《動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)實(shí)踐教程》作為車輛工程專業(yè)卓越工程師計(jì)劃系列教材之一，主要介紹了動(dòng)車組總體參數(shù)設(shè)計(jì)、外部接口設(shè)計(jì)、總體配置設(shè)計(jì)及RAMS設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

全書分為5章。第1章介紹世界高速動(dòng)車組發(fā)展簡(jiǎn)述、我國(guó)高速動(dòng)車組發(fā)展簡(jiǎn)述、動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)流程、動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)內(nèi)容；第2章介紹動(dòng)車組總體參數(shù)范圍、動(dòng)車組總體參數(shù)選擇、動(dòng)車組總體參數(shù)匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)車組總體參數(shù)分解及典型動(dòng)車組的總體參數(shù)；第3章介紹概念闡述、高速鐵路子系統(tǒng)劃分、動(dòng)車組與線路接口設(shè)計(jì)、動(dòng)車組與其他接口設(shè)計(jì)等內(nèi)容；第4章介紹總體配置設(shè)計(jì)概述、系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)、列車布置設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)；第5章介紹動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)基本概念、動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)及原則、動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)流程、動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)示例。

本教材是車輛工程專業(yè)卓越工程師計(jì)劃系列教材之一，也可供鐵路高職和中職學(xué)校師生，以及從事機(jī)車車輛、動(dòng)車組、城市軌道車輛相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

鐵路運(yùn)輸客運(yùn)的高速化已經(jīng)成為現(xiàn)代交通運(yùn)輸領(lǐng)域的趨勢(shì)。高速鐵路是龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，被稱作大國(guó)技術(shù)，集成了多學(xué)科、多領(lǐng)域的高新技術(shù)，集中展示綜合國(guó)力、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和自主創(chuàng)新能力。高速列車是高速鐵路的關(guān)鍵子系統(tǒng)，與高速鐵路其他五個(gè)子系統(tǒng)（工務(wù)工程、通信信號(hào)、牽引供電、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、旅客服務(wù)）之間存在輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、流固關(guān)系、電磁兼容等典型耦合關(guān)系。其中，高速列車是高速鐵路的核心技術(shù)之一，自身也是多學(xué)科、多系統(tǒng)、多部件的集成。高速列車融合了系統(tǒng)集成技術(shù)、高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)、高強(qiáng)輕型車體結(jié)構(gòu)技術(shù)、交流傳動(dòng)技術(shù)、復(fù)合制動(dòng)技術(shù)、減阻降噪與密封技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制、空調(diào)通風(fēng)等一系列當(dāng)代最新技術(shù)成果。其中，高速列車總體設(shè)計(jì)是各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入及貫穿主線，目的是確保高速鐵路各子系統(tǒng)之間、高速列車自身各系統(tǒng)之間的相互兼容、整體優(yōu)化。

在學(xué)生培養(yǎng)和知識(shí)傳播過(guò)程中，教材建設(shè)是必不可少的重要環(huán)節(jié)，尤其是在現(xiàn)代技術(shù)與知識(shí)不斷更新的狀況下，編寫動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)的教材尤為迫切。青島四方機(jī)車車輛股份有限公司聯(lián)合北京交通大學(xué)車輛工程專業(yè)，以高速動(dòng)車組設(shè)計(jì)制造流程及方法為基礎(chǔ)，并結(jié)合北京交通大學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，編寫了本教材。

本書作為車輛工程專業(yè)卓越工程師計(jì)劃系列教材之一，主要介紹了動(dòng)車組總體參數(shù)設(shè)計(jì)、外部接口設(shè)計(jì)、總體配置設(shè)計(jì)及RAMS設(shè)計(jì)等內(nèi)容。全書分為5章。第1章介紹世界高速動(dòng)車組發(fā)展簡(jiǎn)述、我國(guó)高速動(dòng)車組發(fā)展簡(jiǎn)述、動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)流程、動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)內(nèi)容；第2章介紹動(dòng)車組總體參數(shù)范圍、動(dòng)車組總體參數(shù)選擇、動(dòng)車組總體參數(shù)匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)車組總體參數(shù)分解及典型動(dòng)車組的總體參數(shù)；第3章介紹概念闡述、高速鐵路子系統(tǒng)劃分、動(dòng)車組與線路接口設(shè)計(jì)、動(dòng)車組與其他接口設(shè)計(jì)等內(nèi)容；第4章介紹總體配置設(shè)計(jì)概述、系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)、列車布置設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)；第5章介紹動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)基本概念、動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)及原則、動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)流程、動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)示例。

本書由陶桂東主編，參加編寫的有李樹典、王浩、李兵、程建峰、徐春華。李樹典編寫了第1章，王浩編寫了第2章，李兵編寫了第3章，程建峰編寫了第4章，徐春華編寫了第5章。全書由劉志明、丁叁叁主審。

由于水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

目錄

第1章動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)概述1

1.1世界高速動(dòng)車組發(fā)展簡(jiǎn)述1

1.1.1高速鐵路的定義1

1.1.2國(guó)外高速鐵路與高速列車1

1.2我國(guó)高速動(dòng)車組發(fā)展簡(jiǎn)述10

1.2.1動(dòng)車組需求10

1.2.2動(dòng)車組產(chǎn)品現(xiàn)狀11

1.2.3動(dòng)車組發(fā)展趨勢(shì)22

1.3動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)流程23

1.4動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)內(nèi)容23

1.4.1前期策劃（決策）階段23

1.4.2設(shè)計(jì)策劃階段25

1.4.3方案設(shè)計(jì)階段31

1.4.4技術(shù)設(shè)計(jì)階段36

1.4.5施工設(shè)計(jì)階段38

1.4.6產(chǎn)品試制、驗(yàn)證及確認(rèn)階段42

第2章動(dòng)車組總體參數(shù)設(shè)計(jì)44

2.1動(dòng)車組總體技術(shù)參數(shù)范圍44

2.1.1依據(jù)44

2.1.2運(yùn)用環(huán)境條件44

2.1.3運(yùn)輸組織47

2.1.4運(yùn)用47

2.1.5供電條件48

2.1.6通信信號(hào)49

2.1.7運(yùn)用服務(wù)設(shè)施49

2.1.8環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)營(yíng)需求49

2.2動(dòng)車組總體技術(shù)參數(shù)選擇49

2.2.1運(yùn)能50

2.2.2旅行時(shí)間50

2.2.3舒適性50

2.2.4節(jié)能環(huán)保51

2.2.5安全性52

2.2.6系統(tǒng)可靠性及可維護(hù)性54

2.3動(dòng)車組總體參數(shù)匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)54

2.3.1速度54

2.3.2運(yùn)能61

2.3.3牽引能力61

2.3.4制動(dòng)性能62

2.3.5安全性62

2.3.6綜合舒適性及環(huán)境63

2.3.7綜合經(jīng)濟(jì)性64

2.3.8對(duì)外環(huán)境65

2.3.9系統(tǒng)可靠性及可維護(hù)性65

2.3.10環(huán)境適應(yīng)性66

2.3.11滿足線路條件66

2.4動(dòng)車組總體參數(shù)分解67

2.4.1限界67

2.4.2速度67

2.4.3軸重67

2.4.4編組67

2.4.5車型67

2.4.6曲線通過(guò)能力68

2.4.7空氣動(dòng)力學(xué)68

2.4.8密封性能68

2.4.9弓網(wǎng)受流性能69

2.4.10防火性能69

2.4.11安全性70

2.4.12舒適度70

2.4.13強(qiáng)度70

2.4.14耐振動(dòng)和耐沖擊性能71

2.4.15環(huán)境保護(hù)71

2.4.16車體71

2.4.17轉(zhuǎn)向架72

2.4.18牽引高壓系統(tǒng)73

2.4.19制動(dòng)系統(tǒng)76

2.4.20風(fēng)源系統(tǒng)77

2.4.21輔助供電系統(tǒng)77

2.4.22列車的控制、監(jiān)測(cè)與診斷78

2.4.23空調(diào)系統(tǒng)79

2.4.24供排水系統(tǒng)與衛(wèi)生系統(tǒng)80

2.4.25車內(nèi)裝飾及設(shè)備81

2.4.26車間連接83

2.4.27旅客信息系統(tǒng)83

2.4.28電磁兼容84

2.5典型動(dòng)車組的總體參數(shù)84

2.5.1國(guó)外典型動(dòng)車組的總體參數(shù)84

2.5.2國(guó)內(nèi)典型動(dòng)車組的總體參數(shù)88

第3章動(dòng)車組外部接口設(shè)計(jì)96

3.1概念闡述96

3.1.1系統(tǒng)的基本概念96

3.1.2接口的相關(guān)概念96

3.1.3系統(tǒng)的描述與研究方法97

3.1.4接口管理方法99

3.2高速鐵路子系統(tǒng)劃分99

3.3動(dòng)車組與線路接口設(shè)計(jì)101

3.3.1軌道不平順對(duì)列車的激擾作用101

3.3.2動(dòng)車組與軌道的匹配設(shè)計(jì)104

3.3.3動(dòng)車組輪軌匹配優(yōu)化原則112

3.4動(dòng)車組與牽引供電系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)114

3.4.1牽引供電系統(tǒng)114

3.4.2動(dòng)車組牽引系統(tǒng)118

3.4.3主要接口關(guān)系辨識(shí)120

3.5動(dòng)車組與列控系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)127

3.5.1接口辨識(shí)128

3.5.2測(cè)速定位單元介紹135

3.5.3接口分析138

3.5.4電氣接口設(shè)計(jì)139

3.6動(dòng)車組與其他接口設(shè)計(jì)140

3.6.1列車工務(wù)工程接口140

3.6.2列車運(yùn)營(yíng)調(diào)度接口141

3.6.3列車客服接口142

3.6.4列車安全防災(zāi)接口142

3.6.5列車自然環(huán)境接口143

3.6.6列車法律法規(guī)接口143

3.6.7列車乘客接口144

3.6.8列車檢修維護(hù)接口144

第4章動(dòng)車組總體配置設(shè)計(jì)146

4.1總體配置設(shè)計(jì)概述146

4.2系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)146

4.2.1頂層目標(biāo)146

4.2.2車體149

4.2.3轉(zhuǎn)向架155

4.2.4牽引系統(tǒng)158

4.2.5制動(dòng)系統(tǒng)163

4.2.6網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)171

4.2.7空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)181

4.2.8給水衛(wèi)生系統(tǒng)187

4.2.9旅客界面191

4.3列車布置設(shè)計(jì)195

4.3.1列車平面布置設(shè)計(jì)195

4.3.2列車車頂設(shè)備布置設(shè)計(jì)197

4.3.3列車車下設(shè)備布置設(shè)計(jì)198

4.4結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)201

4.4.1車體結(jié)構(gòu)配置202

4.4.2轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)配置209

4.4.3牽引系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置213

4.4.4制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置219

4.4.5網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置222

4.4.6空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置230

4.4.7給水衛(wèi)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置232

4.4.8旅客界面結(jié)構(gòu)配置235

第5章動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)242

5.1動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)基本概念242

5.1.1術(shù)語(yǔ)和定義242

5.1.2質(zhì)量與RAMS的關(guān)系245

5.1.3RAMS組成之間的相互關(guān)系246

5.2動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)及原則249

5.2.1動(dòng)車組設(shè)計(jì)思想和方法249

5.2.2動(dòng)車組可靠性設(shè)計(jì)250

5.2.3動(dòng)車組可維修性設(shè)計(jì)268

5.2.4動(dòng)車組可用性設(shè)計(jì)274

5.2.5動(dòng)車組安全性設(shè)計(jì)276

5.3動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)流程282

5.3.1設(shè)計(jì)流程282

5.3.2各階段RAMS工作及注意事項(xiàng)283

5.4動(dòng)車組RAMS設(shè)計(jì)示例289

5.4.1動(dòng)車組FMECA分析示例290

5.4.2動(dòng)車組隱患分析（HL）示例292

5.4.3動(dòng)車組確定性安全評(píng)估（DSA）示例296

參考文獻(xiàn)298