高速列车制动系统

制动系统是列车中重要的组成部分之一。其主要作用是控制机车、车辆及列车的运行速度，使其减速、停止或以限定速度运行；当机车、车辆及列车在平道或坡道上停止时，能保持其处于静止状态；当列车在运行中遇到突发情况时，能使列车快速停车。在同一线路上运行的列车与列车之间必须保持一定的安全距离，因此速度控制就成为保证铁路运输及安全的基本条件，此原则从1825年条现代铁路开始运营至今仍然适用。由此可见，列车制动装置的研究与设计是非常重要的。列车之所以能够运行，既需要合适的牵引系统，也必须有合适的制动系统。早期的蒸汽机车没有制动装置，列车的制动系统是从使用手制动机、真空制动机、直通式空气制动机、自动式空气制动机和电空制动机一步步发展起来的。时至今日，随着电子技术尤其是微机控制技术的不断发展，轨道交通电空制动技术日趋成熟，采用微机控制的电空制动机不仅能够实现制动功能，还能实现对列车制动系统的监控及故障检测、诊断、显示、报警、记录和测试等功能，故微机控制的电空制动机在城市轨道交通车辆、机车、客车、市域列车、城际动车组和高速列车等方面得到广泛应用。

2004年以来，按照国务院确定的“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体思路，我国铁路以市场换技术，整合国内各方资源，集中国内优势力量，通过引进、消化、吸收、再创新的途径，中国铁路高速动车组研发设计、制造工艺、调试试验等技术获得了迅速提升，在较短的时间内成功地实现了动车组批量制造，CRH系列的250 km/h速度级动车组于2006年开始陆续投入使用。在此基础上，国内企业开始研制CRH380系列的350 km/h速度级新一代动车组，于2010年下线，并逐步上线投入运用。两大系列高速动车组的成功研发及制造，为我国高速铁路发展提供了充足的装备保证。中国高铁及动车组已经成为广大人民喜爱的交通运输工具，成为世界高速铁路发展史上的成功典范。

截至2018年，中国铁路的总里程已达13.1万千米，其中高速铁路的里程为2.9万千米，高速动车组的保有量为3 200余列（标准列）。我国高速铁路运营里程、动车组保有量均居世界首位，已成为世界上名副其实的高铁大国。动车组在我国特有的大运量、长交路、持续高速、环境条件差异大、多桥梁隧道等极其复杂的运用环境下，实现了总体运行安全、平稳、有序。此外，大规模的高速铁路运用实践及对检修修程的修制不断完善，使我国在动车组检修维护方面积累了独到的经验。科学合理的维修体制，进一步促进了高速动车组的技术进步，标志着我国已经基本掌握了动车组设计制造及检修维护的关键技术。

为了实现中国强国梦，坚持自主创新，以安全性、可靠性、经济性为前提，以市场为导向，全面提高自主化水平，构建和完善中国动车组技术标准体系，研制具有完全自主知识产权的标准化、系列化、简统化动车组产品，力求达到国际领先水平，满足未来发展需求，中国开始了标准动车组的研制目标。一是建立完全自主的技术平台；二是统一技术规范，实现互联互通和统型需求；三是提高机车车辆装备制造业研发软实力。

中国铁路总公司对中国标准动车组研制工作进行了总体部署和安排，由中国铁道科学研究院（简称“铁科院”）技术牵头，中车集团及其相关企业设计制造，相关研究所等高校科研单位技术支持，集合各个企业、体系的优势力量，产学研用紧密结合，协同创新机制。中车青岛四方机车车辆股份有限公司（简称“四方股份”）和中车长客轨道客车股份有限公司（简称“长客股份”）分别成立总体技术设计组；中国铁道科学研究院技术牵头组成总体技术研究组及8个子系统（牵引、网络、制动、转向架、车体、高压、辅助供电、运用维护），研究组负责人均由铁科院技术专家出任。

按照中国铁路总公司的规划，首先进行350 km/h中国标准动车组研制。350 km/h中国标准动车组研制分三个阶段：阶段完成中国标准动车组的顶层技术指标和技术条件的编制；第二阶段依照中国标准动车组的顶层技术指标和技术条件，组织国内企业完成中国标准动车组样车研制，并在2015年完成两列350 km/h中国标准动车组样车生产；第三阶段对中国标准动车组样车进行试验验证、优化完善和试运考核等。

经过数年的努力，2015年6月30日，350 km/h中国标准动车组落成下线，开始一系列试验检测和运用考核。2016年7月15日，两列350 km/h中国标准动车组在郑徐客运专线上以超过420 km/h的速度进行交会试验，相对速度超过840 km/h，创下了新的世界纪录。2016年10月完成了型式试验、60万千米的运用考核以及解体检查。2017年1月，中国标准动车组取得了国家铁路监管局颁布的型号许可证和制造许可证（其中，四方股份生产中国标准动车组型号为CR400AF；长客股份生产中国标准动车组型号为CR400BF）。2017年2月，中国标准动车组样车开始在京广高速铁路上线运营。2017年6月25日，中国铁路总公司将已批量生产的中国标准动车组命名为“复兴号”。次日，“复兴号”在京沪高速铁路正式投入运营，标志着我国铁路成套技术装备，特别是高速动车组已经走在世界先进行列。目前，更高速度和智能化的高速动车组正在研发中，相信不久的将来将投入运用，中国的高铁将步入智能化的新时代。

本书作者中国铁道科学研究院李和平研究员，在铁路机车车辆及轨道交通行业从事研发设计工作30余年，多数时间从事城市轨道交通列车及高速列车制动技术研发设计，参与了城市轨道交通列车制动系统自主设计及产品推广应用，国产“先锋号”和“中华之星”等动车组制动系统研制，“和谐号”动车组制动技术的引进、消化及自主研制工作，同时主持参与了中国标准动车组“复兴号”制动系统的自主研制工作，对轨道交通列车制动系统，尤其是高速列车制动系统的研制过程有深刻的研究。为了反映我国高速列车制动技术的发展和前景，作者多年来的写作愿望在我国高速铁路进入自主知识产权深入研究、实施的现阶段，终于完稿交付出版社，本书也是作者多年来相关工作的一个总结。本书第二作者西南交通大学李芾教授，从事机车车辆设计制造、教学科研工作近40年，具有丰富的实践经验，对本书进行了详细的审阅和修改，并提出了许多宝贵意见。

本书较为系统地阐述了列车制动技术的原理、应用和试验。全书分为8章，重点介绍了高速列车制动系统的关键技术、设计技术和试验技术，尤其对CR400系列350 km/h中国标准动车组（“复兴号”）制动系统、CRH380A（AL）动车组制动系统、CRH380B（BL）动车组制动系统、国外动车组制动系统进行了详细介绍，并对动车组制动系统典型故障进行了分析。本书体现了我国在高速列车制动系统领域的先进技术水平，对从事轨道交通装备行业的相关研究、设计、维修技术人员具有实用性，也对即将从事该行业的学习者具有指导性。

本书在编写过程中得到了作者所在团队多位科研人员的大力帮助，也得到同行业相关人员的支持，在此表示衷心感谢。

由于作者水平有限，本书难免存在不足之处，敬请读者不吝赐教，以资校正。