一级铁路教学课件

一级铁路教学课件铁路基础知识与实务全景解析目录一级铁路概述基本定义、分类标准与发展历程铁路轨道与线路结构轨道组成、线路等级与设计标准机车车辆基础机车类型、车辆分类与系统组成牵引供电系统供电系统组成、供电方式与维护信号与通信系统信号系统分类、现代通信技术运营管理与安全规范运营组织、安全管理与应急预案案例分析与实操指导第一章一级铁路概述一级铁路定义及分类一级铁路是我国铁路网中技术等级最高、设计标准最严格的铁路线路，设计速度通常为120公里/小时以上，具有运输能力大、安全性高、舒适度好等特点一级铁路按照功能可分为客运专线、货运专线和客货混运线路国家铁路与地方铁路区别国家铁路由中国国家铁路集团有限公司直接管理，涵盖全国骨干铁路网；地方铁路则由省级及以下政府投资建设，服务于区域经济发展两者在管理体制、建设标准、资金来源等方面存在明显差异一级铁路在我国铁路网中的地位与作用一级铁路作为我国铁路网的主干线，承担着连接经济中心城市、促进区域经济一体化、提升国家交通运输效率的重要使命它是铁路现代化的重要标志，也是国家综合运输体系的核心组成部分中国铁路发展历程11876-1949起步与曲折发展期从1876年开建第一条铁路（吴淞铁路）开始，经历了帝国主义入侵、军阀混战和抗日战争，铁路建设屡遭破坏，发展极为缓慢新中国成立前，全国铁路总里程仅约

2.2万公里，且多为窄轨21949-1978恢复重建与自力更生期新中国成立后，开始大规模修复和新建铁路完成了成渝、兰新、宝成等重要干线建设，形成了初步的全国铁路网这一时期以自力更生为主，铁路技术相对落31978-2000改革开放与技术引进期后引进消化吸收再创新技术路线开始实施引进先进的内燃、电力机车技术，开始电气化改造铁路运输能力得到显著提升，管理体制开始市场化改革42000-2010跨越式发展期《中长期铁路网规划》出台，开始大规模高速铁路建设2008年，京津城际铁路开通，标志着中国高铁时代到来铁路投资规模和建设速度达到历史高峰52010至今创新引领与全球领先期高速铁路四纵四横骨架形成，逐步扩展为八纵八横网络中国高铁技术实现自主创新，标准化体系完善，高铁走出去战略实施截至2023年，全国铁路营业里程超过15万公里，其中高铁超过4万公里，位居世界第一中国铁路的发展历程反映了国家从积贫积弱到繁荣富强的伟大历程特别是改革开放以来，铁路建设的速度和规模令世界瞩目引进消化吸收再创新的技术路线使中国从铁路技术的跟随者转变为领跑者，创造了世界铁路史上的奇迹京沪高铁列车高速运行京沪高铁核心数据京沪高铁技术创新•全长1318公里•首次大规模应用CTCS-3级列车控制系统•设计时速350公里/小时•桥梁占比超过80%，创造多项世界•建设周期2008-2011年纪录•投资总额约2175亿元•全线采用无砟轨道，使用寿命超过•日均客运量约20万人次60年•自主研发的高速动车组，关键技术国产化率高铁路技术创新轨迹蒸汽机车时代（1825-1950s）内燃机车时代（1950s-1980s）从斯蒂芬森的火箭号到解放型蒸汽机车，蒸汽动力推动了第一次工业革命和早期铁路的发展最高时东风型内燃机车实现了中国铁路动力的第一次革命，能效提高，污染减少，维护简化最高时速达160公速约120公里，能效低，污染严重里，但燃油依赖性强电力机车时代（1980s-2000s）高速动车组时代（2000s至今）韶山系列电力机车标志着中国铁路电气化的普及，能源利用效率大幅提升，环保性能优异最高运行时速和谐号、复兴号等高速动车组代表了世界先进水平，最高商业运营速度350公里/小时，技术全面自主达200公里化，实现了从追赶到引领的跨越信息化与智能化技术应用信息化应用智能化发展•中国铁路客票发售与预订系统

（12306）每日处理订单量超过1000万•智能调度系统可自动解决95%以上的列车冲突•货运信息系统实现了全程可视化跟踪•基于人工智能的列车自动驾驶技术已在多条线路应用•基于大数据的铁路设备预测性维护系统大幅降低了设备故障率•智能检修机器人大幅提高了检修效率和安全性•铁路调度指挥系统实现了全国铁路网的统一调度•5G技术在铁路通信中的应用实现了低延迟、高可靠性通信自主创新与国际竞争力提升第二章铁路轨道与线路结构轨道组成钢轨、枕木、道床铁路轨道是列车运行的直接承载结构，由钢轨、枕木、道床三大部分组成钢轨是列车车轮直接接触的部件，承受着巨大的垂直压力、横向力和纵向力；枕木位于钢轨下方，将钢轨固定在一定位置并将荷载传递至道床；道床则是枕木下方由碎石或混凝土组成的结构层，具有支撑、排水和减震功能线路等级与设计标准中国铁路按照技术标准分为特等、一级、二级、三级、四级和五级六个等级一级铁路是除高速铁路（特等）外的最高等级铁路，设计速度为120-160公里/小时，轨距为1435毫米的标准轨，钢轨采用60公斤/米及以上重型钢轨，最小曲线半径通常不小于1200米，最大坡度不超过12‰轨道维护与检测技术轨道的精确几何参数（轨距、水平、高低、方向、扭曲等）对列车运行安全至关重要现代铁路采用GJ-4型、GJ-5型轨检车、激光检测系统等先进设备进行实时检测，通过大数据分析预测轨道状态变化趋势，及时安排维修作业维护方式包括人工维修、机械化维修和自动化作业三种，其中，多功能捣固车、动力稳定车等大型养路机械极大提高了轨道维护效率和质量铁路轨道横截面结构图，展示了钢轨、扣件、枕木和道床的位置关系知识拓展无砟轨道轨道结构示意图钢轨截面与连接方式无碴轨道与有碴轨道对比钢轨截面呈I形，由轨头、轨腰和轨底三部分组成有碴轨道轨头直接与车轮接触，轨腰传递荷载，轨底将荷载分散到枕木上中国一级铁路主要采用60kg/m钢轨，•优点造价相对低廉，适应性强，维修方便材质为高锰钢或热处理钢•缺点需频繁维护，精度保持性差，飞石问钢轨连接方式主要有题•应用普速铁路、部分客运专线鱼尾板连接传统连接方式，利用鱼尾板和高强度螺栓将两根钢轨连接焊接连接现代铁路主要采用，包括闪光焊、铝热焊无碴轨道等，形成无缝钢轨绝缘接头在需要电气绝缘的位置使用，是轨道电路•优点稳定性好，寿命长，维修少，舒适度的重要组成部分高•缺点初期建设成本高，修复困难，适应性较差•应用高速铁路、地铁、隧道等中国已开发出CRTS-I、CRTS-II、CRTS-III等系列无碴轨道结构，其中CRTS-III型被认为是具有完全自主知识产权的最先进无碴轨道结构，已在京张高铁等线路成功应用线路设计关键参数轨距曲线半径坡度限制两条钢轨内侧间的距离，中国采用1435mm标准轨距决定列车通过曲线的最高速度线路纵向坡度对牵引力要求影响显著•允许偏差+4mm/-2mm•一级铁路最小值1200m•一级铁路最大值12‰•加宽在小半径曲线处适当加宽•高速铁路典型值7000m以上•特殊地段允许值15‰-20‰•测量位置轨面以下16mm处•影响舒适性、磨耗、噪音•站场区域要求≤1‰线路安全与舒适性指标安全指标舒适性指标精度控制轮轨力垂向力不超过170kN振动加速度垂向≤

0.10g，横向≤

0.05g轨距偏差±2mm脱轨系数横向力/垂向力≤

0.8噪声控制车内噪声≤70dBA水平偏差±4mm轨道稳定性防止轨道板移位和挠曲变形超高过渡确保平顺过渡曲线高低偏差±4mm结构强度满足疲劳强度和极限强度要求缓和曲线避免横向加速度突变方向偏差±5mm轨向偏差±2mm轨距坡度第三章机车车辆基础机车类型机车是为铁路列车提供动力的牵引设备，按照动力来源可分为三种主要类型蒸汽机车利用煤或油燃烧产生的蒸汽推动活塞做功的传统机车，如解放型蒸汽机车目前在中国主干线已基本退出历史舞台，仅在少数支线或旅游线路上作为怀旧景观使用内燃机车使用柴油发动机作为原动机的机车，可分为内燃电传动（如东风型）、内燃液力传动和内燃机械传动三种功率范围通常为2000-5000千瓦，主要用于非电气化区段的干线运输和调车作业电力机车从接触网获取电能驱动电动机的机车，如和谐系列电力机车根据使用电流类型可分为直流、交流和交直流三种现代电力机车通常采用交流25kV电压，功率可达7200-9600千瓦，是中国铁路主要的牵引动力设备车辆分类从左至右依次为蒸汽机车（已退役）、内燃机车（DF4型）、电力机车（HXD型）和动车组（CRH380型）铁路车辆是指被机车牵引或自带动力设备的各种车辆，主要包括客车用于运送旅客的车辆，包括座车、卧车、餐车、行李车等动车组与机车车辆的区别货车用于运送货物的车辆，包括敞车、棚车、罐车、平车、集装箱专用车等动车组是一种将动力分散在全列车的系统，不需要专门的机车牵动车组自带动力设备的客运列车，如和谐号、复兴号等引相比传统的机车+车辆模式，动车组具有加速性能好、爬坡自走车具有自身动力但主要用于铁路工务、电务等维修作业的专用车辆能力强、载客量大等优点，是高速铁路的首选列车类型中国的复兴号动车组最高设计时速可达400公里/小时机车车辆分类图示电力机车HXD型电力机车中国铁路主力货运机车，又称和谐号电力机车，最大功率9600kW，最高速度120km/h，主要用于重载货运CR200J型机车新一代电力机车，最高速度160km/h，兼顾客货运输，采用交流传动技术，能效比传统机车提高15%以上动车组复兴号CR400系列中国自主研发的新一代高速动车组，最高运营速度350km/h，车体采用流线型设计，乘坐舒适度高，是中国高铁的代表性车型复兴号CR300系列中国标准动车组的普速版，最高运营速度250km/h，适用于城际铁路和普速线路改造后的客运服务客车车辆25型客车传统机车牵引的客车，最高速度160km/h，包括硬座、硬卧、软卧等多种车型，主要用于普速铁路客运特种客车包括餐车、行李车、邮政车、发电车等，为客运列车提供配套服务，满足旅客多样化需求货车车辆C80型敞车用于运输煤炭、矿石等散装货物，载重80吨，是中国铁路最常见的货车类型之一X70型箱车封闭式货车，用于运输需要防雨防尘的货物，如粮食、化肥、包装商品等K17型集装箱平车专门用于运输标准集装箱的平板货车，促进了铁路与海运、公路的多式联运中国铁路车辆体系经过多年发展，已形成完备的谱系，能够满足不同速度等级、不同运输需求的各类业务从20世纪90年代开始，中国铁路车辆逐步实现了从引进到自主研发的转变，特别是在高速动车组领域，通过消化吸收再创新，建立了完整的自主知识产权体系，形成了以复兴号为代表的中国标准动车组系列产品车辆系统详解牵引系统车体与牵引联接牵引与制动配合整车控制与安全与制动/牵引接口车体结构系统制动系统第四章牵引供电系统供电系统组成铁路牵引供电系统是为电力机车或电力动车组提供电能的系统，主要由以下部分组成牵引变电所从国家电网接受110kV或220kV电能，通过牵引变压器将其转换为25kV工频单相交流电，供给接触网系统牵引变电所通常沿线路每40-60公里设置一座，负责一定区段的供电接触网系统悬挂在铁路上方的导电设备，由承力索、接触线、吊弦、支柱、定位器等部件组成接触线直接与机车受电弓接触，传输电能接触网系统要求具有足够的机械强度和导电能力，能够在各种气候条件下保持稳定的几何参数回流系统电流从机车通过钢轨和回流线返回到牵引变电所的路径为减少杂散电流对邻近金属设施的腐蚀作用，回流系统通常采取多种措施，如钢轨绝缘、回流线设置等供电臂每个牵引变电所通常设有两个供电臂，分别向两个方向供电为防止相邻供电臂之间的电气干扰，在供电臂连接处设置分相区，使列车能够安全通过不同电气相位的区域铁路牵引供电系统实景图，展示了接触网、支柱和牵引变电所的主要设备分相区知识分相区是铁路牵引供电系统中相邻供电臂之间的特殊区段由于相邻供电臂的电气相位不同，若直接连接会导致短路分相区通过设置中性区段，使列车受电弓在通过时先断开负载，然后再重新接通，从而安全地从一个供电臂过渡到另一个供电臂供电方式单相交流

27.5kV系统中国铁路主要采用单相工频交流

27.5kV供电系统（实际运行电压为25kV左右），这种供电方式具有以下特点•传输距离远，单个牵引变电所可覆盖较长距离•供电能力大，能满足大功率电力机车和高速列车的需求•系统结构相对简单，建设和维护成本较低•存在相位不平衡问题，需要采取措施减少对电网的影响供电系统的运行与维护牵引供电系统示意图变电所到接触网电流传输路径电流回流路径国家电网→铁路牵引变电所通过110kV或220kV输电线路将电能送至牵引变电所列车用电设备消耗电能完成牵引、照明、空调等功能牵引变压器将高压电转换为25kV单相交流电车轮电流通过车轮进入钢轨断路器和隔离开关控制和保护供电线路钢轨作为回流导体的主要部分馈线将变电所输出的电能送至接触网钢轨接头连接线确保钢轨接头处的电气连续性接触网系统通过承力索、吊弦支撑接触线回流线增强回流能力，减少杂散电流接触线直接与列车受电弓接触，传输电能牵引变电所接地装置回流电流的汇集点受电弓列车上的受电装置，从接触线获取电能牵引变压器完成电流回路AT供电方式特点中国铁路大部分采用AT（自耦变压器）供电方式，其主要特点包括供电距离电压损耗与直接供电方式相比，AT供电方式可将供电距离从40-50公里延长至70-80公里，大幅减少了牵AT供电方式有效降低了线路阻抗，减小了电压损耗，提高了供电质量引变电所的数量杂散电流系统可靠性AT供电方式可显著减少杂散电流，降低了对沿线金属设施的腐蚀作用通过增加AT变压器等设备，增强了系统冗余度，提高了供电系统的可靠性牵引供电系统是铁路电气化的核心，其技术水平直接关系到列车运行的速度、安全和效率中国铁路在牵引供电技术方面不断创新，成功解决了高速铁路大容量、高可靠性供电的技术难题，开发出具有自主知识产权的高速铁路牵引供电成套技术，为世界铁路电气化发展做出了重要贡献电力机车供电原理接触网受电弓车载变压器整流器→逆变器→牵引电机受电弓与接触网的电能传输电能转换为牵引力过程电力机车通过车顶安装的受电弓从接触网获取电能受电弓是一种能够上下移动的装置，顶部安装有导电滑板，可在列车运行过程中与接触线保持良好接触电力机车获取的交流电能需要经过一系列转换才能变为驱动车轮的机械能现代交流传动电力机车的能量转换过程如下电能传输与变换路径受电弓的工作原理受电弓获取25kV交流电通过高压隔离开关送入主变压器升弓机构通过气缸或电机驱动受电弓升起，使滑板与接触线接触主变压器降压将25kV高压交流电转换为约1500V的低压交流电弹性系统确保滑板能够以适当的压力紧贴接触线，不会因列车振动或接触线高度变化而脱离整流器（整流桥）将交流电转换为直流电，形成直流母线滑板通常由导电性能良好且耐磨的碳滑板或金属滑板制成，直接与接触线接触并传导电流滤波电路平滑直流电压，减少纹波绝缘支架将受电弓与车体隔离，防止电流泄漏逆变器（VVVF变流器）将直流电转换为频率和电压可调的三相交流电接触网-受电弓系统的关键要求异步牵引电机将电能转换为旋转机械能第五章信号与通信系统铁路信号系统分类与功能铁路信号系统是确保列车安全、高效运行的重要保障，根据功能和技术特点可分为以下几类按照功能分类车站信号系统控制车站内列车运行路径的系统，包括进路、出路、调车等信号区间信号系统控制相邻车站之间列车运行的系统，包括闭塞、自动控制等列车运行控制系统监控列车速度、位置和运行状态的系统，如ATP、ATO等车站联锁系统确保车站内各种信号设备协调工作，防止冲突指令的系统按照技术代际分类机械信号系统利用机械连杆和钢丝绳传递信号的早期系统电气信号系统利用电路控制信号显示的系统，包括继电联锁等电子信号系统利用计算机和电子技术控制的现代系统，如计算机联锁无线信号系统利用无线通信技术传递控制指令的先进系统，如CTCS现代铁路信号系统各组件示意图，展示了地面设备与车载设备的关系CTCS系统简介CTCS（Chinese TrainControl System，中国列车运行控制系统）是中国自主研发的列车控制系统，分为CTCS-1至CTCS-4共四个级别其中CTCS-3是高速铁路的主要控制系统，兼容ETCS（欧洲列车控制系统）标准，实现了列车运行全过程的自动监控和保护传统与现代信号技术对比传统信号技术现代信号技术•以固定闭塞为基础，将线路分为固定长度的区段•采用移动闭塞技术，实现列车间距离的动态优化•主要依靠轨道电路检测列车位置•利用无线通信和卫星定位等多种手段确定列车位置•通过信号机向司机显示前方区段状态•信息直接传输至驾驶室显示器，减少视认误差•安全性依赖于司机对信号的正确识别和反应•自动监控列车速度，超速自动干预，大幅提高安全性•系统冗余度低，可靠性受环境影响大•系统冗余设计，采用2/2或2/3投票等容错技术通信系统在铁路运营中的作用铁路通信系统是连接各个运营环节的神经网络，主要包括以下几个方面信号系统示意图轨道电路工作原理联锁系统工作原理轨道电路是传统铁路信号系统的基础，用于检测列车位置、轨道完整性和传输信息其基本工作原理如下联锁系统是确保车站信号设备协调工作、防止发生冲突指令的核心系统其基本工作原理为构成要素主要功能钢轨作为导体，既是电流通路，也是列车运行的轨道•进路控制确保列车进站的道岔位置正确，信号显示安全绝缘节将轨道分为若干电气隔离的区段•道岔锁闭防止列车通过时道岔被误操作发送端由电源和调谐装置组成，向钢轨输送特定频率的信号电流•区段占用检查防止两列车被指令进入同一轨道区段接收端由轨道继电器和滤波装置组成，检测轨道中的信号电流•进路冲突检查防止设置互相冲突的进路工作过程联锁条件举例

1.正常情况下，发送端输出的信号电流通过钢轨流向接收端，使轨道继电器吸合•信号显示条件进路上所有道岔必须在正确位置且锁闭，所有区段无占用

2.当列车进入轨道电路区段，车轮和车轴短路了两根钢轨，信号电流大部分经过车轴回流•道岔转换条件相关区段无占用，无锁闭要求，无信号开放

3.接收端的继电器因电流减弱而释放，表明该区段有列车占用•进路取消条件列车未进入接近区段，或信号已关闭足够时间

4.继电器状态变化触发相应的信号显示，如红灯亮起，警示后方列车计算机联锁现代铁路主要采用计算机联锁系统CBI，将传统继电器逻辑替换为软件逻辑，具有可靠性高、维护方便、功能强大等优点中国自主研发的CBTC（基于通信的列车控制系统）已广泛应用于城市轨道交通和部分高速铁路，技术水平居世界前列ATP系统工作原理ATP（Automatic TrainProtection，列车自动保护系统）是现代列车运行控制系统的核心，用于监控列车速度和位置，防止超速和冲突其基本工作原理为地面设备传输轨道状态信息（如前方信号、线路限速、坡度等）车载设备接收这些信息，结合列车实时速度和位置计算

3.系统生成速度曲线，指导司机安全驾驶

4.如列车超速，系统先警告，若司机未及时反应，则自动实施制动

5.系统全程监控，确保列车在安全包络内运行中国高速铁路采用的CTCS-3系统，融合了欧洲ETCS和中国自主创新技术，实现了350公里/小时高速条件下的列车安全控制，并支持自动驾驶功能，代表了世界铁路信号技术的先进水平现代铁路通信技术GSM-R无线通信系统GSM-R（Global Systemfor MobileCommunications-Railway）是专为铁路设计的移动通信系统，是欧洲铁路交通管理系统ERTMS的重要组成部分，也是中国CTCS-3系统的基础通信平台GSM-R系统特点高可靠性采用冗余设计，确保

99.99%以上的可用性高速支持支持500公里/小时高速移动环境下的稳定通信专用频段使用专门分配的频率资源，避免与公众通信干扰功能扩展除语音通信外，还支持数据传输和特殊铁路功能GSM-R主要应用•调度通信调度员与列车、维修人员之间的语音通话•紧急呼叫紧急情况下的快速通信，具有最高优先级•列车控制数据传输CTCS-3系统的主要数据传输通道•铁路运营信息交换车站、列车、调度中心之间的数据交换GSM-R系统架构示意图，展示了基站、控制中心与列车间的通信关系铁路通信的发展趋势随着5G技术的成熟，中国铁路已开始研究基于5G的下一代铁路移动通信系统LTE-R/5G-R新系统将提供更高带宽、更低延迟和更多连接，支持智能列车运行、远程监控、预测性维护等先进应用，推动铁路向智能化方向发展车地通信与调度指挥车地通信是连接地面控制中心和列车的信息桥梁，调度指挥系统则是铁路运输组织的神经中枢两者共同构成了铁路安全、高效运行的基础调度中心传输网络集中控制区域内列车运行、制定调度计划、协调各站作业、处理运行异常通过光纤、无线等方式传递语音和数据信息，连接调度中心、车站和列车车载设备安全保障第六章运营管理与安全规范铁路运营组织架构中国铁路运营管理体系采用分级管理模式，主要包括以下层级国家层面国家铁路局负责铁路行业监管、技术标准制定、安全监督等行政职能中国国家铁路集团有限公司负责国家铁路运输统一管理、国铁企业经营管理区域层面铁路局集团公司全国共18个，负责所辖区域内的铁路运输组织和经营管理铁路分局铁路局下设的区域管理单位，负责特定区段的具体运营基层单位车站负责旅客乘降、货物装卸、列车接发等作业车务段负责区域内列车运行组织和车站管理机务段负责机车运用与维修工务段负责线路、桥梁、隧道等基础设施维护电务段负责信号、通信设备维护供电段负责接触网等供电设备维护中国铁路运营管理组织架构示意图，展示了分级管理模式铁路改革历程中国铁路经历了从铁道部到铁路总公司再到国家铁路集团的改革历程2013年，铁道部撤销，行政职能转至交通运输部下属的国家铁路局，企业职能转至中国铁路总公司2019年，中国铁路总公司改制为中国国家铁路集团有限公司，进一步深化铁路改革，推动铁路高质量发展铁路安全管理要点事故预防与风险控制设备维护与管理铁路安全管理的核心是预防为主，主要措施包括铁路设备安全是运行安全的基础，主要工作包括风险分级管控对各类风险进行辨识、评估和分级，有针对性地采取控制措施设备全生命周期管理从设计、采购、安装到报废全过程管理预防性维修按照技术标准定期进行检查和维护保养隐患排查治理建立常态化隐患排查机制，实行闭环管理状态监测利用传感器等技术实时监测设备状态重点时段管控针对恶劣天气、节假日等重点时段，加强安全管控预测性维修基于大数据分析，预测可能发生的故障并提前处置关键环节监督对行车组织、设备维护等关键环节实施重点监督故障应急处理建立快速响应机制，确保故障及时排除人员培训与管理安全保障系统人是安全生产的主体，人员管理的主要内容包括利用技术手段提升安全管理水平，主要包括安全教育培训岗前培训、定期培训、专项培训相结合安全监测系统如地质灾害监测、设备状态监测等技能鉴定考核定期对关键岗位人员进行技能考核安全防护系统如列车防护系统、作业安全防护系统等心理健康管理关注关键岗位人员心理状态，预防心理问题安全管理信息系统实现安全数据的采集、分析和应用应急处置演练提高人员应对突发情况的能力应急指挥系统提供突发事件应急处置的信息支持安全责任落实明确个人安全责任，强化安全意识中国铁路安全管理体系经过多年发展，已形成了一套科学、系统、有效的管理模式特别是高速铁路安全管理，通过五位一体的安全保障体系（安全管理体系、设备安全、运输组织安全、应急安全、安全文化），确保了世界上规模最大的高速铁路网安全稳定运行，创造了零重大事故的安全记录，为全球铁路安全管理提供了中国经验案例分析某高速铁路安全事故回顾事故经过原因分析改进措施2011年7月23日，D301次（北京南-福州）列车与D3115次直接原因事故后，铁路部门全面检讨安全管理，实施了一系列改进措（杭州-福州）列车在温州市区附近的甬台温铁路上发生施追尾碰撞事故造成40人死亡，172人受伤，直接经济损•雷击导致信号设备损坏，使轨道电路显示错误信息技术改进对信号设备进行全面升级改造，强化故障安全功失约

1.93亿元•信号系统设计存在缺陷，未能保证故障安全能•列控中心人员未按规定进行确认，错误地许可列车事发时，D3115次列车因雷击导致信号系统故障停在线路管理提升完善安全管理制度，强化责任落实和监督检查通行上，后方的D301次列车未能及时发现前方停车的列车，最终导致追尾碰撞事故发生后，引起全社会对高铁安全的•司机未能及时发现前方异常并采取紧急制动标准修订修订相关技术标准，提高设备防雷等级广泛关注，成为中国铁路安全管理的重要转折点管理原因培训强化加强关键岗位人员培训，提高应急处置能力•设备管理不到位，对雷电防护重视不足装备优化增加安全冗余设计，提高系统可靠性•安全管理制度执行不严格安全理念转变从重发展轻安全向安全第一转变•应急处置预案不完善，现场应对不当•过度追求速度，忽视安全底线事故启示温州动车事故是中国高铁发展过程中的一次深刻教训，也成为安全管理的重要转折点事故后，中国铁路进入了更加注重安全、更加科学发展的新阶段安全底线意识任何时候都不能突破安全底线，安全是铁路运输的生命线，必须置于首位系统安全思维铁路是复杂巨系统，安全管理需要从人、机、环、管等多方面综合考虑风险预控理念从事后处理向事前预防转变，建立风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制科技支撑作用运用先进技术提升安全保障能力，但技术应用必须经过充分验证和风险评估第七章案例分析与实操指导轨道检测实操流程轨道几何状态直接关系到列车运行安全和舒适性，轨道检测是铁路维护的重要环节一级铁路轨道检测主要包括以下流程检测前准备人员准备检测人员应持证上岗，熟悉检测设备操作和安全规程设备准备检查轨检设备状态，校准测量仪器计划制定根据线路状况和运行图安排检测时间安全防护落实作业安全防护措施，确保检测作业安全检测实施使用轨检车利用GJ-4型或GJ-5型轨检车进行动态检测人工检测使用轨距尺、水平尺等工具进行人工检测激光检测使用激光检测系统测量轨道精确几何参数超声波探伤检查钢轨内部缺陷数据记录实时记录检测数据，标记超限点位铁路工作人员使用便携式轨道检测设备进行测量轨道几何参数标准一级铁路轨道几何参数的允许偏差范围轨距+4mm/-2mm，水平±6mm，高低±6mm，方向±6mm，轨向±2mm这些参数若超过限值，需根据超限程度采取相应措施，从限速运行到立即停车整修不等数据分析与处理数据导出与整理将检测数据导入分析系统制定整修计划根据检测结果，确定整修优先级和方案超限分析识别并分级标记超限点位验收检测整修后进行验收检测，确保达标趋势分析比较历史数据，分析轨道状态变化趋势数据存档将检测数据存入铁路轨道状态数据库生成检测报告形成详细检测报告，提出整修建议机车车辆日常检查要点机车车辆的日常检查是确保行车安全的基础工作，主要包括以下几个方面轨道检测设备展示轨道检测车便携式检测设备轨道检测车是进行大范围轨道几何参数检测的专用设备，中国铁路主要使用以下几种检测车除大型检测车外，铁路部门还使用多种便携式设备进行日常检测和精确测量激光测距仪GJ-4型轨道检测车工作原理利用激光测量轨道几何参数检测速度最高120公里/小时测量精度±

0.5mm检测参数轨距、水平、高低、方向、扭曲等5项基本参数适用场景特定区段的精确测量，如道岔、曲线等数据处理实时记录并分析，自动标记超限点操作方式人工操作，数据可存储和导出应用范围普速铁路线路轨道测量小车GJ-5型轨道检测车工作原理人工推行，利用传感器测量轨道参数检测速度最高350公里/小时测量精度±1mm检测参数除5项基本参数外，增加了钢轨廓形、轨头磨耗等参数适用场景日常巡检和局部测量数据处理采用先进的数字信号处理技术，精度更高操作方式2-3人操作，可实时显示和记录数据应用范围高速铁路和普速铁路超声波探伤仪工作原理利用超声波检测钢轨内部缺陷检测能力可发现2mm以上的内部裂纹适用场景钢轨定期探伤和疑似问题点检查操作方式专业人员操作，需要专业判读轨道检测技术发展趋势随着科技进步，轨道检测技术不断创新，主要发展趋势包括检测自动化采用机器人和无人机等自动化设备进行检测，减少人工操作，提高效率和安全性大数据应用利用大数据分析技术，建立轨道状态历史数据库，实现轨道状态变化趋势预测人工智能辅助应用人工智能技术自动识别轨道缺陷，提高检测准确性和效率检测系统集成将轨道几何参数检测、钢轨探伤、接触网检测等多种功能集成到一个系统中，实现一次检测多项数据采集机车维护实操视频截图关键部件检查与保养12受电弓检查与维护转向架检查与维护滑板检查测量滑板厚度，低于8mm需更换轮对检查测量轮径、踏面磨耗、轮缘厚度弹性系统检查检查弹簧、减震器状态轴箱检查检查轴承温度、润滑状态升降机构测试测试升降时间，调整气缸压力悬挂系统检查检查弹簧、减振器工作状态绝缘检查测量绝缘电阻，清洁绝缘部件制动装置检查测量闸片厚度，检查制动缸34牵引电机检查与维护控制系统检查与维护绝缘测试测量电机绝缘电阻，应大于10MΩ电气柜检查检查接线端子、断路器状态轴承检查检查轴承温度、噪音和润滑状态控制电路测试测试关键控制回路功能换向器/集电环检查检查表面状态，处理异常磨损传感器校准校准速度、电流等传感器冷却系统检查清洁通风道，检查风机运行软件版本检查确认控制软件版本，必要时更新机车检修周期与标准电力机车根据运行里程和时间安排不同级别的检修，主要包括一级修（日检）二级修（月检）三级修（年检）四级修（厂修）周期每24小时周期10000-15000公里周期300000公里周期600000公里内容关键部件外观检查内容主要系统功能测试内容主要部件拆检内容全面大修时长约2小时时长约8小时时长约7天时长约30天人员机械师1-2人人员机械师3-4人人员专业团队5-8人人员修理厂专业团队现代铁路机车维护已从传统的计划性维修逐步向状态检修转变通过安装车载状态监测系统和地面检测设备，实时监控机车关键部件状态，根据实际状况决定维修时机和内容，既提高了机车可用度，又降低了维修成本中国铁路总公司已在全路推广机车车辆检修智能化管理系统，实现了机车维修的数字化、网络化和智能化供电系统故障案例典型故障类型与处理流程铁路供电系统故障种类繁多，下面介绍几种常见故障及其处理方法接触网断线故障接触网断线是较为严重的供电故障，会导致区段失电，影响列车运行故障特征馈线断路器跳闸，断线区段列车受电弓无法受电，可能伴随弧光和异响应急处理立即通知调度封锁区段，防止列车进入；安排抢修人员携带工具和备品赶赴现场检修流程确认断线位置→切断相关电源→设置接地线→修复断线→恢复供电→试运行验证预防措施定期检查接触线磨耗状况；加强雷电、风雪等恶劣天气下的巡视；及时更换老化部件供电系统故障抢修现场，技术人员正在进行接触网维修工作安全警示接触网带电作业极其危险，必须由经过专业培训并持证的人员进行任何维修工作必须严格遵守先停电、后接地、再检修的安全原则，并设置足够的安全警示标志牵引变电所故障故障特征1牵引变压器保护动作，变电所出口断路器跳闸，相关区段失电可能伴随变压器异响、过热或漏油现象未来铁路技术展望智能铁路与自动驾驶技术随着人工智能、大数据、5G等新一代信息技术的快速发展，智能铁路已成为全球铁路发展的主要方向智能铁路主要体现在以下几个方面自动驾驶技术铁路自动驾驶技术按照自动化程度可分为GOA1至GOA4四个等级GOA1有人驾驶+自动防护，司机操控列车，系统提供安全保护GOA2自动驾驶+有人监控，系统控制列车运行，司机监控并处理异常GOA3无人驾驶+有人值守，无需司机，但车上有工作人员处理应急情况GOA4完全无人驾驶，列车全自动运行，无需车上工作人员目前，中国高铁已实现GOA2级自动驾驶，京张高铁试点了GOA3级自动驾驶未来，随着技术进步和法规完善，GOA4级完全无人驾驶将在更多线路应用智能运维系统基于物联网和人工智能技术，智能运维系统将实现以下功能•设备健康状态实时监测与预测•基于大数据分析的预测性维护•机器人和无人机自动巡检未来智能铁路概念图，展示了自动驾驶列车、智能运维系统和车站智能服务•远程诊断与专家系统辅助决策智慧车站智慧车站是智能铁路的重要组成部分通过人脸识别、5G网络、AR导航等技术，为旅客提供一站式智能服务体验北京丰台站、杭州西站等新建车站已采用大量智能技术，如刷脸进站、智能安检、机器人导航等，大幅提升了旅客出行体验绿色节能与可持续发展铁路作为绿色低碳交通方式，在应对气候变化和实现碳中和目标中发挥着重要作用未来铁路将在以下方面进一步强化绿色发展能源效率提升清洁能源应用通过优化列车运行曲线、发展能量回馈技术、提高再生制动能量利用率等措施，进一步降低能耗预计未来十年，铁路单位运输能耗将降低15%-20%大力发展铁路沿线光伏发电、风力发电等清洁能源设施，实现铁路用电的绿色化探索氢能源、生物质能等新型能源在铁路领域的应用环境友好技术循环经济模式采用低噪音轨道、声屏障等技术减少铁路噪音污染；发展生态防护和修复技术，减少铁路建设对自然环境的影响；推广使用环保材料，减少有害物质排放推进铁路设备全生命周期管理，提高设备使用寿命；加强废旧材料回收利用，如钢轨、枕木、接触线等；发展铁路绿色物流，促进多式联运，减少物流环节碳排放未来铁路发展趋势展望未来，铁路技术将呈现以下发展趋势智能高铁列车未来概念图未来高铁技术创新方向智能化功能展望新材料应用碳纤维复合材料、超轻合金等轻量化材料将大规模应用于车体制自主感知能力列车将配备先进的传感器和计算机视觉系统，能够实时感知周围造，降低车辆自重，提高能效和速度环境，主动识别潜在风险空气动力学优化采用仿生学设计原理，进一步优化车头形状，减小空气阻力，智能交互系统基于人工智能的乘客服务系统，提供个性化出行服务和信息推送降低高速行驶能耗和噪音磁悬浮技术高温超导磁悬浮技术将使列车与轨道非接触运行，消除机械摩擦，自我诊断修复列车具备自我状态监测和部分故障自修复能力，提高安全性和可速度可达600公里/小时以上靠性新能源驱动氢燃料电池、高效储能系统等新型动力系统将使列车更加清洁高效车地协同控制列车与地面系统实现深度信息交互，优化运行策略，提高运输效率科技引领铁路新时代未来的铁路不仅是一种交通工具，更是融合了先进技术的综合系统智能高铁将重新定义人们的出行方式，带来更安全、高效、舒适、环保的旅行体验中国作为全球高铁技术的引领者，正在积极布局下一代铁路技术研发，在智能铁路、高速磁悬浮、超级高铁等前沿领域开展战略性研究，力争保持技术领先优势随着交通强国战略的实施，铁路将在国家经济社会发展中发挥更加重要的作用，成为联通城市群、促进区域协调发展的关键基础设施智能高铁不仅将改变人们的出行方式，也将深刻影响城市规划、产业布局和生活方式，推动形成以铁路为骨干的现代综合交通运输体系展望未来，铁路科技创新将持续加速，人工智能、大数据、新材料、新能源等前沿技术与铁路的深度融合将催生更多颠覆性创新，开启铁路发展的新时代作为铁路从业人员，我们既是这一伟大变革的见证者，也是参与者和推动者复习与知识点总结一级铁路概述铁路轨道与线路机车车辆基础•一级铁路定义与分类标准•轨道三大组成部分钢轨、枕木、道床•机车三大类型及特点•铁路发展的五大历史阶段•有碴轨道与无碴轨道比较•客车、货车、动车组的分类•引进消化吸收再创新技术路线•轨距、曲线半径、坡度等关键参数•车体结构与底盘组成•京沪高铁等现代高铁代表作的技术特点•安全与舒适性指标要求•制动系统工作原理•从蒸汽机车到电力机车的技术演变•轨道检测与维护技术•牵引系统能量转换过程牵引供电系统信号与通信系统运营管理与安全•供电系统组成变电所、接触网•信号系统分类与功能•铁路运营组织架构•单相交流

27.5kV供电方式特点•轨道电路与联锁系统原理•运输计划与调度管理流程•AT供电方式与直接供电比较•传统与现代信号技术对比•安全管理体系与应急预案•受电弓与接触网电能传输过程•GSM-R无线通信系统特点•事故预防与风险控制方法•电能转换为牵引力的路径•车地通信与调度指挥系统•温州动车事故教训与改进重点难点解析信号系统与行车安全牵引供电原理轨道结构与维护信号系统是保障列车安全运行的关键现代信号系统已从单纯依靠地面信号机显示发展为车牵引供电系统的工作原理涉及电力电子学、高压技术等多学科知识重点理解单相交流轨道是列车运行的基础，其结构设计和维护直接关系到行车安全和舒适性重点掌握钢轨、枕地一体化控制系统CTCS系统分为四个等级，高速铁路主要采用CTCS-3系统，实现了高25kV供电系统的组成及工作过程，掌握受电弓-接触网系统的结构特点和电能传输路径，理木、道床三者的关系及功能，理解无碴轨道的优势和应用条件，掌握轨道几何参数的标准及其速条件下的移动闭塞和列车自动控制，是理解现代铁路安全保障体系的重点解AT供电方式的优势和应用场景这是电气化铁路的核心技术对列车运行的影响，了解现代轨道检测技术的原理和应用常见问题答疑一级铁路与高速铁路的区别是什么？为什么电力机车要将交流电转换为直流再转换为交流？轨道电路如何检测列车位置？高速铁路在中国铁路分级中属于特等铁路，设计速度大于250公里/小时；一级铁路设计这种交-直-交转换方式称为交流传动其主要优点是可以实现电机转速的无级调轨道电路利用列车车轮和车轴短路两根钢轨的原理工作正常情况下，发送端输出的信速度为120-160公里/小时两者在轨道结构、信号系统、供电方式等方面都有差异高节；提高电能利用效率；减少对电网的谐波污染；简化机械传动系统，提高可靠性虽号电流通过钢轨流向接收端，使继电器吸合；当列车进入区段，车轮短路了钢轨，大部速铁路主要采用无碴轨道、CTCS-3信号系统，而一级铁路多采用有碴轨道、CTCS-1或然增加了中间环节，但通过现代电力电子技术，转换效率可达95%以上，综合性能优于分电流经车轴流回，接收端继电器因电流减小而释放，表明该区段有列车占用这一原CTCS-2信号系统直接使用交流电理同时检测列车位置和轨道完整性课后练习与测试选择题

1.中国铁路按技术标准分为几个等级？

4.中国铁路牵引供电系统主要采用哪种供电方式？

1.三个等级

1.直流1500V

2.四个等级

2.单相交流25kV

3.五个等级

3.三相交流380V

4.六个等级

4.直流3000V

2.下列哪种机车是现代铁路主要使用的牵引动力设备？

5.CTCS是哪个系统的缩写？

1.蒸汽机车

1.中国列车控制系统

2.内燃机车

2.中国列车通信系统

3.电力机车

3.中国铁路指挥系统

4.混合动力机车

4.中国铁路信号系统

3.一级铁路的最小曲线半径通常不小于多少米？

6.轨道电路的主要功能是什么？

1.800米

1.控制列车速度

2.1000米

2.检测列车位置

3.1200米

3.传输语音信号

4.1500米

4.供给列车电能判断题

1.京沪高铁是中国第一条高速铁路

4.GSM-R是专为铁路设计的移动通信系统

2.无碴轨道比有碴轨道寿命更长，维护成本更低

5.轨道几何参数的精度要求与列车运行速度无关

3.电力机车从接触网获取电能，通过钢轨回流

6.自动闭塞系统比人工闭塞系统安全性更高简答题

1.简述轨道的三大组成部分及各自的功能

2.解释铁路信号系统中故障安全原则的含义及实现方式

3.分析电力机车受电弓与接触网系统设计的关键要求

4.铁路安全管理的核心原则是什么？如何在实际工作中落实？案例分析题案例某铁路区段发生接触网断线故障，导致区间列车停车某日凌晨2点，A站至B站区间的接触网在强风天气下发生断线故障当时有一列客车正在该区间运行，因断电紧急制动停车调度员接到报告后，立即启动应急预案问题

1.分析该故障可能的原因结束语期待大家掌握一级铁路核心知识铁路精神通过本课程的学习，希望大家已经对一级铁路的基本概念、技术系统和运营管理有了全面的认识铁路是一个复杂的系统工忠诚奉献、担当有为、严守规章、敢于创新的铁路精神是几代铁路程，需要多学科知识的融合与应用作为铁路从业人员，不仅要掌握专业技能，还要树立系统思维，了解各个子系统之间的人共同创造的宝贵精神财富在新时代的铁路建设中，我们要继承和相互关系和影响发扬这一优良传统，为建设交通强国、铁路先行贡献智慧和力量知识是不断发展的，技术是持续创新的希望大家在工作中保持学习的热情，关注行业发展动态，不断更新知识结构，提升专业能力只有这样，才能适应铁路现代化发展的需要，在自己的岗位上做出更大贡献共同推动铁路事业安全高效发展千里之行，始于足下铁路事业的发展离不开每一位铁路人的辛勤付出愿我们携手并进，共同谱写中国铁路更加辉煌的明天！铁路是国民经济的大动脉，是现代综合交通运输体系的骨干安全是铁路运输的生命线，效率是铁路运输的核心竞争力每一位铁路从业人员都是铁路安全高效运行的守护者——课程组希望大家在今后的工作中，始终坚持安全第

一、预防为主、综合治理的方针，严格执行各项规章制度和操作规程，认真履行岗位职责，为铁路安全稳定运行贡献力量同时，积极参与铁路管理创新和技术创新，提高运输效率和服务质量，推动铁路事业高质量发展感谢大家参与本次一级铁路教学课程的学习希望这些知识能够在您的工作和学习中发挥实际作用如有问题，欢迎随时交流讨论祝愿每一位学员工作顺利，不断进步！本课件内容仅供教学使用，最终解释权归课程组所有。