新一代中国高速铁路动车组面临的技术挑战与策略研究_缪炳荣要点详解.pdf

新一代中国高速铁路动车组面临 的技术挑战与策略研究 缪炳荣，张卫华，邓永权，李旭娟，梅桂明 （西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都610031） [摘要] 基于新一代中国高速列车（动车组）关键技术的研究发展趋势和策略问题进行详细讨论和技术展 望。主要内容包括：首先，介绍国际先进轨道车辆制造商在其新一代车辆开发过程中采用的先进设计技术 和理念，分层次研究其各自的核心技术特点和未来其可能的技术发展趋势。其次，在国内外文献研究的基 础上，结合中国高速铁路车辆发展的自身特点和实际情况，针对具体的牵引传动技术、转向架技术、车体设 计技术等可能面临的核心技术难题，提出一些分析建议。最后，在综合考虑轨道车辆造型发展趋势及设计 原则的基础上，根据集成设计的理论与多学科优化设计方法，针对新一代中国高速铁路动车组可能面临的 重大技术挑战与策略和改进措施的研究提出一些明确的建议。总之，通过本文的初步研究，希望可以对我 国高速列车未来的发展方向和趋势提出一些有益的建议。 [关键词] 高速铁路；高速列车；新一代；关键技术；集成设计；多学科优化 [中图分类号] U270 [文献标识码] A [文章编号] 1009-1742(2015)04-0098-15 的助力。考虑到未来20 年内世界高速线路网长度 1 前言 的明显增加、各国对新高速铁路线路的建设计划和 高速铁路运输不仅已经成为世界经济发展的 热情，高速列车车辆产品换代和性能提高将会更加 重要引擎，而且高速铁路技术发展也带动了不同的 频繁且得到不断改善[1~5] 。 相关技术研究领域的发展。也就是说如何拥有更 在过去，轨道车辆结构主要追求的是车辆结构 多、更先进的集成设计技术的高速铁路已经成为目 轻量化、服役长寿命、免（少）维修性、降低成本等， 前各个国家铁路的核心竞争技术的要求所在。世 而近十年来，各个国家在看到高速铁路带动国家和 界铁路旅客运输的形式和范围在不断扩大，传统的 区域经济发展的强大动力后，对高速铁路的重视和 轨道车辆运输形式也正在不断地改变。除了那些 热情空前高涨，也使得高速铁路技术的功能性或经 高速铁路发达国家之外，一些发展中国家，其中包 济性呈现多样化和高度化的发展。这必然导致高 括东南亚国家和其他亚非拉地区，对新一代的高速 速铁路车辆的新产品的更新换代日益频繁，而且将 铁路技术都呈现了异样的热情。这是因为先进的 给世界主要高速铁路制造厂家带来巨大的压力和 高速铁路技术不仅能够加快世界经济运输服务领 挑战，也给很多高速铁路的研发部门的技术人员对 域的沟通，解决许多世界经济面临的实际课题，而 于未来高速铁路车辆的发展趋势带来很多困惑。 且为了促进世界经济的发展和融合也提供了极大 但是，经济市场中出现的任何新鲜事物或者说新一 [收稿日期] 2015-02-11 [基金项目] 国家自然基金面上项目 [作者简介] 缪炳荣，1970年出生，男，江苏泰县人，副研究员，硕士生导师，主要从事轨道车辆动力学、结构疲劳强度和载荷谱等工作； E-mail ：brmiao@ 163.com 98 中国工程科学 代产品的研发，都必须遵循一个基本的原则，即必 力适应未来技术多样化、高度功能化的社会效益需 须要遵循其可持续性的科学发展规律。作为主要 求。本文将从技术层面的角度，多层次研究国外发 的公共交通工具，高速铁路车辆和其他主要交通运 展新一代高速铁路动车组的设计和开发理念技术 输工具（汽车、航空和船舶等）同样必须要面对社会 基础，针对未来中国高速铁路车辆发展可能面临的 多样化的技术需求，比如为乘客提供安全、舒适和 一些技术难题，比如“绿色（生态）设计的概念”，“降 经济的乘坐环境服务；必须要考虑经济效益的同 低寿命周期成本”、“安全、降噪、环保的概念”等主 时，还需要考虑社会效益 ，比如必须要重视 要课题逐层次地分析和讨论。在实施新一代产品 LCA( 寿命周期评价) 的生态