由我國自主研發(fā)、世界領(lǐng)先
新型復(fù)興號高速綜合檢測列車
日前上線運(yùn)行
隧道內(nèi)相對交會時(shí)速達(dá)806公里
明線上相對交會時(shí)速達(dá)870公里
創(chuàng)造了高鐵動車組列車明線和
隧道交會速度世界紀(jì)錄
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什么是列車交會？列車交會時(shí)會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？
兩列車在并行的雙線鐵路上下行線路上相對行駛，至同一地點(diǎn)會面時(shí)稱為列車交會，交會時(shí)兩列車車體間隔距離一般不超過2米，列車交會的相對速度為兩列車會面時(shí)的運(yùn)行速度之和。交會時(shí)，兩列車間空氣會受到強(qiáng)烈擠壓和擾動，形成壓力波動作用在列車頭部和鄰面的車體側(cè)墻，引起車體表面壓力瞬間強(qiáng)烈變化，同時(shí)也會引起鐵路線路、軌道的震動，如果在隧道內(nèi)交會，壓力波還會作用在隧道墻壁及其安裝的設(shè)備上。
列車交會時(shí)，對列車運(yùn)行平穩(wěn)性、旅客乘坐舒適性、車體結(jié)構(gòu)安全性、線路設(shè)備安全性等產(chǎn)生影響，相比列車單列運(yùn)行，對列車和線路基礎(chǔ)設(shè)施要求更高。交會速度越高，作用在車體上的壓力越大，同時(shí)車內(nèi)壓力變化也越大，對線路設(shè)施的作用力也越大。
交會試驗(yàn)、聯(lián)調(diào)聯(lián)試有何區(qū)別？
交會試驗(yàn)主要是為了研究列車在交會時(shí)空氣壓力波變化規(guī)律，以及對列車運(yùn)行平穩(wěn)性、旅客乘坐舒適性、線路設(shè)備安全性產(chǎn)生的影響，為將來新型列車研制和線路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供理論支撐和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
聯(lián)調(diào)聯(lián)試是新建高速鐵路開通前的重要環(huán)節(jié)，主要是采用測試動車組、綜合檢測列車開展逐級提速試驗(yàn)，對鐵路整體系統(tǒng)功能進(jìn)行綜合測試，并根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化，使線路整體系統(tǒng)功能滿足開通運(yùn)營條件。新建普速鐵路開通前不開展聯(lián)調(diào)聯(lián)試，但要進(jìn)行動態(tài)檢測，主要是采用檢測列車對線路設(shè)備設(shè)施進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，確保完全具備開通運(yùn)營條件。
本次動車組列車高速交會試驗(yàn)情況如何？
國鐵集團(tuán)采用世界領(lǐng)先新型復(fù)興號高速綜合檢測列車和復(fù)興號智能動車組，分別于4月12日、4月21日在鄭州至重慶高速鐵路巴東至萬州段、濟(jì)南至鄭州高鐵濮陽至鄭州段開展了隧道、明線交會試驗(yàn)，取得圓滿成功。
在明線交會試驗(yàn)中，兩列動車組列車單列時(shí)速達(dá)435公里，相對時(shí)速達(dá)870公里，車體承受了相當(dāng)于17級颶風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)壓；在隧道交會試驗(yàn)中，兩列動車組列車單列時(shí)速403公里，相對時(shí)速806公里。
試驗(yàn)結(jié)果表明，動車組列車在隧道半封閉空間運(yùn)行狀態(tài)下，空氣壓力急劇增大，產(chǎn)生高于明線運(yùn)行29%至38%的附加阻力，車體表面承受的壓力也遠(yuǎn)高于明線交會，這些對動車組列車速度的提升會形成制約。
此次動車組列車高速交會試驗(yàn)成功的主要標(biāo)志有哪些？
這次交會試驗(yàn)取得圓滿成功，進(jìn)一步豐富拓展了我國高速鐵路基礎(chǔ)理論研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，主要成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是創(chuàng)造了動車組交會速度世界紀(jì)錄。在世界上首次成功實(shí)現(xiàn)單列時(shí)速435公里、相對時(shí)速870公里的明線交會和單列時(shí)速403公里、相對時(shí)速806公里的隧道交會，再次充分驗(yàn)證了我國高速鐵路系統(tǒng)的安全性、可靠性，鞏固了世界領(lǐng)跑地位。二是獲取了大量科研數(shù)據(jù)?？蒲腥藛T提前在動車組列車車內(nèi)、車體表面及軌道、路基、隧道、接觸網(wǎng)等位置布署了大量傳感器，獲取了不同工況下動車組列車及高鐵路基、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施的特征數(shù)據(jù)，探索了列車速度提升相關(guān)安全性、舒適性參數(shù)變化規(guī)律。比如，通過測試在隧道內(nèi)通過、隧道內(nèi)交會及明線交會時(shí)，車體承受空氣壓力的變化及車內(nèi)空氣壓力波動，以分析對車體結(jié)構(gòu)安全性和旅客乘車舒適性的影響；通過測試列車各個(gè)方向的振動情況，分析掌握動車組各關(guān)鍵部件振動及其傳遞機(jī)理。三是充分驗(yàn)證了新技術(shù)。這次試驗(yàn)，我們在世界領(lǐng)先新型復(fù)興號高速綜合檢測列車上，搭載了我國自主研發(fā)的渦流制動、碳陶制動盤、永磁牽引系統(tǒng)等9項(xiàng)新技術(shù)，通過試驗(yàn)，驗(yàn)證了這些新技術(shù)的安全性和可靠性。比如，永磁牽引系統(tǒng)與目前采用的異步牽引系統(tǒng)相比，功率密度提高了17%，牽引效率提升了3%。
本次動車組列車高速交會試驗(yàn)的目的是什么？
此次交會試驗(yàn)的目的是為CR450動車組研制和更高速度等級高速鐵路建設(shè)提供最重要技術(shù)支撐和引領(lǐng)，也為時(shí)速350公里安全標(biāo)準(zhǔn)示范線建設(shè)提供最重要技術(shù)支持和保障。
此次試驗(yàn)在明線和隧道兩種工況條件下進(jìn)行，就是通過開展車輛動力學(xué)、空氣動力學(xué)、運(yùn)行阻力、噪聲等一系列試驗(yàn)，對列車及路基、軌道、接觸網(wǎng)、隧道結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)設(shè)施影響情況進(jìn)行精確測試，從而探索更高速度條件下動車組運(yùn)行的邊界條件，全面驗(yàn)證高速鐵路系統(tǒng)的安全性和可靠性。比如，動車組列車在隧道內(nèi)以相對時(shí)速806公里交會時(shí)，檢測到列車車體側(cè)面1平方米承受的壓力相當(dāng)于1噸的重量，高速行駛列車的車窗、側(cè)門、側(cè)墻是否能夠承受這么大的瞬時(shí)壓力？這就需要在更高速度等級的動車組列車研制中充分考慮車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、材料性能等問題。
本次動車組列車高速交會試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇有何考慮？
此次明線交會試驗(yàn)安排在濟(jì)鄭高鐵濮陽至鄭州段進(jìn)行，隧道交會安排在鄭渝高鐵巴東至萬州段進(jìn)行，主要考慮：一是線路條件。濟(jì)鄭高鐵、鄭渝高鐵均是按照設(shè)計(jì)時(shí)速350公里建設(shè)的，線路等級高。濟(jì)鄭高鐵濮鄭段處于平原地區(qū)，線路曲線半徑大于7000米，線路平直，坡度緩和，具備開展時(shí)速435公里明線交會試驗(yàn)的條件。鄭渝高鐵巴萬段隧道占比高達(dá)90%以上，隧道橫斷面面積100平方米，滿足隧道內(nèi)時(shí)速403公里交會試驗(yàn)的條件。二是安全保障。兩條線路均已完成聯(lián)調(diào)聯(lián)試，此前對軌道、信號、接觸網(wǎng)等設(shè)備設(shè)施進(jìn)行了全面檢測，對高速鐵路系統(tǒng)功能進(jìn)行了科學(xué)驗(yàn)證和安全評估，能夠確保試驗(yàn)安全進(jìn)行。三是運(yùn)行環(huán)境。兩條線路均是待開通線路，目前沒有載客的動車組列車運(yùn)行，便于試驗(yàn)組織實(shí)施。
此次動車組列車高速交會試驗(yàn)面臨的考驗(yàn)是什么？
此次動車組列車高速交會試驗(yàn)，預(yù)先設(shè)置了交會點(diǎn)位，并提前部署了大量檢測傳感器。要確保高速列車交會試驗(yàn)成功進(jìn)行，面臨的考驗(yàn)是：一是要保證試驗(yàn)列車在交會時(shí)，同時(shí)達(dá)到目標(biāo)速度，也就是明線上時(shí)速435公里、隧道內(nèi)時(shí)速403公里，要求動車組司機(jī)和列車控制系統(tǒng)對動車組操控更加精準(zhǔn)；二是要保證試驗(yàn)列車在設(shè)定的檢測點(diǎn)位置進(jìn)行交會，由于交會時(shí)間只有0.86秒，需要克服環(huán)境風(fēng)速、隧道阻力等影響，保證兩列車以相同速度在同一時(shí)間、同一地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)精確交會，誤差不能超過200米；三是高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施、動車組列車、調(diào)度指揮、通信信號、牽引供電等各系統(tǒng)之間必須密切配合、協(xié)調(diào)聯(lián)動，發(fā)揮整體效能，才能保證試驗(yàn)取得預(yù)期結(jié)果。
如何運(yùn)用此次高速交會試驗(yàn)的成果？
此次動車組列車高速交會試驗(yàn)取得一系列重要科研成果，為我國高速鐵路科技創(chuàng)新和運(yùn)營實(shí)踐提供了重要支撐。
一是為CR450動車組研制提供技術(shù)支撐。試驗(yàn)獲取了時(shí)速400公里以上的動車組車輛動力學(xué)、空氣動力學(xué)、振動噪聲、結(jié)構(gòu)載荷等安全性和舒適性指標(biāo)，技術(shù)人員可以通過數(shù)據(jù)分析，找準(zhǔn)CR450動車組研制攻關(guān)的靶點(diǎn)，突破高速動車組氣動設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)、減振降噪設(shè)計(jì)等難點(diǎn)問題，為關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)確定提供了重要技術(shù)支撐。二是為高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供技術(shù)支撐。試驗(yàn)研究了時(shí)速400公里及以上速度運(yùn)行條件下的動車組和基礎(chǔ)設(shè)施的安全性、匹配性和適應(yīng)性問題，為將來更高速度等級高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了重要數(shù)據(jù)支持。比如，列車以時(shí)速400公里運(yùn)行，與時(shí)速350公里相比，對鋼軌的軌距精度要求更高，以保證列車安全運(yùn)行和旅客乘車舒適度。三是為時(shí)速350公里安全標(biāo)準(zhǔn)示范線建設(shè)提供技術(shù)支撐。濟(jì)鄭高鐵、鄭渝高鐵均是按時(shí)速350公里設(shè)計(jì)的線路，此次交會試驗(yàn)動車組列車最高運(yùn)行時(shí)速分別達(dá)到435公里、403公里，較設(shè)計(jì)時(shí)速分別高出85公里、53公里，動車組列車和路基、軌道、隧道、橋梁、接觸網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施安全平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)良好。試驗(yàn)對既有高速鐵路系統(tǒng)性能進(jìn)行了充分驗(yàn)證，為下一步安全標(biāo)準(zhǔn)示范線建設(shè)和常態(tài)化按時(shí)速350公里高標(biāo)運(yùn)營提供了借鑒。
