趙紅衛(wèi) ，梁建英 ，劉長青

a China Academy of Railway Sciences Co., Ltd., Beijing 100081, China

b CRRC Qingdao Sifang Co., Ltd., Qingdao 266111, China

c CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd., Changchun 130052, China

1. 世界高速列車發(fā)展歷程

國際鐵路聯(lián)盟（International Union of Railways,UIC）對高速鐵路定義為：新線設(shè)計速度250 km·h-1以上，提速線路速度達(dá)到200 km·h-1的鐵路[1]。我國對高速鐵路的定義為：新建設(shè)計開行250 km·h-1（含預(yù)留）及以上動車組列車初期運(yùn)營速度不小于200 km·h-1的客運(yùn)專線鐵路[2]。從世界范圍來看，高速鐵路及高速動車組發(fā)展大致可以分為3個歷史時期，分別是初步運(yùn)營期、線路平臺擴(kuò)展期和快速發(fā)展期。

1.1. 初步運(yùn)營期（20世紀(jì)60年代至70年代末）

1964年10月1日，世界第一條高速鐵路——東海道新干線（東京—新大阪）在日本誕生。當(dāng)時投入運(yùn)營的高速動車組為0系，由6節(jié)動車編組而成，最高運(yùn)營速度為210 km·h-1。

1.2. 線路平臺擴(kuò)展期（20世紀(jì)80年代初至20世紀(jì)末）

該階段高速鐵路發(fā)展從日本擴(kuò)展到了歐洲，法國、德國、意大利等國家也紛紛建設(shè)和開通高速鐵路，并采用不同的技術(shù)路線研制出具有各自特點(diǎn)的新型動車組平臺，動車組型號不斷豐富，技術(shù)性能不斷提升，最高運(yùn)營速度逐步提升到了300 km·h-1。

法國于1983年開通了LGV (ligne à grande vitesse)東南線（巴黎—里昂）[3]，該線路的開通運(yùn)營是世界高速鐵路運(yùn)營速度達(dá)到300 km·h-1的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也是高速鐵路范圍從日本擴(kuò)展到歐洲的開端；后來又逐漸開通了LGV大西洋線（巴黎—勒芒/圖爾）等線路，分別采用阿爾斯通公司研制生產(chǎn)的TGV (trains à grande vitesse)系列高速列車，最高運(yùn)營速度達(dá)到300 km·h-1。德國于1991年開通了漢諾威—富爾達(dá)—維爾茨堡、曼海姆—斯圖加特高速鐵路，最高運(yùn)營速度均達(dá)到250 km·h-1，均采用西門子公司研制生產(chǎn)的ICE1、ICE2等動力集中型高速動車組。意大利于1992年前分段開通了羅馬—佛羅倫薩高速鐵路，最高運(yùn)營速度為250 km·h-1，采用FIAT (Fabbrica Italiana Automobili di Torino)公司（后被阿爾斯通公司控股）獨(dú)立研制的ETR450、ETR460等型號的動力分散式擺式高速列車。西班牙開通了馬德里—塞維利亞高速鐵路，采用從法國阿爾斯通引進(jìn)技術(shù)的S100型動力集中型動車組等，最高運(yùn)營速度為300 km·h-1。日本的新干線技術(shù)體系繼續(xù)發(fā)展，高速動車組沿著動力分散的技術(shù)路線，逐漸推廣應(yīng)用了100系、200系、300系、400系、500系、700系等多種型號的高速列車，以及E1系、E2 系、E3系等型號高速列車，其中500系動車組于1997年最高速度達(dá)到300 km·h-1。

可以看出，該階段世界高速動車組技術(shù)已經(jīng)相對成熟，涌現(xiàn)出動力集中和動力分散不同技術(shù)路線，擺式列車和非擺式列車也相繼涌現(xiàn)，型號不斷豐富，速度不斷提升，西門子、阿爾斯通等幾大制造商已初具規(guī)模和雛形，高速鐵路所發(fā)揮出的巨大效應(yīng)也為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展帶來了新的生機(jī)和活力。

1.3. 快速發(fā)展階段（21世紀(jì)以來）

進(jìn)入21世紀(jì)初，世界高速鐵路快速發(fā)展，美國、俄羅斯、韓國、波蘭、中國等國家開始發(fā)展高速鐵路，尤其是中國高速鐵路的快速崛起，極大地帶動了世界高速鐵路的發(fā)展。僅21世紀(jì)以來的頭10年中，世界范圍內(nèi)新建高速鐵路近15 000 km，是此前30多年新建高速鐵路總體規(guī)模的3倍多。

與高速鐵路線路相伴而生，高速動車組性能不斷優(yōu)化，動車組平臺化趨勢愈加明顯。法國研制并運(yùn)營了TGV POS (Paris-Ostfrankreich-Süddeutschland)、TGV Réseau Duplex動車組，以及TGV Duplex Dasye、TGV Duplex RGV2N2、TGV Océane等型號雙層動車組，最高運(yùn)營速度均可達(dá)320 km·h-1；此外，阿爾斯通公司還轉(zhuǎn)變以往動力集中的路線，研制成功了動力分散型的動車組AGV（automotrice à grande vitesse，已經(jīng)用于意大利民營鐵路公司NTV的運(yùn)營）。德國也改變了以往動力集中的技術(shù)路線，研制并運(yùn)營了動力分散型的ICE3和新型ICE3動車組，最高運(yùn)營速度為300 km·h-1；研制了ICE4型動車組，開辟了可靈活編組動車組的先河，并有多項技術(shù)創(chuàng)新，最高速度為250 km·h-1；此外，為了適應(yīng)既有線路多曲線的要求，還研制了電力擺式動車組ICE T（最高速度為230 km·h-1）和內(nèi)燃擺式動車組ICE TD（最高速度為200 km·h-1）。意大利應(yīng)用了設(shè)計速度為400 km·h-1、計劃運(yùn)營速度為360 km·h-1的紅箭1000型動車組，為非鉸接式、動力分散型、8節(jié)編組單層列車，目前最高運(yùn)營速度為300 km·h-1。日本東北新干線上投入運(yùn)營了E5、E6系動車組，東北新干線上投入運(yùn)營的H5系動車組，最高運(yùn)營速度均為320 km·h-1，其中H5系動車組可以適應(yīng)北海道地區(qū)多雪寒冷的氣候環(huán)境。該階段動車組制造商開始拓展海外市場，例如，西門子公司Velaro E系列動車組技術(shù)輸出到西班牙、俄羅斯等國家，阿爾斯通公司的TGV技術(shù)輸出到韓國、美國等國家。

總體來看，世界動車組經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)形成模塊化、系列化產(chǎn)品[4]。其中，德國ICE系列動車組已經(jīng)囊括ICE 1、ICE 2、ICE 3、ICE 3M以及ICE 4等車型。法國TGV高速列車已發(fā)展到第四代，其中，第一代為TGV-PSE、郵政高速列車，第二代為TGV-A、AVE、TGV-R、TGV-TMST（歐洲之星）、TGV-PBKA等型號，第三代為TGV-2N等型號，第四代為AGV高速列車。日本高速動車組列車形成兩大系列，其一為以百位數(shù)字表示的高速列車，從0系開始，發(fā)展出100系、200系、300系、400系、500系、700系、800系及N700系；其二為E系高速列車，有E1、E2、E3、E4、E5等型號。這種模塊化、平臺化的趨勢，便于在平臺化的基礎(chǔ)上針對多樣化的市場需求，通過編組變化、模塊化設(shè)計等手段，滿足各種運(yùn)用模式和運(yùn)營環(huán)境的需求，而且有利于列車的升級、縮短考核時間和準(zhǔn)入流程。

1.4. 中國高速鐵路發(fā)展

中國高速動車組技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)自主探索、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新和全面自主創(chuàng)新三個階段。目前動車組產(chǎn)品覆蓋時速250 km、300 km、350 km及以上速度級，能夠適應(yīng)不同線路、不同環(huán)境條件和不同運(yùn)輸需求。

自主探索階段開始于20世紀(jì)末，1997年中國開始第一次大提速，1999年秦皇島—沈陽（秦沈）客專開工建設(shè)，設(shè)計時速250 km；期間自主研發(fā)了“中華之星”和“先鋒號”等動車組。引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新階段開始于2003年，2004年中國政府發(fā)布了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，提出規(guī)劃建設(shè)“四縱四橫”高鐵網(wǎng)。北京—天津（京津）線、鄭州—西安（鄭西）高鐵、上?！暇麑帲┚€、北京—上海（京滬）線和哈爾濱—大連（哈大）線等線路陸續(xù)開通運(yùn)營[5]。這個階段中國從龐巴迪、川崎、西門子和阿爾斯通分別引進(jìn)了4種原型動車組并打造了CRH1、CRH2、CRH3和CRH5共4個和諧號動車組平臺。其中，時速300 km及以上動車組平臺包括CRH2C、CRH3C和380系列動車組。CRH2C和CRH3C是設(shè)計時速為300～350 km的動車組，CRH2C為6M2T（M為動車，T為拖車），CRH3C為4M4T，均在2008年投入運(yùn)營。380系列均為時速350 km等級動車組。CRH380A采用6M2T形式，CRH380AL采用14M2T；CRH380B、CRH380D均為8輛編組列車，采用4M4T形式；CRH380BG基于CRH380B，專門為高寒地區(qū)應(yīng)用而設(shè)計；CRH380BL、CRH380CL型動車組均為長編動車組，專門為京滬、北京—廣州（京廣）等長大干線應(yīng)用而設(shè)計，采用8M8T編組形式。以上和諧號系列動車組，當(dāng)前實(shí)際運(yùn)營速度均為300 km·h-1。

我國2013年開始自主創(chuàng)新階段，由中國鐵路總公司牽頭組織研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)興號中國標(biāo)準(zhǔn)動車組。復(fù)興號系列動車組有CR400AF和CR400BF兩個平臺，為8輛編組動車組（4M4T），設(shè)計速度為350 km·h-1，當(dāng)前實(shí)際運(yùn)營速度為350 km·h-1。2018年為適應(yīng)京滬等長大干線運(yùn)輸需求，分別推出CR400AF-A、CR400BF-A和CR400AF-B、CR400BF-B動車組，A和B分別為8M8T和8M9T形式。

截至2019年10月，中國已擁有高速動車組3480標(biāo)準(zhǔn)組，已累計運(yùn)輸旅客突破100億人次。目前，中國已成為高鐵運(yùn)營速度最高、規(guī)模最大、運(yùn)營場景最為豐富的國家。

2. 提升綜合技術(shù)性能

高速鐵路是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，作為移動裝備的高速動車組，它與固定基礎(chǔ)設(shè)施包括接觸網(wǎng)、軌道以及周邊的空氣都形成了耦合關(guān)系。從某種意義上看，這種關(guān)系甚至比公路車輛、飛機(jī)、船舶等其他交通系統(tǒng)都更加復(fù)雜。要進(jìn)一步提升高速動車組的綜合性能，必須要處理好這幾個耦合關(guān)系，除此之外，還要解決好牽引和制動控制技術(shù)，提高牽引和制動性能，同時進(jìn)一步提升行車安全監(jiān)測水平等。

2.1. 優(yōu)化輪軌關(guān)系問題，保證良好動力學(xué)性能

在各種耦合關(guān)系中，輪軌關(guān)系是最基礎(chǔ)和決定性的約束關(guān)系。高速動車組依靠輪軌黏著產(chǎn)生牽引力和制動力，也依靠輪軌接觸力獲得垂直定位（支撐）和水平定位（橫向?qū)颍Ｊ茌嗆夑P(guān)系制約，高速動車組達(dá)到一定速度時轉(zhuǎn)向架會出現(xiàn)固有的蛇行失穩(wěn)現(xiàn)象（橫向穩(wěn)定性），動車組在理論上的最高極限速度在很大程度上受限于蛇行臨界速度。因此高速動車組在最高運(yùn)營速度下，既需要足夠的安全裕度，也需要足夠的臨界速度裕度。按《高速電動車組整車試驗規(guī)范》（鐵運(yùn)〔2008〕28號）[6]的規(guī)定，高速列車在試驗認(rèn)證時必須通過比最高運(yùn)營速度高出10%速度下的動力學(xué)性能試驗，對包括運(yùn)行穩(wěn)定性、橫向穩(wěn)定性、運(yùn)行品質(zhì)和運(yùn)行平穩(wěn)性試驗在內(nèi)的動力學(xué)性能進(jìn)行驗證。

影響動車組運(yùn)行穩(wěn)定的因素有很多，僅從動車組本身來看，轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)和懸掛是主要因素。世界各國提高列車動力學(xué)性能的研究都以轉(zhuǎn)向架的開發(fā)為先導(dǎo)，以輪軌關(guān)系的研究為基礎(chǔ)。

CR400AF/BF復(fù)興號動車組采取全新的轉(zhuǎn)向架構(gòu)造、懸掛連接與牽引方式，以實(shí)現(xiàn)整體輕量化設(shè)計，減小轉(zhuǎn)向架簧下質(zhì)量和優(yōu)化轉(zhuǎn)向架與車體之間的懸掛參數(shù)，具有安全舒適、線路適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、易維護(hù)性的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)向架在設(shè)計時考慮了以下主要因素。

（1）線路適應(yīng)性。由于中國高速鐵路線路長，運(yùn)營區(qū)間跨度大，轉(zhuǎn)向架需要充分適應(yīng)自然環(huán)境條件、線路條件和運(yùn)營條件等方面的差異。

（2）運(yùn)行安全性。轉(zhuǎn)向架技術(shù)涉及輪軌動力學(xué)、靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度設(shè)計理論，需考慮輪軌關(guān)系與轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)和懸掛的匹配，保障其安全性、橫向穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度具有充足的裕量。

（3）舒適性設(shè)計。轉(zhuǎn)向架需在設(shè)計上保證車輛具有優(yōu)良的乘坐舒適性能。為了使高速運(yùn)行中的列車保持平穩(wěn)，在轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)上采用了兩級懸掛來隔離簧下振動，抑制車輛的振動[7]，列車車廂內(nèi)振動加速度值需小于2.5 m·s-2。通過仿真計算、實(shí)驗室臺架試驗與線路試驗相結(jié)合的方法完成動力學(xué)性能分析，確定了懸掛系統(tǒng)方案，優(yōu)化了懸掛參數(shù)。

（4）可靠性設(shè)計。配備大柔度空氣彈簧和高阻尼抗蛇行減振器的無搖枕轉(zhuǎn)向架取代了早期結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件繁多、帶有搖枕甚至搖動臺以及摩擦式旁承的客車轉(zhuǎn)向架，極大地簡化了結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)用可靠性。

（5）輕量化設(shè)計。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化并引入新型高強(qiáng)度輕型材料，減輕構(gòu)架質(zhì)量，降低簧下質(zhì)量。通過有限元分析，對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進(jìn)行靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度評估以及模態(tài)計算，對轉(zhuǎn)向架進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，部分零部件合理地采用了輕型高強(qiáng)度材料。

（6）易維護(hù)性設(shè)計。采用模塊化設(shè)計，便于轉(zhuǎn)向架主要的零部件的拆卸和檢修?；谳嗆壗佑|關(guān)系和轉(zhuǎn)向架的輪對定位方式及參數(shù)優(yōu)選車輪外形，結(jié)合薄輪緣鏇修技術(shù)，延長車輪鏇修周期和車輪使用壽命。

（7）運(yùn)行安全監(jiān)測。設(shè)置轉(zhuǎn)向架橫向失穩(wěn)監(jiān)測、軸抱死監(jiān)測和輪對軸承溫度監(jiān)測裝置，設(shè)置安全閾值提前預(yù)警或報警，確保走行部運(yùn)行安全。

復(fù)興號動車組分為CR400AF和CR400BF兩種平臺，每一平臺轉(zhuǎn)向架又分為動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架，兩種平臺轉(zhuǎn)向架在結(jié)構(gòu)上均采用兩軸無搖枕輕量化結(jié)構(gòu)，拖車轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對、軸箱定位裝置、一系懸掛、二系懸掛、基礎(chǔ)制動裝置以及轉(zhuǎn)向架輔助組成，動車轉(zhuǎn)向架另外裝有齒輪箱和電機(jī)驅(qū)動裝置。CR400AF動車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架分別如圖1和圖2所示。轉(zhuǎn)向架承載能力設(shè)計指標(biāo)為軸重17 t。實(shí)驗室滾振試驗結(jié)果證明，動車組轉(zhuǎn)向架臨界速度超過550 km·h-1。線路測試結(jié)果表明，復(fù)興號動車組運(yùn)行平穩(wěn)性明顯優(yōu)于和諧號動車組，在京滬線以350 km·h-1運(yùn)行時，車體橫向平穩(wěn)性均值降低約21%，車體垂向平穩(wěn)性均值降低11%。

圖1 . CR400AF動車轉(zhuǎn)向架。

圖2 . CR400AF拖車轉(zhuǎn)向架。

2.2. 解決弓網(wǎng)關(guān)系問題、保障高速運(yùn)行條件下良好受流

弓網(wǎng)關(guān)系是高速鐵路系統(tǒng)中又一對很重要的耦合關(guān)系。安裝在動車組上高速運(yùn)動的受電弓需要與固定的接觸導(dǎo)線緊密接觸以實(shí)現(xiàn)良好受流，兩者之間存在摩擦，還要傳輸巨大的電力。

對于300 km·h-1以上的高速鐵路，弓網(wǎng)受流性能直接影響列車的運(yùn)行速度和運(yùn)行安全，弓網(wǎng)接觸力、燃弧、受電弓滑板垂向加速度等指標(biāo)尤為重要。隨著動車組速度的提高，受電弓弓頭和接觸線的振動幅度加大，導(dǎo)致弓網(wǎng)的接觸力波動劇烈，受流質(zhì)量下降。如果弓網(wǎng)的劇烈振動使得弓網(wǎng)之間接觸力降低到零，那么弓網(wǎng)會脫離產(chǎn)生電弧，灼傷接觸線和受電弓，也可能引起電能傳輸中斷，影響列車的運(yùn)行安全。如果接觸力過大，會使得接觸線抬升量超過允許值，引起弓網(wǎng)磨耗損失，甚至造成弓網(wǎng)事故。

CR400AF/BF復(fù)興號動車組在弓網(wǎng)關(guān)系優(yōu)化方面采取了以下技術(shù)措施。

（1）合理匹配弓網(wǎng)參數(shù)。對高速運(yùn)行時接觸網(wǎng)和受電弓系統(tǒng)動態(tài)受流性能進(jìn)行計算和仿真分析，選擇合理匹配的弓網(wǎng)參數(shù)，以達(dá)到良好受流性能。

（2）采用主動控制受電弓。對受電弓進(jìn)行主動控制，改善受電弓對接觸線的跟隨性能，使得弓網(wǎng)接觸力保持在合理范圍之內(nèi)，減小接觸線與受電弓滑板磨耗，延長使用壽命，增強(qiáng)動車組線路運(yùn)行的適應(yīng)性。高速動車組受電弓的幾何形狀必須與接觸網(wǎng)相兼容，使受電弓與接觸導(dǎo)線具有良好的接觸性能。弓網(wǎng)之間的摩擦和磨損是不可避免的，但要避免接觸導(dǎo)線和受電弓滑板過度磨損。

（3）優(yōu)化動力學(xué)性能。從提高受電弓的動態(tài)性能、空氣動力學(xué)性能和弓網(wǎng)動力學(xué)性能幾個方面改善弓網(wǎng)關(guān)系，提高受流質(zhì)量。通過穩(wěn)定受流技術(shù)減少電弧發(fā)生的數(shù)量，降低接觸受流損耗率，以減輕接觸導(dǎo)線承受過度的壓力，同時降低弓網(wǎng)接觸區(qū)域的磨耗。

（4）強(qiáng)度分析。對受電弓的整體進(jìn)行強(qiáng)度計算，對受電弓部分零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，使受電弓整體和各部件的靜強(qiáng)度具有較大的安全余量。

（5）快速降弓保護(hù)功能。采用不受電氣控制的緊急降弓系統(tǒng)，保證在突發(fā)弓網(wǎng)事故時，1 s內(nèi)弓頭下降200 mm以上，從而保證列車及供電系統(tǒng)安全。

高速弓網(wǎng)關(guān)系是各國高速鐵路研究的主要技術(shù)方向之一，歐洲鐵路公司正在研究采用多電壓兼容的受電弓技術(shù)，以減少受電弓數(shù)量。減少受電弓的數(shù)量可減輕列車重量以及空氣運(yùn)行阻力和接觸噪聲，還能降低生產(chǎn)和維護(hù)成本，每列車僅使用一個受電弓是最理想的。在這種情況下，受電弓的設(shè)計和備用受電弓的安裝必須考慮電流容量，多流制動車組需要采用單一的多電壓兼容的受電弓。

2.3. 提高牽引動力性能，優(yōu)化電機(jī)控制及黏著控制策略

交流傳動技術(shù)的發(fā)展一方面由于功率半導(dǎo)體和變流技術(shù)的進(jìn)步，另一方面取決于日臻完善的控制方法和控制裝置。后者能夠使變流器-電機(jī)整個系統(tǒng)具備優(yōu)異的控制性能，以滿足不同應(yīng)用場合的要求。具體性能要求包括：平穩(wěn)啟動、抑制車輪空轉(zhuǎn)和滑行、再生制動、較寬的調(diào)速范圍等。

CR400AF/BF復(fù)興號動車組為了達(dá)到動車組總體技術(shù)條件要求[8]，即動車組定員載荷在平直道上，牽引能力滿足：

（1）0～200 km·h-1的平均加速度不小于0.4 m·s-2；

（2）350 km·h-1運(yùn)行時的剩余加速度不小于0.05 m·s-2。

CR400AF、CR400BF型動車組牽引/再生制動特性曲線如圖3、圖4所示。

從系統(tǒng)效率、電壓及電流、電氣參數(shù)、機(jī)械接口及重量等方面開展CR400AF/BF復(fù)興號動車組牽引系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備研制，優(yōu)化系統(tǒng)匹配參數(shù)，通過仿真分析和試驗，最終獲得了優(yōu)異的牽引系統(tǒng)性能。

（1）在牽引系統(tǒng)輕量化設(shè)計方面，整車功重比約為20.7 kW·t-1，牽引系統(tǒng)效率在0.85以上。牽引系統(tǒng)主要組成部件功率密度顯著超過相同速度等級的“和諧號”動車組，其中，①牽引/輔助變流器功率密度高達(dá)0.82 kV·A·kg-1，CRH380A功率密度為0.43 kV·A·kg-1，CRH380B功率密度為0.63 kV·A·kg-1；②牽引變壓器功率密度為0.99 kV·A·kg-1，功率密度高于CRH3C的0.91 kV·A·kg-1；③牽引電機(jī)功率密度為0.909 kV·A·kg-1，功率密度高于CRH380B的0.78 kV·A·kg-1。

（2）在動車組牽引散熱系統(tǒng)冷卻能力設(shè)計方面，充分考慮了中國高速鐵路運(yùn)用環(huán)境，在滿負(fù)荷運(yùn)行下還有15%的余量，即使在中國獨(dú)有的楊柳絮滿天飛舞的春季，牽引系統(tǒng)仍能可靠工作。因此，牽引變流器箱體濾網(wǎng)的清潔周期縮短，變流器過溫故障也隨之減少，動車組的可用性從而得到改善。

圖3 . CR400AF型動車組牽引/再生制動特性曲線。

圖4 . CR400BF型動車組牽引/再生制動特性曲線。

（3）在牽引系統(tǒng)控制方面，優(yōu)化了高速動車組牽引傳動系統(tǒng)控制策略，實(shí)現(xiàn)對牽引變壓器、牽引變流器、牽引電動機(jī)等設(shè)備的高性能控制和完善的故障診斷，滿足高速動車組啟動和持續(xù)高速運(yùn)行的要求。

牽引控制系統(tǒng)具有高效、節(jié)能、安全可靠的技術(shù)特點(diǎn)，具體如下：

a. 采用兩相兩重四象限整流器控制策略，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)速度；利用移相技術(shù)有效控制諧波，保證再生能量的回收質(zhì)量；采用基于電流諧波優(yōu)化的牽引逆變器混合脈寬調(diào)制策略，有效改善網(wǎng)側(cè)諧波分布，降低對供電網(wǎng)的污染；

b. 采用高性能的牽引電機(jī)控制策略，有效抑制牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動，使大功率牽引逆變器在全速度范圍內(nèi)達(dá)到良好的輸出波形和控制性能[9]。圖5為各載波比切換時刻脈沖寬度調(diào)制（pulse width modulation, PWM）波形。

（4）開發(fā)和采用新型半導(dǎo)體開關(guān)元件，在復(fù)興號動車組上首次采用6500 V/750 A等級關(guān)斷電壓高、導(dǎo)通電流大、開關(guān)頻率高的絕緣柵雙極型晶體管（insulated gate bipolar transistor, IGBT），有效減少開關(guān)損耗，提高了牽引變流器系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，保證了動車組持續(xù)高速運(yùn)行能力。

（5）設(shè)計了緊急牽引功能，即使動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)癱瘓時，仍然能夠根據(jù)硬線指令發(fā)揮牽引力，使列車規(guī)避危險地段。

（6）實(shí)現(xiàn)過分相不斷電控制及無火回送/救援自發(fā)電功能，在過分相和無火回送過程中空調(diào)等輔助系統(tǒng)舒適性負(fù)載仍可以正常工作，提高動車組的可用性和服務(wù)品質(zhì)。

牽引系統(tǒng)及其控制技術(shù)一直是動車組產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要決定因素之一。交流異步電動機(jī)的控制（調(diào)速）技術(shù)比直流串勵電動機(jī)復(fù)雜，較早的交流傳動高速動車組，如日本的300系采用轉(zhuǎn)差特性控制方法。從20世紀(jì)80年代以來，國外三相交流電傳動機(jī)車和動車組普遍采用矢量變換控制方法，典型的代表是德國西門子公司的ICE系列高速動車組（包括ICE1～I(xiàn)CE3）。到20世紀(jì)80年代中期（1985年），德國和日本分別有人提出了一種先進(jìn)的控制技術(shù)，即直接轉(zhuǎn)矩控制（direct torque control, DTC）方法，獲得了與矢量控制相媲美的傳動性能，結(jié)構(gòu)也較簡單。目前，國內(nèi)外高速動車組普遍采用以上兩種控制技術(shù)對牽引電動機(jī)進(jìn)行控制。我國復(fù)興號動車組CR400AF型動車組采用直接轉(zhuǎn)矩控制，CR400BF型動車組則采用矢量控制。

圖5 . 各載波比切換時刻PWM波形。（a）11脈波向9脈波切換；（b）9脈波向7脈波切換；（c）7脈波向5脈波切換；（d）5脈波向3脈波切換。

2.4. 采用多種制動結(jié)合方式、優(yōu)化制動控制和防滑策略

CR400AF/BF復(fù)興號動車組在制動系統(tǒng)控制方面采用了以下關(guān)鍵技術(shù)。

（1）系統(tǒng)強(qiáng)化微機(jī)直通電空制動系統(tǒng)的性能和可靠性，充分利用再生制動，可方便調(diào)節(jié)制動力。采用復(fù)合制動方式，在常用制動的工況下通常都是以電制動為優(yōu)先，降低了閘片和制動盤之間的磨耗，保證了節(jié)能和環(huán)保性；緊急制動實(shí)行空-電聯(lián)合緊急制動。純空氣緊急制動仍作為最終的安全保障。

（2）統(tǒng)一由制動系統(tǒng)實(shí)施列車制動力的管理、計算和分配，采用統(tǒng)一減速度曲線控制，達(dá)到了良好的制動控制性能。

（3）隨著速度的提高，輪軌黏著系數(shù)越來越低[10]，列車制動時出現(xiàn)滑行可能性越來越大，優(yōu)化了高速制動階段的制動力分配和制動控制防滑策略。

（4）列車制動動能與速度平方成正比，高速列車制動時將產(chǎn)生巨大熱負(fù)荷，研制出承擔(dān)熱負(fù)荷吸收的制動盤和耐熱裂、抗熱衰退性好的閘片。

（5）完善系統(tǒng)診斷和故障導(dǎo)向安全控制，動車組制動的安全性主要涉及制動系統(tǒng)的制動能力、可靠性、故障導(dǎo)向安全設(shè)計等方面。

（6）出于可靠性和可維護(hù)性考慮，系統(tǒng)具有模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)特點(diǎn)。

CR400AF/BF復(fù)興號動車組的制動系統(tǒng)主要由制動控制系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動裝置等組成，系統(tǒng)構(gòu)成如圖6所示。

圖6 . CR400AF/BF復(fù)興號動車組制動系統(tǒng)組成。BP：制動管。

CR400AF/BF制動控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收司機(jī)或列車自動速度控制系統(tǒng)的制動指令，進(jìn)行空氣制動和再生電制動力的管理和分配，通過發(fā)出制動壓力驅(qū)動轉(zhuǎn)向架上的基礎(chǔ)制動裝置動作產(chǎn)生制動力，或者發(fā)出再生制動力指令使?fàn)恳到y(tǒng)發(fā)揮電制動力。風(fēng)源系統(tǒng)主要由主空氣壓縮機(jī)組、干燥裝置、輔助空氣壓縮機(jī)、風(fēng)缸以及貫穿全列的總風(fēng)管組成?；A(chǔ)制動裝置由制動盤、制動夾鉗、閘片組成，安裝在轉(zhuǎn)向架上，動車和拖車均采用氣壓盤式基礎(chǔ)制動裝置，其中拖車采用軸裝制動盤，動車采用輪裝制動盤。

各國高速動車組普遍采用空電復(fù)合制動，但空氣制動仍然是高速動車組最基本的制動方式。以法國為例，除法國第一代TGV采用自動式電空制動外，其余都采用最新的微機(jī)控制電氣指令直通電空制動?；A(chǔ)制動方面，第三代和第四代TGV動車組大都采用盤型制動。各國高速動車組在電制動方面主要有電阻制動和再生制動。其中，電阻制動的優(yōu)點(diǎn)是，一旦電網(wǎng)斷電，動車組仍然可以利用電阻制動產(chǎn)生制動力，安全性較好，缺點(diǎn)是無法實(shí)現(xiàn)節(jié)能。再生制動的優(yōu)缺點(diǎn)與電阻制動正好相反，能改善接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而節(jié)約能源。日本除早期的高速動車組采用電阻制動外，其余都采用再生制動。德國ICE系列動車組則從一開始就采用了再生制動。

2.5. 解決氣動減阻和車體輕量化問題

氣動阻力是車輛運(yùn)行阻力的重要組成，降低氣動阻力成為高速列車減阻的關(guān)鍵因素。CR400AF/BF復(fù)興號動車組在頭型設(shè)計、車體斷面輪廓、車體重量、轉(zhuǎn)向架區(qū)域和受電弓區(qū)域等影響列車運(yùn)行阻力和能耗的主要因素方面開展了大量研究和試驗。動車組降低運(yùn)行阻力措施如圖7所示。

（1）頭型優(yōu)化。采用流固耦合技術(shù)及阻力、升力、運(yùn)行安全性與平穩(wěn)性、氣動噪聲等多個性能指標(biāo)的耦合關(guān)系分析技術(shù)，設(shè)計流線型車頭，通過增加長細(xì)比例等，改善綜合氣動性能。

（2）表面平順化。對車頂空調(diào)裝置進(jìn)行平順處理，優(yōu)化車間風(fēng)擋連接，優(yōu)化改進(jìn)轉(zhuǎn)向架區(qū)域氣動外形等。

（3）流動控制。通過擾流和溝槽等流動控制技術(shù)，修正優(yōu)化動車組表面流場，減少氣動阻力，減少受電弓流場對受電弓動態(tài)性能的影響及空氣阻力。

（4）車體輕量化。為避免車體輕量化影響車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、氣密強(qiáng)度等車輛性能，依據(jù)等強(qiáng)度設(shè)計理念對車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，依靠仿真計算，均衡設(shè)計各個部件的載荷率。

圖7 . 動車組降低運(yùn)行阻力。

（5）在建立典型高速動車組模型和軌道、隧道等環(huán)境模型基礎(chǔ)上，仿真分析動車組以不同速度等級在明線運(yùn)行、明線交會、隧道通過等不同工況下的空氣流場分布規(guī)律。采用仿真分析、風(fēng)洞試驗、動模型試驗相結(jié)合的分析驗證方法，系統(tǒng)研究動車組不同外形的空氣動力學(xué)與氣動噪聲性能。

（6）車體輕量化主要采取材料創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)合的方式。復(fù)興號動車組在保證車體強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改善，整節(jié)車廂采用超薄長大中空鋁合金擠壓型材，逐級焊接組成薄壁筒體作為承載結(jié)構(gòu)，有效降低了殘余應(yīng)力及焊接變形，提升焊接效率。車頭和車體結(jié)構(gòu)如圖8和圖9所示。

通過氣動減阻和車體輕量化設(shè)計，CR400動車組運(yùn)行阻力顯著降低。CR400AF在350 km·h-1時總阻力比CRH380A降低12.3%，CR400BF比CRH380B降低7.5%。

國內(nèi)外高速鐵路均著力加強(qiáng)列車空氣動力學(xué)設(shè)計及研發(fā)。日本高速動車組在頭部形狀設(shè)計時，對空氣阻力和氣動噪聲、隧道微氣壓波等內(nèi)容進(jìn)行深化研究，從0系到500系，高速動車組頭部逐漸長型化。為降低微氣壓波，700系和E4系還開發(fā)了獨(dú)特的頭車形狀。日本自N700系開始以仿生學(xué)外形設(shè)計作為高速列車空氣動力學(xué)外形設(shè)計的理念，其中N700A和N700S采用經(jīng)過三維仿真優(yōu)化的“雙翼背鰭流線頭型”，可降低駛?cè)胨淼罆r的氣動力噪聲[11]，車體平滑化和形狀優(yōu)化可降低運(yùn)行阻力，歷經(jīng)N700系、E5系、E6系和E7系等車型的設(shè)計經(jīng)驗趨于成熟。

圖8 . 頭車車體結(jié)構(gòu)。

圖9 . 有受電弓中間車車體結(jié)構(gòu)。

為了提高列車運(yùn)行速度，各國高速列車十分注重輕量化設(shè)計。在車體輕量化方面，采用雙殼層結(jié)構(gòu)和模塊化與集成化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用新型結(jié)構(gòu)材料。當(dāng)前主要車體結(jié)構(gòu)為雙殼層大型中空擠壓鋁型材結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于日本的700系、N700系、E6系等主力車型上；德國ICE新型列車上也采用雙殼層結(jié)構(gòu)；意大利ETR 1000型高速列車車體外殼以及內(nèi)部裝飾大量采用輕合金材料，一方面可以實(shí)現(xiàn)車體輕量化，另一方面可以實(shí)現(xiàn)再生和重復(fù)利用。

2.6. 采用綜合監(jiān)控與診斷，保障動車組運(yùn)行安全

隨著動車組運(yùn)行速度的提升，動車組各系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)和動車組運(yùn)行安全性問題更為突出，一旦動車組發(fā)生軸承溫度超溫、軸抱死滑行、橫向運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)超限等故障時，就會存在較大的安全風(fēng)險。

為實(shí)現(xiàn)對動車組設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行安全監(jiān)控，動車組上安裝有各類傳感器，傳感器連接各系統(tǒng)控制設(shè)備，其狀態(tài)由控制設(shè)備采集，列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成各系統(tǒng)信息共享，實(shí)現(xiàn)整列動車組的控制監(jiān)視與診斷。與列車網(wǎng)絡(luò)相連接的設(shè)備有：牽引設(shè)備、制動和防滑裝置、列車輔助設(shè)備（如空調(diào)、采暖、通風(fēng)、照明等）、通信和信號設(shè)備、轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)檢測裝置、軸箱溫度檢測裝置、煙火報警裝置、旅客信息系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)等。

CR400AF/BF復(fù)興號動車組全車設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)2500余項，采集各種車輛狀態(tài)信息1500余項，實(shí)時診斷動車組運(yùn)行故障，出現(xiàn)異常時，自動預(yù)警或報警。例如，動車組設(shè)置輪對、齒輪箱軸承溫度監(jiān)測和轉(zhuǎn)向架橫向穩(wěn)定性監(jiān)測裝置，當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警或報警時，及時提供應(yīng)急處理和維修建議，并根據(jù)安全策略自動控制限速或停車，保證了動車組運(yùn)行安全性。

各國高速動車組都在列車上的關(guān)鍵部位廣泛安裝各種傳感器，實(shí)時監(jiān)測各個參數(shù)，防止發(fā)生事故。例如，法國AGV動車組裝有速度監(jiān)測裝置、動車三爪萬向軸失衡和斷裂監(jiān)測器、車輛軸溫監(jiān)測裝置等。龐巴迪公司為意大利鐵路公司提供的ETR1000高速列車在列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上裝備了遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。

3. 改善舒適性與降低壽命周期成本

為提高舒適性，國內(nèi)外許多國家采取了包括減小噪聲和振動、增加擺式裝置、加大客室空間、調(diào)整座椅間距、引入無障礙設(shè)施和車內(nèi)溫度微調(diào)控制等措施。

3.1. 優(yōu)化客室空間

CR400AF/BF復(fù)興號動車組旅客界面設(shè)計堅持以人為本，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)合理設(shè)計旅客乘坐空間、占用空間、通過空間和乘降空間。動車組充分利用車輛限界，車體斷面統(tǒng)一為寬3360 mm、高4050 mm。CR400AF比CRH380A斷面積增大7%；CR400BF比CRH380B斷面積增大10.5%。復(fù)興號動車組車體斷面如圖10所示。

CR400AF/BF復(fù)興號動車組加裝了無線WiFi系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)資源訪問的功能。在動車組內(nèi)旅客可通過個人終端接入互聯(lián)網(wǎng)或訪問列車局域網(wǎng)，進(jìn)行影音娛樂、游戲互動、應(yīng)用下載、社交/聊天、電子閱讀等服務(wù)。動車組還加裝了座位信息顯示系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)接入12306售票平臺，獲取動車組的售票信息，可進(jìn)行電子座位號指示及座位售票狀態(tài)信息實(shí)時顯示。

法國AGV采用低地板式設(shè)計，且地板為貫通式，改善乘客上下車的方便程度。此外，很多新型高速列車也采用了優(yōu)化列車內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，配置齊備的衛(wèi)生間、飲水設(shè)施，設(shè)置殘疾人設(shè)施，優(yōu)化旅客服務(wù)信息系統(tǒng)，采取接入無線網(wǎng)絡(luò)、增強(qiáng)車內(nèi)空調(diào)性能等措施。

3.2. 減振降噪

動車組車內(nèi)噪聲控制是一項系統(tǒng)工程，與車體輕量化設(shè)計、氣密性設(shè)計、車下設(shè)備布局、減振結(jié)構(gòu)優(yōu)化及吸隔聲材料的選型等相關(guān)。CR400復(fù)興號動車組為提高乘坐舒適性，增大了車體斷面，但同時也造成了氣動噪聲的增大；為降低運(yùn)行阻力，空調(diào)和受電弓等裝置采用下沉安裝，也嚴(yán)重影響了該區(qū)域的隔聲效果。因此，為降低客室內(nèi)噪聲水平，在聲源、振源以及傳遞路徑方面開展了車輛減振降噪系統(tǒng)分析，進(jìn)行綜合治理，例如如下3個方面。

圖10 . 復(fù)興號動車組車體斷面。

（1）分析噪聲傳遞路徑，綜合利用隔聲、吸聲方法，設(shè)計應(yīng)用多層復(fù)合隔聲、吸聲結(jié)構(gòu)。

（2）采取流線型設(shè)計，降低車輛表面氣動噪聲。

（3）傳統(tǒng)的隔聲和吸聲減噪措施很難降低由振動引起的低頻結(jié)構(gòu)噪聲，從而需要利用聲振解耦措施以降低結(jié)構(gòu)噪聲。優(yōu)化車體局部結(jié)構(gòu)、車體局部剛度和阻尼，從而解決車體局部顫振和噪聲問題。

經(jīng)過一系列的減振降噪措施，CR400AF/BF復(fù)興號動車組的車內(nèi)噪聲指標(biāo)均優(yōu)于“和諧號”動車組，在京滬高鐵以350 km·h-1運(yùn)行時，司機(jī)室內(nèi)和客室內(nèi)噪聲分別降低1～3 dB，受電弓客室端部噪聲降低6～7 dB。

國內(nèi)外鐵路綜合集成各種新技術(shù)以降低列車噪聲，具體措施包括：低噪聲新型結(jié)構(gòu)的受電弓及隔聲板的研制、車體側(cè)墻裙板及地板采用新型吸聲材料、車廂間采用疊式金屬擋罩等。如日本E5、E6、E7系動車組采用新型單臂多分割低噪聲受電弓，配合其他降噪措施，可以實(shí)現(xiàn)列車速度為320 km·h-1時，環(huán)境噪聲維持275 km·h-1的水平。E5還采用低噪聲型受電弓和性能優(yōu)良的隔聲材料、增大窗戶玻璃隔層厚度；車體側(cè)面采用性能良好的隔音材料；轉(zhuǎn)向架四周加罩，不傳播車下轉(zhuǎn)動區(qū)域噪聲；全列車車體高度變化小，四周平滑，車輛之間不留間隙；車體吸聲材料能有效吸收軌道與車體間的反射噪聲。

3.3. 節(jié)能環(huán)保

從國內(nèi)外情況來看，節(jié)能環(huán)保是高速動車組的重要發(fā)展方向之一，其原因來自全球環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。CR400AF/BF復(fù)興號動車組與國內(nèi)外機(jī)車車輛制造企業(yè)一樣，都采取了很多具體措施。

（1）提高牽引系統(tǒng)的效率，包括采用新型電力變換裝置和牽引電機(jī)，采用最優(yōu)控制策略等。

（2）降低列車重量等，從優(yōu)化單個部件的設(shè)計入手來達(dá)到整體輕量化的目標(biāo)。

（3）減小運(yùn)行阻力，從高速列車空氣動力學(xué)方面提高高速列車流線型外形結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，實(shí)現(xiàn)減阻節(jié)能。

（4）采用自動/輔助駕駛技術(shù)，達(dá)到最佳運(yùn)行控制，提高能效利用率，降低能耗。

（5）采用低能耗設(shè)備技術(shù)，如發(fā)光二極管（lightemitting diode, LED）照明技術(shù)，采用高效智能化空調(diào)實(shí)現(xiàn)余熱利用。

（6）采用可降解、無公害、高阻燃的合成酯油作為變壓器冷卻油。

能耗低不僅能降低列車運(yùn)營成本，也能進(jìn)一步增強(qiáng)高速鐵路作為一種環(huán)保交通方式在能耗方面的優(yōu)勢。ICE 3和ICE 4都將進(jìn)一步降低能耗作為列車設(shè)計的一大重點(diǎn)。N700和N700A高速列車在700系的基礎(chǔ)上，改善了車廂照明，增強(qiáng)了節(jié)能環(huán)保性能。例如，列車洗手間應(yīng)用了LED照明技術(shù)，座椅采用最新設(shè)計的100%可回收的聚酯材料，轉(zhuǎn)向架側(cè)板由纖維板改為不銹鋼，通過走行風(fēng)冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變換器的無風(fēng)扇化等。

3.4. 降低全壽命周期成本

成本節(jié)約需要考慮的因素包括：設(shè)計成本、制造成本、運(yùn)營成本、維修成本等。通過模塊化設(shè)計來降低制造周期和成本；同時有的企業(yè)為降低成本，采用雙層動車組列車，降低單位坐席成本，提高收益。主要有法國的TGV Duplex。日本E4系動車組也采用雙層動車組設(shè)計。另外，以周期性檢修為主的傳統(tǒng)維修模式，存在一定的過維修和欠維修，通過車地?zé)o線通信將車載狀態(tài)與故障信息傳輸至車輛檢修站段，以狀態(tài)修取代傳統(tǒng)的計劃修，也是各國普遍采用的提高檢修效率、降低維修成本的主要手段。

復(fù)興號動車組壽命為30年?？紤]運(yùn)維成本，采用互聯(lián)互通和統(tǒng)型設(shè)計。實(shí)現(xiàn)動車組相互重聯(lián)、救援、熱備，提高使用率，降低運(yùn)營成本。動車組采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化設(shè)計，減少了備品備件的品種和數(shù)量，降低了運(yùn)用維護(hù)檢修成本。動車組控制網(wǎng)絡(luò)列車級采用絞式列車總線（wired train bus, WTB）、車輛級采用多功能車輛總線（multi-function vehicle bus, MVB），維護(hù)網(wǎng)采用以太網(wǎng)，車地通信采用4G移動通信技術(shù)，如圖11所示。動車組設(shè)有無線傳輸裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)故障數(shù)據(jù)的存儲及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)無線發(fā)送功能。地面專家系統(tǒng)接收無線傳輸數(shù)據(jù)，導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用平臺可實(shí)現(xiàn)動車組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)警、安全評價、輔助維修、運(yùn)維決策支持等功能。通過建立故障預(yù)測與健康管理（prognostic and health management, PHM）模型，進(jìn)一步優(yōu)化了復(fù)興號動車組部件修程修制與智能化管理。

未來基于智能技術(shù)、專家系統(tǒng)故障診斷模型和大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等功能，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)動車組故障預(yù)測、健康評估，提前實(shí)施“預(yù)見性”維修，保障動車組運(yùn)營安全和可靠，使動車組全壽命周期成本進(jìn)一步降低。

圖11 . 網(wǎng)絡(luò)控制通信系統(tǒng)采用TCN +以太網(wǎng)+ 4G移動通信的技術(shù)架構(gòu)。 GPRS：通用無線分組業(yè)務(wù)（基于GSM）； WLAN：無線局域網(wǎng)； ECNN：以太編組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)； EGWM：帶以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)模塊； EVCM：帶以太網(wǎng)接口車輛控制模塊； EDRM：以太網(wǎng)數(shù)據(jù)記錄模塊； WTD：無線傳輸裝置； AP：接入點(diǎn)； GSM-R：鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)； CARS：中國鐵道科學(xué)研究院有限公司； EOAS：動車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)； PTU：便攜式單元（筆記本電腦）。

4. 結(jié)語

總體來看，實(shí)現(xiàn)高鐵動車組高速安全運(yùn)行，需要克服輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、減阻降噪等一系列技術(shù)難題，需要不斷探索新技術(shù)解決方案和先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，以提升動車組綜合技術(shù)性能。為了吸引旅客，提升列車的舒適性也是多個國家考慮的重要因素。為滿足全球環(huán)境可持續(xù)發(fā)展要求，動車組更加注重節(jié)能環(huán)保；作為鐵路運(yùn)營公司和動車組制造商，在采購和研制生產(chǎn)動車組時更加關(guān)注全壽命周期成本，綜合考慮動車組列車的經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，技術(shù)平臺化、綜合技術(shù)性能提升、節(jié)能環(huán)保、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)是當(dāng)前動車組的主要技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢。

未來，在新一輪科技革命背景下，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、寬帶通信等技術(shù)快速發(fā)展，以科技創(chuàng)新為源動力，加快新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用和轉(zhuǎn)化，高鐵行業(yè)孕育著重大的技術(shù)創(chuàng)新需求和發(fā)展機(jī)遇。加快智能高鐵科技攻關(guān)，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)應(yīng)用在高鐵各專業(yè)領(lǐng)域，打造更加安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、溫馨舒適、方便快捷、節(jié)能環(huán)保的智能高鐵系統(tǒng)將成為中國高鐵乃至世界高鐵發(fā)展的未來趨勢。