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1 京沪高速铁路建设背景1

1.1 世界高速铁路发展概况1

1.1.1 国外高速铁路发展2

1.1.2 国内高速铁路发展4

1.2 京沪高速铁路工程概貌6

1.2.1 工程总体概要6

1.2.2 工程主要特征8

1.3 京沪高速铁路的技术特点和技术挑战10

1.3.1 技术特点10

1.3.2 技术挑战11

2 基于顶层目标的京沪高速铁路系统优化方法分析13

2.1 系统优化的总体思路13

2.1.1 顶层目标的含义与设立需求14

2.1.2 总体思路14

2.2 顶层目标的设计15

2.2.1 顶层目标的确定15

2.2.2 顶层目标值的确定及其原因分析18

2.3 基于顶层目标的子系统优化设计21

2.3.1 子系统划分原则22

2.3.2 子系统划分方案23

2.3.3 子系统优化设计流程25

3 基于旅行时间与最高运行速度的子系统优化设计26

3.1 旅行时间4h左右与最高运行速度380km/h的设定26

3.2 高速列车系统的优化设计28

3.2.1 CRH2-300型和CRH3型动车组概要29

3.2.2 CRH2-300型和CRH3型动车组的速度提升策略31

3.2.3 CRH2-350型京沪高速列车优化设计34

3.2.4 CRH3-350型京沪高速列车优化设计43

3.3 工务工程系统的优化设计50

3.3.1 速度提升对京沪高速铁路工务工程系统提出的挑战50

3.3.2 轨道结构的优化51

3.3.3 提高隧道通过限速的隧道设计52

3.3.4 提高车站通过限速的方法55

3.3.5 提高列车桥梁通过限速的方法55

3.4 牵引供电系统的优化设计56

3.4.1 京沪高速铁路对牵引供电系统的要求57

3.4.2 大容量能量传输保障技术优化57

3.4.3 高速接触网技术优化58

3.4.4 自动过分相技术优化61

3.5 列车运行控制系统的优化设计64

3.5.1 列车运行控制系统的优化分析64

3.5.2 CTCS-3级与CTCS-2级列车运行控制系统兼容性优化66

3.5.3 CTCS-3级列车运行控制系统的实时性优化68

3.5.4 GSM-R网络可靠性优化69

3.5.5 列车定位测速技术优化71

4 基于舒适性指标的子系统优化设计74

4.1 京沪高速铁路舒适性的定位及其影响因素74

4.1.1 京沪高速铁路舒适性的定位74

4.1.2 京沪高速铁路舒适性的影响因素76

4.2 高速列车系统的优化设计77

4.2.1 高速列车舒适性指标77

4.2.2 CRH2-350型京沪高速列车舒适性优化80

4.2.3 CRH3-350型京沪高速列车舒适性优化84

4.3 工务工程系统的优化设计89

4.3.1 线路平纵断面优化设计89

4.3.2 过渡段优化设计89

4.3.3 隧道优化设计90

4.3.4 轨道结构减振降噪措施90

4.3.5 车站优化设计91

4.4 客运服务系统的优化设计91

4.4.1 售检票系统的优化设计92

4.4.2 站内信息检索与导向优化设计93

4.4.3 车站服务设施的优化设计93

5 基于节能与环保的子系统优化设计94

5.1 京沪高速铁路系统节能与环保优化的需求94

5.1.1 京沪高速铁路节能与环保的影响因素94

5.1.2 京沪高速铁路系统的节能与环保设计指标96

5.2 高速列车系统的优化设计96

5.2.1 高速列车节能与环保优化分析96

5.2.2 CRH2-350型京沪高速列车的优化设计99

5.2.3 CRH3-350型京沪高速列车的优化设计108

5.3 牵引供电系统的优化设计110

5.4 工务工程系统的优化设计111

5.5 运营调度系统的优化设计113

6 基于安全与防灾的子系统优化设计114

6.1 京沪高速铁路安全与防灾的影响因素114

6.1.1 高速度的影响114

6.1.2 高密度运营、巨量客流的影响116

6.1.3 大区域运行的影响116

6.1.4 其他影响117

6.2 高速列车系统的优化设计117

6.2.1 京沪高速列车行车安全与防灾指标117

6.2.2 CRH2-350型京沪高速列车的安全与防灾优化119

6.2.3 CRH3-350型京沪高速列车的安全与防灾优化120

6.2.4 京沪高速列车的综合维修122

6.3 工务工程系统的优化设计123

6.3.1 站台、隧道、线路安全限界优化124

6.3.2 全线沉降监测与控制125

6.4 牵引供电系统的优化设计125

6.4.1 接触网冰、风负载125

6.4.2 牵引供电系统防雷126

6.4.3 接触网断线126

6.5 列车运行控制系统的优化设计127

6.5.1 列控系统的安全优化127

6.5.2 突发危险时列车控制的实时性优化128

6.6 客运服务系统的优化设计128

6.7 自然灾害的防护129

6.7.1 强风、暴雨、大雪等恶劣天气的应对技术措施129

6.7.2 地震132

6.7.3 异物侵限133

6.8 运营调度系统的优化设计133

6.8.1 建立综合一体化的高速铁路运输安全监控预警系统134

6.8.2 事故条件下综合调度系统优化134

6.9 高速综合检测列车135

6.9.1 京沪高速铁路安全与防灾需要研制高速综合检测列车135

6.9.2 研制京沪高速铁路的综合检测列车135

7 基于开行原则与开行方案的子系统优化设计137

7.1 京沪高速铁路系统的基本开行原则与开行方案137

7.1.1 列车开行方案设计的影响因素与基本原则137

7.1.2 京沪高速铁路开行方案139

7.1.3 开行方案的场景仿真设计151

7.2 开行原则与开行方案对相关子系统设计的要求153

7.2.1 对站线设备、设施的要求153

7.2.2 对高速列车系统设计的要求153

7.2.3 对牵引供电系统设计的要求154

7.2.4 对列车运行控制系统设计的要求155

7.2.5 对客运服务系统设计的要求155

7.2.6 对调度系统设计的要求157

参考文献161