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[权威发布] “复兴号”上的黑科技:往返一趟京沪省电5000度

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新浪微博达人勋

发表于 2017-9-29 10:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

划重点:


  • 整车运行阻力降低12%,人均百公里能耗下降17%,当它以时速350公里运行时人均百公里能耗仅3.8度电。“往返一趟京沪节省5000多度电。”
  • 乘坐“复兴号”更放心,这是因为除具备失稳检测、烟火报警、轴温监控、受电弓视频监视等安全防护功能外,“复兴号”动车组加装了一把 “安全锁”。也就是当列车发生碰撞时,碰撞吸能单元通过有序变形吸收碰撞能量,保障乘客区域不变形,冲击减速度可控,为乘员提供安全保障。

视觉中国


9月21日,“复兴号”中国标准动车组在京沪高铁实现时速350公里运营,标志着我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。

“复兴号”都蕴藏了哪些黑科技?9月25日,科技日报记者来到中车四方股份公司,细探究竟。

雕刻中国面孔:往返一趟京沪省电5000度

CR400AF动车组一亮相,其修长的流线型车头“飞龙”可谓颜值爆表。

为什么是 “飞龙”?“车头造型不仅是为了好看,更关键的是要降低空气阻力。” 中车四方股份公司副总工程师丁叁叁告诉记者,当动车组在时速350公里的高速状态下运行时,90%左右的阻力来自空气,动车组的动力输出几乎都消耗在与空气的对抗上了。

与既有动车组相比,“复兴号”的外形有了很大改变。CR400AF动车组的车体高度从3.7米增高到了4.05米,车体断面积增大了7.3%。

增长的“身材”必须提升车头的气动性能,使设计难度大大攀升。

“为攻克头型技术难题,研发团队最初设计了46种头型概念方案,围绕气动性能开展了海量的仿真计算、风洞试验以及动模型试验,反复评估头型的技术指标和文化特性,才最终敲定‘飞龙’方案。”丁叁叁说。

头型的制造是另一大挑战。“‘飞龙’车头棱线曲面造型复杂,由80多块蒙皮拼接而成,对成型精度的要求极高。”中车四方股份公司技术工程部部长张志毅说,80多块蒙皮形状各异,共有3000多条焊缝,加起来长达600多米,如此高的焊接密度,几乎囊括了平焊、横焊、仰焊等所有高难度的焊接姿势。

果然,“飞龙”不负重望,表现优异。整车运行阻力降低12%,人均百公里能耗下降17%,当它以时速350公里运行时人均百公里能耗仅3.8度电。

“往返一趟京沪节省5000多度电。” 丁叁叁计算出这样一个数字。

聪明“中国脑”:1秒钟记录100万个数据

“复兴号”有一颗更加聪明的“大脑”,可在1秒钟内记录100万个数据。

看看“复兴号”聪明在什么地方。

“复兴号”建立了大量的传感系统,整车检测点达2500多个,比以前动车组多了500多个。“这些大大小小的传感器,最大的高62.8厘米,最小的直径仅5毫米。” 中车四方股份公司技术中心副主任陶桂东解释说,这些传感器能采集1500多项车辆状态信息,就像动车组的眼睛一样,时时刻刻对列车振动、轴承温度、牵引制动系统状态、车厢环境等进行监测。

列车的智能化传感系统,将所有数据采集到网络系统中,信息采集精度高,在重要监控点,数据记录精度最高达到微秒级。“这也使‘复兴号’达到了1秒钟记录100万个数据的惊人能力。” 陶桂东说。

“复兴号”从北京到上海跑一趟,单程1318公里,记录的数据达300多兆。相比之下,73万字的《红楼梦》所占数据空间仅有1.7兆。

值得一提的是,“复兴号”的网络控制系统首次引入了高速以太网数据传输和维护网络,传输带宽由1兆级提升到了100兆级。如果说以前是“乡间小道”,现在则是宽敞的“高速公路”,借助以太网,车辆大容量数据得以高速实时传输,列车的故障诊断和检修维护更加安全可靠、智能。最令人骄傲的是,“复兴号”网络控制系统,硬件和软件都是自主研发,实现了完全自主化的突破。

安静客室外加一把“安全锁”

乘坐“复兴号”更放心,这是因为除具备失稳检测、烟火报警、轴温监控、受电弓视频监视等安全防护功能外,“复兴号”动车组加装了一把 “安全锁”。

“‘复兴号’首次应用被动安全技术,即通过增设碰撞吸能装置,提高动车组的被动防护能力。”丁叁叁说。

被动安全防护,也就是当列车发生碰撞时,碰撞吸能单元通过有序变形吸收碰撞能量,保障乘客区域不变形,冲击减速度可控,为乘员提供安全保障。这相当于为列车加了一把“安全锁”。

丁叁叁告诉记者,“复兴号”的碰撞防护系统,设计吸能容量达6.8兆焦,这一指标达到国际领先水平。

在世界高速列车领域,被动安全防护是一项技术“制高点”。碰撞防护系统结构极为复杂,设计难度大。中车四方股份公司研发团队经过两年的攻关,自主开发了碰撞防护系统。

乘坐“复兴号”,你还会发现相互间说话不用提高嗓门了,这是因为“复兴号”有一个非常优良的降噪指标。根据测试,当“复兴号”以时速350公里高速运行时,客室噪声最大仅为65分贝,远远优于70分贝的“优”等线。

“设计初期,研发团队给自身定了一个苛刻的目标,即客室噪声比国内外既有动车组降低3分贝以上。”陶桂东告诉记者。

优化动车组的结构,包括新型流线型车头、平顺化的车顶受电弓、全包型式的车端风挡等,以此降低气动噪声;应用新型隔声材料;进行降噪控制。试验期间光牵引软件就进行了80多个版本的降噪优化,最终实车试验时,车内噪声最多降低了4—6分贝,比研发团队的预期目标更优。

一个安静的客室环境就这样营造出来了。


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新浪微博达人勋

发表于 2017-9-30 11:34 | 显示全部楼层
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新浪微博达人勋

发表于 2017-9-30 11:56 | 显示全部楼层


并不是什么黑科技,而是一个是技术,一个是铁路天性所赋予的,钢轮钢轨之间硬碰硬(相当于把汽车轮胎打到无限饱),接触面很小,像冰刀一样,随便给点力,就跑到时速三、四百公里。














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新浪微博达人勋

发表于 2017-9-30 15:29 | 显示全部楼层
一个是技术,一个是铁路天性所赋予的
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新浪微博达人勋

发表于 2017-9-30 15:43 | 显示全部楼层
5--10年内中国高铁 时速将超400公里,未来20年将超500公里,2011年3月 将进行500公里时速试验,可惜被 庸官开了倒车

中新社北京 2010年11月6日  

铁道部副总工程师、运输局局长张曙光今天表示,未来5到10年内,中国高铁时速突破400公里没有问题;未来20年,运行时速有望突破500公里。同时在不断优化设计的过程中,高铁将更节能。

  张曙光是在清华大学高速铁路技术研究中心第一次管理委员会、专家指导委员会全体会议上介绍上述情况的。张曙光说,中国高铁运行时速从250公里到350公里再到今年的380公里,仅用了不到6年。明年3月份还将在京沪试验段上做500公里的试验。而发达国家走完这一段用了近30年。

  张曙光说,高铁的节能效果非常明显。比如现在350公里的列车,能耗大约是大巴的1/3、小轿车的1/6、飞机的1/4。通过优化气动外形、减少运行阻力等技术措施,还能更节能。以京沪高速为例,如果京沪高速开行100对车的话,全年回收的电超过1亿度。

  张曙光表示,纵观世界高速列车技术的发展,第一条高速列车在日本诞生,到现在也就是五六十年时间,但是世界各国从来没有停止过对速度、安全可靠性、节能追求的步伐,“一方面是为了占据国际市场,要有自己的话语权,另一方面也是经济发展、社会发展的需求”。中国的高速列车谋划于1992年,2004年正式启动,坚持自主创新,取得了重大成就。部分头型设计已向美国转让。

  据了解,更高水平的智能化列车将作为“十二五”科技部、铁道部的重点计划,并被列入国家863支撑计划。智能化列车将采用先进传感技术,全面监控高速列车各个系统,提高列车的主动安全预防能力。

可惜跨越、曙光都下了台,庸官盛高阻 上台后,中国铁路开始了大降速(两次)、大降标(危害极大、贻害百年)的开历史倒车之旅!
500公里时速的CIT500动车,也回仓库 睡大觉去了!


降速---改写武广高铁收益预期
2011年06月24日   凤凰网财经  

武广高铁原本寄望明年能实现盈利的设想,可能因为高铁这一轮降速、降价而落空。

熟知武广高铁运营情况的铁路系统人士6月22日向本报透露,今年上半年,武广高铁上座率大致维持在七成左右,已实现了50亿左右的票价收入。超出预期的客流使得铁路内部一度估计武广高铁今年可实现90亿以上的总收入,比去年增长1.8倍,进而完全覆盖武广高铁当年的银行贷款利息、运营成本以及固定资产折旧的计提。

不过铁道部近日公布的高铁降速、降价方案,可能导致武广高铁的效益打折扣。前述人士担心,部分长途客流可能会因此回流航空,同时铁路票价降幅有限,料难因此诱增新的客流。

铁路专家、北京交通大学教授荣朝和6月23日告诉记者,高铁这一轮尝试性地降速、降价的影响仍有待观察。他提醒,中国高铁前期的可行性研究报告中数据真实性存疑,实际投资回报情况不可过分乐观。

降速对成本影响有限

根据新的调图方案,7月1日开始,武广高铁的时速将从过去的350公里/小时,调整为300公里/小时、250公里/小时两种速度混跑。时速300公里的列车,全程二等票价从过去的490元下调5%至465元,一等票价从790元降至740元。时速250公里的列车,则分为330元和550元两等票价。

上述熟知武广高铁情况的人士也赞同这一判断。他透露,以武广高铁为例,这条线路去年实现了52亿左右的总收入,而成本支出分为三个部分:包括26亿的银行贷款利息支出,30多亿的设备折旧计提以及支付给广铁集团和武汉铁路局两路局的26亿左右的委托运营费用,以及全年10亿元的电费和水费等杂费。

他说,高铁的降速带来的成本减少主要会集中在两块,一个是电费的支出会有缩减,另外一项是维护成本可能也会略有减少,但幅度几乎可以忽略不计,而电费减少的幅度预计也会相当有限。该人士说,武广高铁2010年的电费支出大约是9亿多一点,占整个运营成本仅两成多不足三成。

若不考虑客流量的变化,武广高铁成本的降低部分将难以冲抵降价造成的收入减少。最大的变数预计将是客流量。上述铁路人士和帅斌的判断是,武广高铁可能因为降速、降价而流失部分高端客流。

铁路人士说,降速后,武广全线的运行时间将从过去的3小时20分左右,增加为4小时,时速250公里的动车运行完全程的时间需要大概6小时。他说,根据经验,高铁运行中,超过4个小时的乘坐时间,乘客会感到身体不适。

接近铁道部的人士6月23日也表示,国外高铁的运行经验也表明,4小时内高铁将比航空更具竞争力。而武广高铁虽然降价,但5%的降价幅度可能很难吸引既有老线路上的客流转而乘坐高铁。

不过另一位熟知高铁运营调度的铁路人士不赞同上述判断。他认为,降速之后的武广线80对动车中绝大部分仍然是300公里时速的动车,时速250公里的仅占10对左右,这两档次的速度其实分别对应了长途旅客和中短途旅客。他说,长途旅客的实际乘坐时间也就增加了半小时,他个人不认为这会对高铁的客流造成大影响。

货运能力释放争议

事实上,自2009年末开通以来,武广高铁的客流一直保持较快增长。动车组的数量也从最初的32对大幅增加至今年春运时的88对,综合的上座率一直相对稳定。

数位受访人士更为关心的是,中国高铁降速、降价之后,对应的既有线路是否还会大面积地停运,为货运腾挪出空间?

前述接近铁道部的人士提醒,在铁道部的人事更迭之后,目前铁道部对高铁的安全性和社会舆论、民生更为注重,预计既有线路的停运幅度不会太明显,修建高铁以实现客货分流的初衷可能将有偏离。

荣朝和更指出,原本铁道部希望看到的既有线路走货运,高铁走客运的格局,可能实现不了。“老线路即便停运,中国铁路的货运量增长也会有限。”他说,中国已经进入工业化中期,根据发达国家的经验,货运量的增长将呈现减速的趋势。

这也意味着,即使京广线在2012年以后能够有1.5亿吨左右的运力,但能否实现1.5亿吨的运量又将是一个新的问题。

实现客货分流(高铁重客运、既有线路重货运)、再造中国铁路的新骨架原本是中国这一轮大修高铁的根本目的。根据测算,铁路系统原本估计高铁的运营可以给京沪和京广既有线路各自腾挪每年至少1亿吨的货运,按照平均运距600公里的粗略计算,这就意味着两条线每年将各增加至少60亿元的货运收入。而当前京广线货运能力仅为4000多万吨。

帅斌认为,虽然从趋势上看,货运量的增速将趋缓,但当前来说,通道的货运能力不足这一问题仍然有待解决,中国铁路目前只能满足60%-70%的装车请求,以致不少货源不得不移走公路,而经验表明,300公里-800公里这一运输距离正是铁路的优势距离,铁路竞争力将强于其他运输方式。



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新浪微博达人勋

发表于 2017-10-2 08:56 | 显示全部楼层
比较民航,节能优势明显,高铁动车组座百公里3度多电,而民航飞机要3升油
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新浪微博达人勋

发表于 2017-10-2 10:08 来自:[铁道论坛手机版] | 显示全部楼层
以前专家还说速度增加50公里能耗成倍增加,现在的测试数据证明完全打脸,以前胡说八道是为降速找借口
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新浪微博达人勋

发表于 2017-10-2 10:08 来自:[铁道论坛手机版] | 显示全部楼层
以前专家还说速度增加50公里能耗成倍增加,现在的测试数据证明完全打脸,以前胡说八道是为降速找借口
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新浪微博达人勋

发表于 2017-10-11 21:46 | 显示全部楼层
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新浪微博达人勋

发表于 2017-10-12 16:36 | 显示全部楼层
这等于给某人打脸,啥都有理由。
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