铁路高速列车应用基础理论与工程技术PDF电子书下载

第1章　高速轮轨系统动力学 1

1.1　高速轮轨系统动力学体系 1

1.1.1　高速轮轨系统动力学体系结构 1

1.1.2　高速轮轨系统动力学与高速铁路技术的关系 2

1.2　高速轮轨系统动力学模型 3

1.2.1　高速轮轨系统动力学模型框架 4

1.2.2　各子系统数学模型 5

1.3　高速轮轨系统动力学服役模拟研究 24

1.4　高速轮轨系统动力学仿真研究——举例 26

1.4.1　列车系统动力学研究 26

1.4.2　线路不平顺对轮重减载率的影响研究 31

1.4.3　钢轨波浪型磨耗研究和预测 36

1.5　结束语 39

第2章　高速转向架技术 40

2.1　高速转向架综合性能研究方法 40

2.1.1 引言 40

2.1.2　高速转向架研究过程 41

2.1.3　高速转向架综合性能研究 41

2.2　车辆系统动力学理论研究 42

2.2.1　车辆系统非线性运动稳定性 42

2.2.2　车辆系统运行平稳性 49

2.2.3　车辆系统脱轨安全性 57

2.3　高速转向架设计原则 63

2.3.1　高速转向架动态环境技术特征 63

2.3.2　高速转向架设计原则 64

2.3.3　高速转向架技术措施 69

2.4　高速转向架参数研究 77

2.4.1　稳定性和曲线通过性能的折衷考虑 77

2.4.2　悬挂参数对车辆平稳性的影响 78

2.4.3　二系悬挂参数对车体振动模态的影响 80

2.4.4　悬挂参数对车辆动力学性能影响规律的小结 83

2.5　高速转向架结构 84

2.5.1 CRH1型动车组转向架 84

2.5.2 CRH2型动车组转向架 86

2.5.3 CRH5型动车组转向架 87

2.6　高速转向架试验研究 89

2.6.1　高速转向架动力学性能的台架试验研究 89

2.6.2　线路动力学性能试验 94

2.7　高速转向架结构疲劳强度 99

2.7.1　概述 99

2.7.2　疲劳设计理论 100

2.7.3　焊接结构的疲劳强度 106

2.7.4　高速转向架焊接结构疲劳强度设计 109

第3章　高速列车牵引与控制技术 120

3.1　高速列车牵引控制基础 120

3.1.1　列车运行过程的数学描述 120

3.1.2　高速列车运行阻力的计算 121

3.1.3　列车牵引特性的计算 122

3.1.4　变频调速异步牵引电机的特性及基本理论 124

3.2　列车牵引传动系统 129

3.2.1　高速列车牵引传动系统概述 129

3.2.2　牵引传动系统的组成与能量变换的技术实现 130

3.2.3　牵引传动系统的优化匹配与容量选定 133

3.2.4　牵引电机设计时要考虑的几个特殊问题 135

3.3　列车牵引变流器技术方案 136

3.3.1　牵引变流器用电力电子器件 136

3.3.2　脉冲整流器工作原理及技术方案 137

3.3.3　牵引逆变器工作原理及技术方案 144

3.3.4　中间直流环节工作原理及技术方案 149

3.3.5　牵引变流器应用 151

3.4　列车牵引控制策略及其实现 152

3.4.1　瞬态直接电流控制策略及其实现 152

3.4.2　磁场定向矢量控制策略及其实现 153

3.4.3　直接转矩控制及其控制系统实现 157

3.5　列车牵引网络控制系统 161

3.5.1　列车网络控制系统概述 161

3.5.2　列车牵引网络控制系统结构 169

3.5.3　列车牵引网络控制系统功能 173

3.6　列车辅助供电系统 177

3.6.1　辅助变流器 177

3.6.2　直流供电系统 184

3.6.3　几种典型高速列车辅助供电系统简介 185

第4章　高速列车制动技术 188

4.1　列车制动原理 188

4.1.1　制动系统组成及原理 188

4.1.2　高速列车对制动系统的要求 193

4.2　列车制动计算 196

4.2.1　制动计算 196

4.2.2　制动系统可靠性计算 202

4.3　高速列车制动方式 206

4.3.1　列车动能转移方式 206

4.3.2　制动力获取方式 209

4.4　高速列车制动控制系统 210

4.4.1　空气制动控制系统 210

4.4.2　电气指令式制动控制系统 211

4.5　高速列车制动技术 217

4.5.1　制动指令传输技术 217

4.5.2　电空配合控制技术 218

4.5.3　减速度控制技术 219

4.5.4　防滑控制技术 220

4.5.5　制动系统的自动监测和故障诊断 222

4.6　高速列车制动系统试验 222

4.6.1　高速列车制动试验种类 222

4.6.2　地面室内静置试验 223

第5章　高速列车运行控制技术 226

5.1　概述 226

5.2　高速列控系统的基本原理和系统集成方法 228

5.2.1 国外典型高速列控系统原理分析 228

5.2.2　中国铁路运行控制系统的基本原理及高速列车运行控制系统集成 231

5.2.3　高速列控系统集成 234

5.3　高速列控系统地-车信息传输技术 237

5.3.1　轨道电路传输技术 238

5.3.2　应答器传输技术 244

5.3.3　GSM-R传输技术 248

5.4　高速列控系统定位技术 254

5.4.1　相对定位技术 255

5.4.2　绝对定位技术 260

5.4.3　基于多传感器数据融合的定位技术 261

5.5　列车制动模型 263

5.5.1　基于制动率控制的制动模型 263

5.5.2　基于减速度控制的制动模型 264

5.5.3　两种模型的相互关系 266

第6章　高速列车车体 268

6.1　高速列车空气动力学与车体外形 269

6.1.1　列车空气动力学 269

6.1.2　列车外形 274

6.2　车体结构 276

6.2.1　车体承载形式 276

6.2.2　车体结构特点 277

6.3　车体结构轻量化 278

6.3.1　车体轻量化的必要性 278

6.3.2　车体轻量化措施 279

6.3.3　车体静强度和动应力测试 284

6.4　高速列车密封性要求 285

6.4.1　压力波对旅客的影响 286

6.4.2　对车辆压力密封性的要求 287

6.4.3　提高高速旅客列车密封性的主要措施 287

6.4.4　密封性能试验 288

6.5　车体隔声降噪 289

6.5.1　列车噪声源 289

6.5.2　车外噪声及控制标准 289

6.5.3　车内隔声降噪技术措施 291

第7章　车内环境控制与人机界面技术 292

7.1　车内环境概述 292

7.1.1　车内环境构成及参数 292

7.1.2　车内空气环境的特点 294

7.1.3　车内空气环境的影响因素 294

7.2　车内环境控制技术 296

7.2.1　车内空气环境控制技术 296

7.2.2　车内空气压力波动控制技术 298

7.2.3　车内环境控制技术的发展趋势 301

7.3　车内空气环境控制系统 302

7.3.1　车内空气环境控制系统的总体构成 302

7.3.2　车内空气环境控制系统的类型 304

7.3.3　车内环境控制系统的组成 306

7.4　合理的气流组织及空气净化 312

7.4.1　气流组织的概念 312

7.4.2　气流组织的方式 312

7.4.3　车内空气净化 314

7.5　旅客界面技术 315

7.5.1　舒适度研究 315

7.5.2　车辆内饰及照明 320

7.5.3　车辆人机适配性 324

7.6　司机室界面技术 327

7.6.1　司机室作业空间 328

7.6.2　司机室的可见度与视野 333

7.6.3　司机室显示装置的选择与布置 335

7.6.4　司机室控制装置的选择与布置 338

7.6.5　司机室驾驶工效综合评定技术 340

7.7　碰撞及公共安全 342

7.7.1　碰撞安全 343

7.7.2　旅客避难与疏散 348

第8章　高速列车运用安全与维护技术 352

8.1　高速列车维修概述 352

8.1.1　高速列车维修的作用和意义 352

8.1.2　高速列车的维修特点及发展趋势 353

8.2　高速列车维修理论及应用 353

8.2.1　维修理论概述 353

8.2.2　高速列车故障与可靠性、维修性 356

8.3　故障的检测、诊断及分析 362

8.3.1　故障诊断技术 362

8.3.2　故障的可靠性分析 367

8.4　维修制度 370

8.4.1　基本概念 370

8.4.2　高速列车的维修制度及发展 374

8.4.3 以可靠性为中心的维修制度RCM 376

8.5　高速列车维修组织与管理 380

8.5.1　维修相关政策法规 380

8.5.2　维修机构及布局 381

8.5.3　信息化的维修管理 382

第9章　高速列车系统评价体系 386

9.1　系统评价基础理论 386

9.1.1　系统工程及系统评价 386

9.1.2　系统评价的原则和步骤 387

9.1.3　系统评价方法 388

9.2　高速列车系统评价概述 389

9.2.1　高速列车系统评价的特征 390

9.2.2　列车速度的提高对系统RAMS性能的新要求 391

9.2.3　高速列车生命周期内系统评价的构成 392

9.2.4　高速列车系统评价的理念 393

9.3　高速列车系统评价指标分析 394

9.3.1　动车组RAMS指标分析 394

9.3.2　与外部系统接口及运行安全保障系统评价指标分析 397

9.4　高速列车评价指标体系及评价方法 399

9.4.1　指标体系递阶层次结构 399

9.4.2　评价指标权重测度方法 401

9.4.3　高速列车系统评价指标体系框架 402

9.4.4系统分析及评价方法 403

9.5　基于生命周期的高速列车系统保障体系 406

9.5.1　系统保障体系中RAMS因素分析 407

9.5.2　高速列车系统保障体系的主要内容 409

9.5.3　系统保障体系的评价流程 413

9.5.4　系统保障体系RAMS风险分析及评价 414

主要参考文献 417