动车组运用管理教材课件.ppt

高速铁路动车组运用管理,第一节 高速铁路动车组构成及特点,主要内容,动车组的构成 动车组构成动车组的技术特点车体及车内设备转向架制动及其控制供电与牵引系统空调系统网络控制,动车组的运用与维修动车组运用动车组维修国外动车组检修基地简介,国产动车组及维修基地国产动车组情况 四种车型的性能对比 动车组基地及运用所分布,动车组的构成,司机室,司机室,转向架,车体,供电与牵引系统,车端连接,车下悬吊设备,空调系统,车顶设备,制动系统,车内设备,网络,辅助供电系统,动车组的技术特点,由于速度的提高，动车组的设计与开发中需要解决一系列关键技术。如果说高速铁路是现代化高新技术的综合集成，那么动车组则是包括材料、机械、电子、计算机和控制等现代技术的集中体现。动车组的主要技术特点有：,动车组的技术特点,动车组的特点： 固定编组 动力集中或动力分散 密接车钩 整体运用 整体保养检修 大修前不解体 采用网络控制 交流传动/液力传动 制动系统完整设计,高速（电）动车组的特点：头部流线型车体轻量化技术高速转向架高速受流技术车厢密闭、空调换气高功率重量比 低噪声、低轮轨力配现代化动车段、综合维修基地,1.优良的空气动力学外形,不同列车速度下空气阻力所占的比例,高速动车组的速度都在200km/h以上，空气阻力占主导地位。所以动车组往往从头尾部以及整个列车的流线型（包括车顶和车下设备）来减低空气阻力，并尽量降低表面粗糙度和列车高度。,车体的流线形结构,1动车组运行中列车的表面压力2动车组会车时列车的表面压力 3动车组通过隧道时列车的表面压力 4列车风,当列车高速行驶时，在线路附近产生空气运动，这就是列车风。当列车以200km/h行驶时，根据测量，在轨面以上0.814m、距列车1.75m处的空气运动速度将达到17m/s，这是人站立不动能够承受的风速，当列车以这样或更高的速度通过车站时，列车风将给铁路工作人员和旅客带来危害。,高速列车通过隧道时，在隧道中所引起的纵向气流速度约与列车速度成正比。在隧道中列车风将使得道旁的工人失去平衡以及将固定不牢的设备等吹落在隧道中，这都是一些潜在的危险。国外有些铁路规定，在列车速度高于160km/h行驶时不允许铁路员工进入隧道。列车速度稍低时，也不让员工在隧道中行走和工作，必须要在避车洞内等待列车通过。,车头流线型,5.密接式车钩缓冲装置,车辆间的牵引缓冲装置是关系到缓和列车冲击，提高旅客舒适性和列车安全的重要部件，高速列车对牵引缓冲装置提出了更高的要求。 目前世界各国高速列车（如日本、德国）普遍采用密接式车钩连接装置，该装置两车钩连接面的纵向间隙一般都小于2mm，上下、左右偏移也很小，对提高列车的运行平稳性和电气线路、风管的自动对接提供了保证,6.交流传动技术,早期的电力牵引传动系统均采用交一直传动，用直流电动机驱动。由于直流电动机的单位功率重量较大，使高速列车既要大功率驱动又要求减轻轴重，特别是减轻簧下部分的质量形成难以克服的矛盾。在交流传动系统中，交流牵引电动机较传统的直流牵引电动机具有额定输出功率大；结构简单、体积小、重量轻、易维修；速度控制方便；效率高等一系列优点。,7.列车自动控制及故障诊断技术,目前在世界高速铁路上的自动控制方式主要分为两类，一类是以设备为主，人控为辅的控制方式，以日本新干线采用的ATC（列车自动控制）方式为代表。另一类是人机共用、人控为主的方式，以法国TGV高速列车为代表，主要采用TVM300型安全防护系统及改进的TVM430型安全防护系统，还有德国ICE高速列车采用的FRS速差式机车信号和LZB型双轨条交叉电缆传输式列车控制设备等。,2.车体结构轻量化,为了节省牵引功率，降低高速所引起的动力作用对线路结构、机车车辆结构产生的损伤，以及提高旅客乘坐舒适度，需要最大限度地降低高速动车组的轴重。因此，各国高速动车车体的主要材料是铝合金和不锈钢，从发展趋势看，铝合金将成为动车组车体的主导材料。,轴重与轮轨作用,车体结构的轻量化技术,实现结构轻量化的主要途径有两个：一是采用新材料，二是合理优化结构设计 目前，国外高速车辆的车体材料主要有：不锈钢、高强度耐候钢、铝合金。,车内设备的轻量化技术,车内设备约占客车总重量的20，轻量化具有重要意义。,1.车内设备如门、窗、行李架、座椅、供水设各、卫生设备等等，均可选用轻合金或高分子工程材料和复合材料，使设备重量大大减轻。 2.车内装饰板材广泛采用薄膜铝合金墙板，工程塑料顶板等。 3.其它设备的轻量化。如日本100系采用直流牵引电机，每台重量为825kg（功率为230kw），而300系采用交流感应电机后，每台重量仅为390kg（功率增至300kw）。德国ICE-3的主变压器铁芯采用优质铁铝合金，使导磁率提高45倍，又将铜编线改为铝编线，冷却使用硅油，这样其总重由11.5吨降为7吨，等等。,转向架结构轻量化技术,l.构架结构轻量化。采用焊接构架可比铸钢结构减重 50 %左右。 2.轮对轻量化。采用空心车轴和小直径车轮，减轻转向架重量。 3.轴箱和齿轮箱采用铝合金制作。铝合金轴箱的重量只有原来的40左右，齿轮箱亦减到原来的56,车体结构,高速动车组车体：轻量化技术+铝合金/不锈钢低车内、车外噪声,日本100系和300 系车辆重量比较 单位：t,车顶设备,空调机组 制动变阻器 受电弓,空调机组,制动变阻器,受电弓,车下悬吊设备,牵引变压器牵引和辅助变流器牵引电机制动模块空气压缩机水箱污物箱蓄电池箱充电机空气弹簧辅助风缸,拖车车厢总线拓扑结构,门控制；2.压力、温度控制；3. 防滑控制；4. 制动控制；5.轴渐检测；VCU 拖车控制单元（节点）；MMI 人机接口,车辆信息控制系统,动车组介绍,通过列车总线来传送信息控制传输部分为双重系统，系统有冗余性系统组成： 信息中央装置 信息终端装置 列车信息显示器 车内信息显示器,动车组监测诊断系统,实施车上监测和诊断的目的是提高其运营安全性和车辆运用率；优化运行管理；并便于运用和维修作业。为此，监测和诊断的主要任务是： （1）识别部件磨耗和偶发性故障，并记录故障信息（2）尽量明确显示故障发生的部位和功能范围 （3）在故障情况下提示运行方式，包括提出保持功能措施的建议 （4）提示迅速排除故障的维修方式 （5）在必要时提示紧急制动作用 （6）自动化整备作业，包括全自动制动过程试验等,第二节 高速铁路动车动车组与乘务运用计划,1. 基本概念,动车组运用计划是动车组运用和维修的综合计划，它根据给定的列车运行图、有关动车组检修的规章制度以及检修基地条件等，对动车组的运用时刻、始发车站、担当车次、动车组检修时间、检修地点及检修类型等做出具体安排，以确保状态良好的动车组实现列车运行图，高效完成运输任务。当列车运行图调整时，动车组运用计划也将重新编制。动车组乘务运用计划是动车组乘务员（组）的综合乘务计划，它根据给定的列车运行图、有关乘务员乘务规程、乘务基地条件等，对乘务员（组）在什么时间、什么地点出乘，在什么时刻、担当哪次列车，在什么时间、什么地点退乘等做出具体安排，以确保列车开行计划的实现。,2.高速铁路动车组运用管理,运用管理体制铁道部统一购买，各客运专线公司统一租用动车组客运专线公司自购，安排担当本公司列车运行线铁道部购置和客运专线公司自购相结合，铁道部动车组担当跨公司运行线，客运专线公司动车组担当本公司内运行线,3.动车组运用管理的主要内容,动车组的运用方式固定区段使用方式,不固定区段使用方式,3.动车组运用管理的主要内容,动车组乘务组织动车组周转时间、车组需要量和接续时间的计算动车组的检修,4.高速铁路动车组运用计划的编制及调整,动车组运用计划编制管理模式全路集中管理动车组运用计划编制模式 可以充分利用动车组提高使用效率，节省动车组需要数量，并且铁道部铁路局是上下级关系使得与从既有线路上高速铁路跨线车动车组协调容易。但是各公司不能根据客流需要灵活选择动车组，也不能根据客运市场变动自主加挂动车组。更改运用计划客运专线公司需要向铁道部申请，一旦获批后改动动车组内部设施或加挂动车组将会给套跑带来不便，调整起来涉及面较广，运输组织复杂。客运专线公司管理动车组运用计划编制模式 可使客运专线公司根据客运市场变化自主制定动车组运用计划，有利于发挥公司运营的积极性。但是跨公司动车套跑协调层面多，管理起来困难，且各公司专门设置动车运用计划编制部门以及各岗位，较集中管理显得机构臃肿。同时，各公司自行购买容易产生各公司根据自身条件购买不同型号和制式动车组，可能会造成全路列车标准不统一。,全路集中与客运专线公司自管相结合管理动车组运用计划编制模式 能很好发挥上述模式的优点，同时避免上述模式缺点。 干线型高铁，运营初期应采用集中与自营结合模式管理动车组运用计划，随着动车运用外部条件的变化和成熟可考虑采用更高效模式。 相对独立城际客运专线系统，其主要服务对象绝大部分是本线客流，与外交流极少，应采用城际客运专线公司自管自营模式，若有少量交流客流列车开行由公司间协商解决,4.高速铁路动车组运用计划的编制及调整,动车组运用计划编制的组织管理垂直机构：全路集中管理动车组运用计划管理模式对应的组织机构为垂直机构。,4.高速铁路动车组运用计划的编制及调整,动车组运用计划编制的组织管理独立机构：客运专线公司自营自管动车组运用计划管理模式对应的机构相对于垂直机构是一种独立机构。,4.高速铁路动车组运用计划的编制及调整,动车组运用计划编制的组织管理扁平机构：铁道部与客运专线公司相结合管理动车组运用计划的组织结构可以看作一种扁平结构。,4.高速铁路动车组运用计划的编制及调整,高速铁路动车组运用计划的编制影响因素：动车组检修模式与体制、动车组配属基地的设置动车组运用计划的种类：平日运用计划与假日运用计划、单基地与多基地动车组运用计划、单车种和多车种动车组运用计划、各种种类动车组运用计划的组合编制动车组运用计划的约束条件：列车运行图的约束、检修的约束、交路的约束、其他约束（线路容量、动车组数量、运用人员的意图、运输波动）,4.高速铁路动车组运用计划的编制及调整,动车组运用计划编制流程铁道部和客运专线公司（铁路局）动车运用部门与动车段、所沟通，确定检修模式、体制、分工及检修标准，并签订相关协议各客运专线公司（铁路局）上报铁道部本公司列车运行图相关资料，并由铁道部整理分析；各单位提报可用动车组数、备用动用组数及动车组型号和配置；铁道部集中各客运专线公司（相关路局）动车运用人员、各动车段（所）调度人员编制跨公司列车动车运用计划草案，公布讨论调整后通过并下发至各公司；各客运专线公司（铁路局）动车运用人员在铁道部方案基础上编制本公司（铁路局）动车运用方案并上报铁道部；铁道部汇总各客运专线公司方案并分发至调度部门、各客运专线公司（铁路局）以及动车段，公布予以实施，同时赋予其法定效力。,4.高速铁路动车组运用计划的编制及调整,动车组运用计划的调整调整原则：持计划交路原则、优先级原则、效率原则调整措施：（1）变更动车组；（2）压缩接续时间；（3）调整检修计划等。压缩接续时间只能在实际接续时间与标准接续时间相差不大的情况下采用，调整检修计划有推迟检修与提前检修两种情况。后两种调整措施适用性较小，最常用的措施是变更动车组。,5.乘务运用计划编制,乘务计划主要分为乘务日计划及月度计划。日计划由全体乘务交路构成，表示完成一日的运行图任务需要的乘务员数量以及各乘务员担当的乘务交路。乘务交路就是一个乘务员（组）一日的工作计划，每一行是一个乘务交路，每条线段上的字符表示车次。月度计划描述各乘务员（组）在指定月度中各日担当的乘务交路及休息计划。,5.乘务运用计划编制,乘务运用计划编制的主要流程基础数据的准备乘务片断的划分（以乘务员可能换乘的车站为分割点，将运行图中的所有运行线分割成乘务片段）乘务交路的制定确定乘务交路选择的优化评价准则比选确定优化的乘务交路确定可行的乘务交路方案集合确定月度乘务员运用计划,