高速列車(chē)的響應(yīng)進(jìn)行故障診斷 215
4.4.1 不利速度區(qū)的概念 215
4.4.2 單一頻率振動(dòng)形成的不利速度區(qū) 220
4.4.3 兩個(gè)頻率振動(dòng)疊加形成的不利速度區(qū) 224
4.4.4 不利速度區(qū)的調(diào)整 226
4.4.5 常見(jiàn)的一些不利速度區(qū)波形 230
4.5 利用高速列車(chē)的響應(yīng)改善車(chē)輛性能 233
4.5.1 控制工程中改善系統(tǒng)性能的方法 233
4.5.2 主動(dòng)半主動(dòng)控制技術(shù) 239
參考文獻(xiàn) 247
第5章 高速列車(chē)系統(tǒng)特性 248
5.1 高速列車(chē)系統(tǒng)特性的基本要求 248
5.1.1 高速列車(chē)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 248
5.1.2 高速列車(chē)設(shè)計(jì)原則 249
5.2 環(huán)境友好性能 250
5.2.1 噪聲特性 250
5.2.2 振動(dòng)特性 252
5.2.3 大氣污染性能 252
5.2.4 廢水廢物排放 253
5.2.5 線路下沉 254
5.2.6 日照障礙 254
5.2.7 電磁兼容性能 254
5.2.8 防霉防蟲(chóng)要求 256
5.3 防火阻燃性能 256
5.4 重量均衡性能 259
5.4.1 軸重的限制 259
5.4.2 軸重的均衡 260
5.4.3 重量的計(jì)算方法 261
5.4.4 關(guān)于稱(chēng)重試驗(yàn) 262
5.5 高速走行性能 263
5.5.1 性能要求 263
5.5.2 高速動(dòng)力學(xué)性能 264
5.5.3 直線運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性 264
5.5.4 抗爬軌穩(wěn)定性 265
5.5.5 抗跳軌穩(wěn)定性 267
5.5.6 抗傾覆穩(wěn)定性 268
5.5.7 輪軸*大橫向力 269
5.5.8 輪軌*大垂向力 270
5.5.9 輪軸平均橫向力 270
5.5.10 運(yùn)行平穩(wěn)性 271
5.6 承載性能 273
5.6.1 強(qiáng)度評(píng)定內(nèi)容 273
5.6.2 應(yīng)力評(píng)定 273
5.6.3 變形評(píng)定 274
5.6.4 穩(wěn)定性評(píng)定 274
5.6.5 疲勞強(qiáng)度評(píng)定 275
5.6.6 應(yīng)力集中問(wèn)題 278
5.6.7 剛度的判定 279
5.6.8 自振頻率的評(píng)定 279
5.6.9 氣密強(qiáng)度 279
5.6.10 沖擊強(qiáng)度 280
5.7 設(shè)備的耐沖擊和耐振動(dòng)性能 280
5.8 牽引性能 281
5.8.1 性能要求 281
5.8.2 定速功能 283
5.8.3 牽引計(jì)算 284
5.8.4 網(wǎng)側(cè)性能指標(biāo) 284
5.9 制動(dòng)性能 285
5.10 列車(chē)的重聯(lián)性能 293
5.11 氣動(dòng)性能 294
5.12 密封性能 297
5.13 車(chē)內(nèi)環(huán)境參數(shù)控制性能 302
5.13.1 列車(chē)高速走行對(duì)車(chē)內(nèi)環(huán)境的影響 302
5.13.2 車(chē)內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的任務(wù)及控制目標(biāo) 302
5.13.3 壓力保護(hù) 304
5.13.4 通風(fēng) 305
5.13.5 應(yīng)急通風(fēng) 306
5.13.6 溫度控制 306
5.13.7 車(chē)內(nèi)噪聲 308
5.13.8 照明 309
5.13.9 衛(wèi)生與排污 310
5.14 車(chē)體隔熱性能 310
5.14.1 高速列車(chē)的隔熱 310
5.14.2 車(chē)體隔熱性能與能量的關(guān)系 310
5.14.3 車(chē)體隔熱的組成 311
5.14.4 車(chē)體隔熱材料 311
5.14.5 車(chē)體隔熱性能試驗(yàn) 311
5.15 RAMS性能 312
5.15.1 定義 312
5.15.2 可靠性 315
5.15.3 可用性 316
5.15.4 可維護(hù)性 317
5.15.5 安全性 324
參考文獻(xiàn) 326
第6章 高速列車(chē)與相關(guān)系統(tǒng)的關(guān)系 327
6.1 高速列車(chē)與限界的關(guān)系 327
6.1.1 限界的種類(lèi)與區(qū)別 327
6.1.2 我國(guó)鐵路既有線限界的改變過(guò)程 329
6.1.3 我國(guó)高速機(jī)車(chē)車(chē)輛限界的發(fā)展歷程 333
6.1.4 動(dòng)態(tài)包絡(luò)線的計(jì)算 337
6.1.5 與互聯(lián)互通的關(guān)系 341
6.1.6 我國(guó)鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛限界的改進(jìn)方向 343
6.2 高速列車(chē)與線路相關(guān)問(wèn)題 344
6.2.1 軸重對(duì)線路的影響 344
6.2.2 線間距 349
6.2.3 坡道 349
6.2.4 *線半徑 350
6.2.5 緩和*線 350
6.2.6 隧道 351
6.2.7 道岔 351
6.2.8 線路不平順管理 351
6.2.9 鋼軌 352
6.2.10 橋梁 352
6.2.11 站臺(tái) 353
6.2.12 高速列車(chē)橫向載荷與欠超高的關(guān)系 354
6.2.13 關(guān)于選線的幾個(gè)問(wèn)題 354
6.3 高速列車(chē)與互聯(lián)互通相關(guān)的問(wèn)題 355
6.3.1 高速鐵路與既有線的互通問(wèn)題 355
6.3.2 高速動(dòng)車(chē)組之間的互聯(lián)問(wèn)題 358
6.3.3 高速列車(chē)與救援機(jī)車(chē)的互聯(lián)問(wèn)題 363
6.3.4 與通信信號(hào)的相關(guān)問(wèn)題 364
6.4 高速列車(chē)與運(yùn)營(yíng)相關(guān)的問(wèn)題 365
6.4.1 與各種交通運(yùn)輸工具的銜接 365
6.4.2 多種經(jīng)營(yíng)模式探究 365
6.4.3 運(yùn)營(yíng)與高速列車(chē)的關(guān)系 365
6.4.4 整備作業(yè) 367
6.4.5 客運(yùn)與貨運(yùn) 369
6.5 高速列車(chē)與電氣化線路的供電關(guān)系 370
6.5.1 供電網(wǎng)網(wǎng)壓波動(dòng)范圍 370
6.5.2 電源三相電壓的不平衡現(xiàn)象 371
6.5.3 功率因數(shù) 371
6.5.4 諧波 372
6.5.5 關(guān)于過(guò)分相區(qū) 373
6.5.6 接觸網(wǎng) 376
6.6 高速列車(chē)與通信信號(hào)相關(guān)的問(wèn)題 378
6.6.1