具体描述
本书被誉为世界电气化铁道、城市地铁和城市轨道交通技术的"圣经"。本书是由德国西门子公司、德累斯顿大学及有关科研单位的6名享有国际声誉的技术权威在大批本专业技术专家的支持下撰写的。该书从理论和实践两个方面详尽地阐述了各种接触网(电气化铁道、城市地铁和轨道交通采用的直流和交流接触网及接触轨)的设计、计算、施工和运营维护的方法和手段及计算公式，并重点介绍了有关高速电气化铁路接触网的设计施工技术及理论研究的最新科技成果，附以翔实的技术数据和作为附件的有关技术标准及规范，图文并茂，切实可用。本书读者对象为从事电气化铁道、城市地铁和城市轨道交通技术的设计、施工和运营维护的工程技术人员，同时本书是各种电气化轨道、城市地铁和轻轨项目、项、规划施工的必备参考书。
铁轨上的交响：现代轨道交通动力系统与工程实践 图书导读：深入解析轨道交通动力学的复杂架构与未来发展趋势 本书旨在为轨道交通领域的工程师、技术人员、科研工作者以及对此领域抱有浓厚兴趣的读者，提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系。不同于专注于某单一技术环节的传统教材，本书的视角更为宏大，聚焦于整个现代轨道交通系统，特别是其动力供给、能量管理、系统集成与工程实施等核心议题。 本书的架构围绕着现代轨道交通的“生命线”——动力系统展开，从理论基础到工程应用，层层递进，力求描绘出一幅清晰、详尽的轨道交通动力学全景图。 --- 第一部分：轨道交通动力系统的理论基石与演变（约400字） 本部分追溯了现代轨道交通动力技术的发展脉络，着重于从早期蒸汽动力、内燃动力向电力牵引的根本性转变，并深入探讨了电力牵引系统的物理学基础。 第一章：牵引动力学基础 详细阐述了列车运行阻力模型（包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力等）的精确计算方法，并引入牛顿第二定律在列车牵引过程中的具体应用。着重分析了不同速度区间内，牵引力与运行阻力之间的动态平衡。 第二章：电力牵引系统的物理学原理 系统回顾了电磁感应定律、交流电基础理论在牵引传动中的应用。重点剖析了变压器、电抗器在电能质量控制中的作用，以及电机特性（如异步电机、永磁同步电机）与列车运行曲线的匹配优化。讲解了牵引供电系统中的谐波分析与抑制技术，强调了系统效率与可靠性的紧密关系。 第三章：牵引供电制式综述与选择 对目前全球范围内广泛使用的直流（DC）和交流（AC）供电制式进行了对比分析。详细介绍了不同电压等级（如3kV DC，25kV AC）的优缺点，包括对电能损耗、设备体积、抗干扰能力及基础设施建设成本的影响。阐述了多制式兼容列车设计中面临的挑战与解决方案。 --- 第二部分：核心动力设备的工程实现（约550字） 此部分聚焦于构成轨道交通动力系统的关键硬件，从高压受电端到车下牵引端，探讨了设备的设计标准、制造工艺与运行维护策略。 第四章：地面供电设备：变电站与开关站的设计 深入解析了轨道交通专用变电站的系统架构。内容包括：主变压器的选型标准、高压开关设备的可靠性设计（如GIS与AIS的选择）、以及直流牵引站的整流与逆变技术。重点讨论了电力系统继电保护的快速、选择性要求，以及短路故障的瞬态分析。 第五章：车载牵引系统：从受电到驱动 这是全书技术深度最高的章节之一。详细介绍了列车受电装置（如受电弓/受电靴）与导线之间的动态接触特性，特别是高速运行下“弓网接触稳定性”的分析模型（不涉及弓网接触的细节，侧重于动力输入侧）。核心内容在于电力电子牵引变流器（如VVVF/IGBT/SiC技术）的拓扑结构、脉冲宽度调制（PWM）策略，以及如何实现精确的转矩控制与再生制动。 第六章：列车动力性能的仿真与测试 介绍了基于多体动力学（MBD）和有限元分析（FEA）的牵引性能仿真软件应用。重点讲解了如何通过数值模拟预测列车在不同坡度、不同负载下的加速时间、能耗水平。同时，详细介绍了牵引性能的现场测试规程、数据采集系统（如车载数据记录仪）的配置要求，以及如何根据测试结果对系统参数进行迭代优化。 第七章：牵引能耗管理与节能策略 探讨了轨道交通领域能源效率的提升途径。内容涵盖：牵引供电网络中的无功功率补偿技术、再生制动的能量回收效率最大化、以及列车运行计划（ATO/ATP系统集成）对整体能耗的影响。引入了基于实时交通流数据的能源优化算法研究。 --- 第三部分：系统集成、运营与前沿展望（约550字） 本部分将视野拓展至系统工程层面，讨论动力系统与其他子系统（如信号、通信）的接口，以及未来技术发展对轨道交通动力系统的潜在颠覆性影响。 第八章：动力系统与列车控制系统的集成 阐述了动力系统如何与列车自动控制系统（ATP/ATO）进行数据交互和指令接收。强调了动力指令（如速度曲线、牵引/制动优先级）的传递协议与时间同步要求。讨论了高可靠性通信总线（如以太网/IEC 61375）在动力系统监控中的应用。 第九章：运维保障：状态监测与预测性维护 转向实际运营中的挑战。介绍了应用于牵引变流器、高压设备的关键状态监测技术，如温度、振动、局部放电（PD）的在线监测。重点阐述了基于大数据分析的预测性维护（PdM）框架，如何从设备健康状态数据中提取故障模式，提前进行部件更换，减少非计划停运。 第十章：未来轨道交通动力：新型能源与驱动技术 展望未来趋势。探讨了超级电容器（Supercapacitors）在城市轨道交通（如大坡度或频繁启停线路）的瞬时功率辅助应用。分析了燃料电池（Fuel Cell）技术在城际铁路或轻轨系统中的潜力，以及其与现有电网的混合供能策略。讨论了提高系统抗灾能力和电磁兼容性（EMC）的新一代材料与设计思路。 --- 本书特色： 本书内容严谨，逻辑清晰，大量引用了国际标准（如CENELEC、IEEE）的工程要求，并通过丰富的工程案例佐证理论模型，确保了内容的先进性与实用性，是理解现代轨道交通动力系统复杂性的重要参考读物。
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