第三节 技术标准差异

高速铁路技术体系十分庞大复杂，是从线路（含曲线、桥梁、隧道）、列车、牵引供电、车辆、信号和控制系统以及通信系统等各个环节都相互关联和匹配的整体工程。与普速铁路相比，技术标准上的差异主要体现在：

一 线路差异

为了达到安全运营要求，高速铁路的基础设施既要为高速运行的机车车辆提供高平顺性和高稳定性的轨面条件，又要保证线路各组成部分具有一定的强度和耐久性，使其在运营条件下保持良好状态。因此，高速铁路的平纵断面设计的标准要以提高线路的平顺性为主，以保证线路平顺和安全。由于高速铁路比一般线路的修建和养护标准高，且要保持更严格的容许误差。因此，必须采取提高钢轨重量、使用新型弹性扣件和新型大号码的道岔等必要措施。为了适应高速运行的要求，必须加强对线路的检测、监视和维修养护工作，采用先进的设备，以保证线路的质量和行车安全。另外，高速列车运行还带来一个突出的问题，即列车运行所产生的风对线路等基础设施安全的影响。试验表明，当高速列车通过高架桥时会产生较大的列车风和列车风压。它将从生理上和心理上影响人身安全。根据国际铁路联盟规定，桥上栏杆至轨道中心线间的距离为3.3—3.6米，不足此数者，需增设避车台。当高速列车通过车站时会产生空气压力波，对站台人员造成的危险也随之增加。因此，站台需要加宽并需设置防护栏杆，以保证旅客和工作人员的安全。两列列车在双线上会车时，列车风作用在对方侧面，列车高速又相隔较近时，可能导致危险。因此，要求高速铁路双线间距应在4.2米以上，可使列车和旅客免受列车风的危害。[3]

二 牵引动力差异

牵引动力是实现高速行车的重要关键技术之一，同时也对其提出了更高的要求。其一，牵引装置和传动差异。与传统机车牵引方式不同，采用动车组牵引是当前高速列车牵引的主要方式。它将牵引动力分散到各个动力车上，可以提高牵引的总功率，从而提高列车运行速度。如前所述，高速度给列车带来高风险，要求高速铁路建立更安全可靠的技术体系和管理体系。其二，列车制动技术差异。制动的实质是将列车动能转移，让制动装置产生与列车运动方向相反的外力，使列车产生较大的减速度，尽快减速或停车。但由于高速列车的速度很快，动能很大，要在规定的时间和距离内将这些动能消耗或吸收，列车的单一制动方式无法达到，因此，高速列车对制动装置提出更高要求，即必须采用综合方式，多种制动协调使用，才能精准制动，确保列车运行安全。[4]其三，牵引受电技术差异。高铁列车采用高速电力牵引时需要高可靠度的受电技术和装备。铁路上把受电弓从接触网获取电能的过程称为“受流”，动力分散配置型的高速受流是多弓受流，多个受电弓升起会引起很大的噪声，同时多个受电弓离得很近，受电过程中会引起接触网波动，受电弓无法跟随波动的导线，导致受电弓频繁离线。这不仅会损失电能，严重时甚至使动力车无法稳定工作，对牵引受流技术提出了更高要求。综上所述，可知传统铁路动力模式不能适应高速铁路的动力需求，高速铁路对牵引动力技术、设备等方面提出更高要求，以满足高铁列车高速度、高密度运行的安全需要。

三 牵引供电系统差异

高速铁路对电力供电系统供电的可靠性要求较高。在高速铁路的运行过程中，高速铁路的供电系统起着不可忽视的重要作用，与其他电力系统相比，高速铁路的电路供电系统具有一定的差异。其一，对供电可靠性要求高。高速铁路对电力供电提出更高的可靠性要求，在有灾害情况下，应迟于行车相关系统损坏，并且先于行车相关系统恢复。[5]虽然高速铁路的电力供电系统的接线方式比较简单，但在使用的过程中要求供电系统的供电中断时间不可超过150秒，如果超过这个时间，将会影响高速铁路的正常运行，为高速铁路的运行带来严重的影响。[6]其二，牵引变电所差异。高速铁路牵引变电所一般设立两台变压器，要求有两回独立电源供电，一回电源故障，不能影响另一回电源工作。通常两回电源或者引自不同地方变电站或者引自同一变电站的不同母线，所以，高速铁路布置牵引供电站位置时，必须考虑外部电源条件。其三，供电线路形式差异。我国普速铁路贯通线以架空方式为主，地形困难地区辅以电缆敷设。架空线路抗击自然灾害能力较弱。高速铁路供电线路接地，设备入室，全程监控，减少人为破坏或自然损耗。其四，系统中性点接地方式[7]差异，具体表现为电力故障差异。普速铁路瞬时故障较多，高速铁路电力故障一般是永久性故障，如果不能及时迅速地切除故障点，故障点将出现多次重燃，可能引起列车火灾，危及人身和财产安全。其五，接触网差异。高速度、高密度的行车，弓网作用大且频繁，使导线产生较高频率的波动。如果高速铁路接触网不具有较大张力、高度的平顺性，难以保证质量良好的受流供电，进而影响列车平稳运行，甚至中断行车。

综合以上内容可知，高速铁路安全体系对供电系统的技术、设备、工艺、设计理念都提出了更高的要求，应力图从多方面、综合保障高速铁路供电安全，满足高速铁路的现实需要。

四 车辆差异

高速铁路为实现高速度、高安全度的目标，对高速铁路运营列车提出了更高的要求，主要表现在：其一，车体外形设计差异。与方形普速列车相比，高速列车车体呈流线形，以减小空气阻力，减弱车体与外界摩擦作用，降低车内噪音，保证旅客安全舒适。其二，车体材料差异。高速列车需轻量化，减小轮轨作用力，减少轨道磨损，保持线路平顺。其三，高速列车要具备耐撞性。传统列车的设计主要考虑车体结构不受损伤，但没有对能量吸收有特殊要求，在发生列车碰撞事故时，碰撞能量完全由车体自身消化，由于车体可能被严重挤压或被其他物体贯穿减少了乘客的生存空间，同时产生较大的加速度脉冲，使乘客遭车内其他设备或行李等打击导致的二次碰撞危险性大。高速铁路则不同，第一部分提到高速行驶的列车在惯性作用下，冲击力极大，一旦发生碰撞，损害十分严重。为了使事故损失最小化，设计车辆时将车辆的耐撞性考虑进去，当发生碰撞事故时，车体结构能在一定冲击力下发生大变形，并吸收足够的冲击动能，即将冲击动能尽可能地转化为结构的塑性变形能。其四，转向架差异。转向架是列车转弯的重要工具。它承载了车体的巨大重量，列车运行速度极快，在通过弯道时，向心力增大，列车可能倾斜，转弯比直行时的风险大得多。因此，高铁列车必须具备在高速运行条件下动力学性能良好的转向架，保证安全通过弯道。其五，列车制动系统差异。高速铁路实现高速运行的目标后，还要兼顾安全制动。列车高速运行时惯性冲击力非常大，因此，高铁列车必须具有大功率、高安全可靠性的制动系统，达到能够迅速及时制动的效果，确保高速运行的列车处于可控范围内，保证列车运行安全。其六，连接装置差异。在高铁列车的连接装置构件中，车钩是列车重要的缓冲装置，一方面车钩缓冲系统吸收了列车正常运行情况下的纵向冲击能量，助力列车平稳运行；另一方面，高铁列车车钩缓冲系统配置了大容量的能量吸收设备，用于保证意外撞击工况下旅客的安全。因此，高铁列车必须具有安全可靠的连接装置，既能保证列车运行安全，又能保证旅客的舒适度。

综上可知，高速铁路对列车质量和性能提出了更高要求，通过打造安全可靠的车辆，为旅客提供最直接、最可观的安全保护。

五 信号与控制系统差异

高速铁路信号和控制系统是现代保障行车安全、提高运行效率的核心，也是标志一个国家轨道交通技术装备现代化水准的重要组成部分。高速铁路信号、控制系统与普速铁路有较大差异，主要表现为：其一，列车控制系统等级差异。高速铁路技术系统不断升级，配套技术必须相应升级，达到协同一致，保证整体安全。其二，调度集中系统差异。早期的调度集中主要是行车控制，现在已向安全监控、运营管理综合自动化方向发展，承担更多职能。高速铁路新一代调度集中系统要求智能化、自动化，不仅面向列车作业，同时解决沿线调车作业问题，不但适应于有人车站，也要适应于无人车站，标准统一，具有高度可靠性，以此满足安全行车需要。

综上可知，高速铁路信号与控制系统采用的是高技术含量、高综合性、专业化的技术和设备，也正是因为如此，系统对配套技术和设备要求不断提高，力求打造一个统一、协调、各环节联动协作、安全可靠的信号与控制系统。

六 通信系统差异

通信主要是完成各种信息的传输，铁路运输是一个完整的大系统，它的各个部分都离不开通信。迄今为止，世界上高速铁路的安全记录为世人称道，其主要原因之一就是有先进的通信信号系统。通信系统本身的可靠性必须达到很高的水平。因此，人们总是不遗余力，采取各种方法和措施来提高通信系统的可靠性，具体表现为：一是列车运行速度的提高，对通信提出了更高要求，要求通信系统应具有高效率，与计算机、计算机网络相结合，顺应大数据时代发展要求，形成一个现代化的通信系统，保证行车运营指挥、运营管理高效率进行。二是要求通信与信号系统紧密结合，形成一个整体。以往通信与信号系统各自独立，在列车高速运行的条件下，这种分离状态已不适应，二者日渐结合，形成一个高级自动化的通信、指挥、信号和控制系统是发展趋势。三是要求多种通信方式相结合，形成统一的铁路通信网。融合多种方式和手段的通信网，将大大提高通信的可靠性和有效性，满足高速铁路提出的各种需求，充分发挥通信保证行车安全和提高运输效率的作用。

综上，可知高速铁路对通信系统提出了实现高效率、高级自动化、现代化、多元化的发展要求，最终落脚点仍是保证行车安全。