高鐵定義

　　高鐵（原名高速鐵路），是指通過改造原有線路（直線化、軌距標(biāo)準(zhǔn)化），使最高營運速率達(dá)到不小于每小時200公里，或者專門修建新的"高速新線"，使?fàn)I運速率達(dá)到每小時至少250公里的鐵路系統(tǒng)。高速鐵路除了在列車在營運達(dá)到一定速度標(biāo)準(zhǔn)外，車輛、路軌、操作都需要配合提升。

　　中國2014年1月1日起實施的《鐵路安全管理條例》規(guī)定，高速鐵路（高鐵）是指設(shè)計開行時速250公里以上（含預(yù)留），并且初期運營時速200公里以上的客運列車專線鐵路。

　　世界上首條高鐵

　　世界上首條出現(xiàn)的高速鐵路是日本的新干線，于1964年正式營運。日系新干線列車由川崎重工建造，行駛在東京－名古屋－京都－大阪的東海道新干線，營運速度每小時271公里，營運最高時速300公里。

　　此后高鐵技術(shù)得到各個國家的重視，高鐵在世界各個城市遍地開花，緣起法國的TGV技術(shù)、緣起德國的ICE技術(shù)、緣起西班牙的Talgo技術(shù)以及得益于航空航天技術(shù)發(fā)展而誕生的磁懸浮技術(shù)都為高鐵速度的提升探索了思路和方式。而中國研究的CRH技術(shù)是高鐵科技領(lǐng)域的又一重大突破。本文就是向各位介紹CRH技術(shù)，而CRH技術(shù)正是高鐵與普通鐵路區(qū)分的關(guān)鍵技術(shù)因素之一。

　　高鐵動車的基本組成

　　1.車體

　　車體的作用是安裝基礎(chǔ)和承載骨架。現(xiàn)代動車組車體均采用整體承載的鋼結(jié)構(gòu)或者輕金屬結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)在最輕的自重下滿足強(qiáng)度和剛度要求。

　　2.轉(zhuǎn)向架

　　轉(zhuǎn)向架有動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架之分。其作用是承載、轉(zhuǎn)向、減振、制動，動力轉(zhuǎn)向架還具有驅(qū)動的功能。轉(zhuǎn)向架由構(gòu)架、懸掛裝置、輪對軸箱裝置和基礎(chǔ)制動裝置等組成。而動力轉(zhuǎn)向架還有驅(qū)動裝置。

　　3.牽引傳動控制系統(tǒng)

　　作用是傳遞能量和運行控制。牽引傳動系統(tǒng)主要是指列車的電氣設(shè)備，分為傳動電路系統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)和電子與控制電路系統(tǒng)。主傳動電路系統(tǒng)主要包括主變壓器、主變流器、牽引電機(jī)。輔助電路系統(tǒng)主要包括通風(fēng)冷卻裝置、車內(nèi)供電裝置。

　　4.制動裝置

　　該裝置包括機(jī)械部分、空氣管路部分和電氣控制部分。制動方式有空氣制動和電氣制動，不同的制動方式有不同的制動裝置。

　　5.車端連接裝置

　　該裝置包括各種車購緩沖裝置、鉸接裝置和風(fēng)擋等。作用是連接車輛成列及緩和縱向沖擊。

　　6.受流裝置

　　動車組均采用受電弓受流器。

　　7.車輛內(nèi)部設(shè)備和駕駛室設(shè)備

　　這里面就是些類似于"家具"一樣的東西了，如空調(diào)、燈、座椅等。

　　CRH核心技術(shù)點

　　動車本質(zhì)上是人類科學(xué)技術(shù)水平的集中體現(xiàn)，里面的所有設(shè)備裝置都是科技在鐵路運輸上的應(yīng)用。所以談到動車組的核心技術(shù)，很多都是在別的地方有應(yīng)用的。

　　動車組核心的核心是牽引傳動系統(tǒng)

　　我國動車組均采用交直交傳動，接觸網(wǎng)上的交流電經(jīng)過受電弓和變壓器之后，被整流成直流，再逆變成交流通入異步牽引電機(jī)。

　　弓網(wǎng)關(guān)系

　　高速列車在運行的時候，列車速度越高，受電弓與接觸網(wǎng)的良好接觸就越難實現(xiàn)，這就是弓網(wǎng)關(guān)系。

　　輪軌關(guān)系（轉(zhuǎn)向架）

　　高速下，輪對與鋼軌之間的蠕滑、輪軌動力學(xué)、運動穩(wěn)定性、曲線通過性能，這些基本上可以歸納到轉(zhuǎn)向架中。

　　變流技術(shù)

　　要實現(xiàn)整流和逆變最根本的是器件，所以動車的運行必須要大功率的可控器件。其中以IGBT為代表。其次，逆變器和整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定了輸出的性能。再者，整流器和逆變器的控制技術(shù)也非常重要，而且控制技術(shù)牽涉到整車的運行策略和工況，難度非常高。

　　牽引電機(jī)控制技術(shù)

　　對牽引電機(jī)的控制一般是將逆變器和電機(jī)作為整體進(jìn)行控制的，現(xiàn)在最成熟的兩種控制方法一個是矢量控制一個是直接轉(zhuǎn)矩控制。在具體的控制方法中，還有很多實現(xiàn)上的困難。在其中，會添加一些技術(shù)，比如無傳感器技術(shù)，非線性解耦等。

　　再生制動

　　再生制動是一種非常環(huán)保的制動技術(shù)，它利用列車的動能發(fā)電，將電能返送到電網(wǎng)中去。再生制動技術(shù)本質(zhì)上是控制技術(shù)，它不需要額外的主電氣設(shè)備，它只是將電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)，逆變器作為整流器，整流器作為逆變器，參照上圖。再生制動技術(shù)中最主要的，是如何保證返送回電網(wǎng)的電能的質(zhì)量。

　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和列車運行系統(tǒng)

　　動車組通常動力較為分散，設(shè)備都分布在不同的車廂上，在高速運行中，如何使設(shè)備協(xié)調(diào)工作，消除延時，這個是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)解決的。其中涉及到信號傳輸、通信協(xié)議、車載計算機(jī)等技術(shù)。

　　至于列車運行系統(tǒng)主要針對外部和列車的協(xié)調(diào)。這其中包括區(qū)間閉塞技術(shù)、無線通信技術(shù)。

　　輔助供電系統(tǒng)

　　這段不多說，詳情見目前火車是如何供電的。

　　動車組CRH和和諧電HXD系列。動車組的牽引供電系統(tǒng)由接觸網(wǎng)經(jīng)受電弓到牽引變壓器，牽引變壓器變壓后到牽引整流器，然后是牽引逆變器，最后到牽引電機(jī)。這是牽引供電系統(tǒng)。而車廂內(nèi)照明、空氣制動機(jī)和列車控制系統(tǒng)供電來源是由輔助變流器得到，在變壓器后面有另一個繞組接出，接上輔助變流器。而控制電路和照明供電有專門的蓄電池備用。

　　材料技術(shù)

　　車窗、車體、轉(zhuǎn)向架、輪對、閘瓦都需要材料技術(shù)的支撐。這個無需贅言。

　　此外，高鐵和普通鐵路還有很大差別。

　　1.高速鐵路使用無砟軌道（在中國是設(shè)計時速超過250km/h的高速鐵路使用無渣軌道，設(shè)計時速200-250km/h的客運專線很多使用的是有砟軌道）。

　　普通鐵路軌道是在小塊石頭堆砌的基礎(chǔ)上，再鋪設(shè)枕木或水泥枕木，被稱為有砟軌道。京滬高鐵用的是無砟軌道，路基不用碎石，鐵軌、軌枕直接鋪在混凝土路上，整條線路水平誤差不超過0.1毫米。在軌道方面，大量采用長距離無縫鋼軌。也就是在高鐵上幾乎聽不到傳統(tǒng)火車的哐當(dāng)哐當(dāng)?shù)穆曇?。沒有了鋼軌接縫，對于列車速度的提高也有幫助。而且道岔都采用高速可動心道岔。其通過速度比普通道岔高很多。且高速鐵路線路彎道更少，火車盡可能的是直線。（需要說明的是無砟軌道的技術(shù)僅日本和德國擁有，中國缺乏軌道板制造技術(shù)，遂選擇引進(jìn)外國技術(shù)及自主研發(fā)。）

　　2.高速鐵路使用的列車是動力分散式動車組。

　　動力分布式列車是鐵路列車的一種和動力集中式相對的牽引方式，特點是動力來源分散在列車各個車廂上的發(fā)動機(jī)，而不是集中在機(jī)車上，中國的"和諧號"動車組是以架空電纜方式提供電力來驅(qū)動牽引電動機(jī)的電力動車組。而普通列車是由火車頭牽引的，這是動力集中式的牽引方式。

　　3.信號控制系統(tǒng)不同。

　　中國列車控制系統(tǒng)，簡稱CTCS，是中國鐵路參照歐洲列車控制系統(tǒng)，并結(jié)合中國國情構(gòu)建的技術(shù)體系。使用數(shù)字控制信號，比傳統(tǒng)的模擬信號更加的精確和穩(wěn)定，確保列車運行安全。

　　4.定價和定位不同。