出版时间：2024年12月；
印刷样式：精装 1/16 ；
页数：241；
字数：300 千字
版权说明：© 2024 作者所有 & MOSP 许可使用；版权合作：book@mospbs.com
纸质书号：978-99981-16-77-1；中图分类：U270.1
官方检索：澳门公共图书馆、澳门科技大学图书馆、澳门大学图书馆等入藏
基金课题：作者自筹；*通讯单位：湖南工业大学
前 言
一 、研究背景与意义
在全球经济快速发展的背景下，大宗货物的运输需求日益增长。铁路运输 作为一种高效、经济、环保的运输方式，在大宗货物运输中占据着不可替代的 地位。重载列车 (Heavy Haul Train) 作为铁路运输的重要组成部分，以其巨大 的运输能力和较低的运营成本，成为大宗货物运输的首选工具。然而，随着重 载列车载重量的不断增加，对制动系统的要求也越来越高。传统的制动技术在 面对重载列车的复杂工况时，已经显现出诸多不足。因此，研究新型安全制动 方法，不仅是提高重载列车运行安全性的迫切需要，也是推动铁路运输技术进 步的重要方向。
重载列车的安全运行不仅关系到货物的准时交付，更关乎人员的生命财产 安全。近年来，国内外多次发生的重载列车安全事故，引发了社会对重载列车 制动系统的广泛关注。这些事故暴露出传统制动技术在应对复杂工况时的不足， 如长距离下坡路段的制动失效、恶劣天气条件下的制动性能下降等。因此，开 发新型安全制动方法，提高制动系统的可靠性和安全性，已成为铁路运输领域 的紧迫任务。
二 、重载列车的定义与特点
重载列车是指在铁路运输中，专门用于运输大量大宗货物，如煤炭、矿石、 钢铁等，且具有大轴重、长编组、高运量等特点的列车。这些列车通常运行在 专门建设的重载铁路线上，以满足大宗货物运输的特殊需求。重载列车的核心 目标是通过提高运输效率和降低运营成本，实现大宗货物的快速、安全、经济 运输。
重载列车具有以下几个显著的特点：
首先，高运量是重载列车最显著的特征之一。重载列车的单列运输能力通 常在万吨以上，有的甚至超过3万吨。这种高运量的设计使得重载列车在大宗 货物运输中具有显著的经济优势。高运量不仅提高了运输效率，还降低了单位 货物的运输成本，减少了运输过程中的能耗和人力成本，进一步提升了经济效 益。
其次，大轴重是重载列车的另一个重要特征。重载列车的轴重通常在25吨 以上，有的甚至达到30吨。大轴重的设计可以有效减少列车的编组数量，降低 运营成本，同时提高运输效率。大轴重对铁路基础设施提出了更高的要求，需 要更强的轨道承载能力和更坚固的桥梁、隧道结构。因此，重载铁路线在设计 和建设时必须考虑到这些因素，确保基础设施能够承受大轴重带来的压力。
再次，为了实现高运量，重载列车通常采用长编组的形式。 一列重载列车 的编组长度可以从几百米到几千米不等，最长的编组可以达到7.3公里。长编组 的设计不仅提高了运输效率，还减少了列车的启停次数，降低了能耗。长编组 对列车的控制和管理提出了更高的要求，需要先进的通信和控制系统来确保列 车的安全运行。
最后，重载列车通常运行在专门建设的重载铁路线上。这些线路在设计时 充分考虑了重载列车的特殊需求，如轨道的承载能力、桥梁和隧道的结构强度、 信号系统的可靠性和调度指挥的高效性等。专用线路的建设和维护是确保重载 列车安全运行的重要保障。
三、新型安全制动方法的研究现状与挑战
传统的重载列车制动系统主要依赖空气制动和电制动技术。空气制动系统 通过压缩空气驱动制动缸，使闸瓦紧贴车轮产生摩擦力来实现减速。电制动系 统则利用电机反向旋转产生的电磁阻力来降低列车速度。然而，这些传统制动 技术在面对重载列车的复杂工况时，存在诸多不足。例如，长距离下坡路段的 制动失效、恶劣天气条件下的制动性能下降等。
近年来，随着科技的不断进步，新型安全制动方法的研究取得了显著进展。 模块化安全制动技术、液压制动装置、再生制动技术等新型制动方法逐渐成为 研究的热点。这些新型制动方法不仅提高了制动系统的可靠性和安全性，还显 著提升了列车的运行效率和经济性。
模块化安全制动技术通过将制动系统分解为多个独立的功能模块，每个模 块负责特定的制动任务或功能，从而实现系统的高度集成与优化。模块化制动 系统的核心在于其灵活性和可扩展性。每个模块都可以根据实际需要进行独立 设计、测试和维护，这不仅降低了系统的复杂度，还提高了系统的可靠性和维 修效率。模块化制动技术在提高列车运行安全性的同时，还便于维护和升级。
液压制动装置的工作原理基于帕斯卡定律，即在密闭容器中施加于液体的 压力可以均匀地传递到液体的每一个部分。具体工作过程包括启动液压泵、油 液传输、制动器动作和控制与调节等。液压制动装置具有高效能、响应快、可 靠性高、维护方便和适应性强等优点，特别适用于高速度、大载荷的工况。
再生制动技术利用电动机作为发电机回收部分动能，转化为电能存储起来， 既减少了机械制动的负担，又提高了能源利用率。再生制动技术在长距离下坡 路段和频繁启动停止的工况下，具有显著的节能效果。通过优化能量管理和控 制策略，再生制动技术进一步提高了能源利用效率，减少了资源浪费。
四 、本书的主要内容
本书《重载列车的新型安全制动方法研究》共分为八章，系统地介绍了重 载列车的新型安全制动方法及其应用。
第一章介绍了重载列车的定义、特点及其在大宗货物运输中的核心地位， 涵盖了国际与国内的发展历程，并详细探讨了车辆结构、牵引动力、轨道设施 等技术特性。
第二章阐述了制动系统的基本原理，而后说明了不同类型的制动方式，最 后分析了制动系统的组成及功能。
第三章首先阐述了重载列车制动力的计算方法，而后说明了制动距离与制 动时间的关系，最后探讨了在不同工况下(如长距离下坡路段、多变天气条件 及紧急情况)重载列车制动系统的特殊需求和技术应对策略。
第四章详细分析了传统空气制动系统的原理、关键技术以及其组成部件， 其次说明了动力制动系统的原理、类型和优缺点，最后详细阐述了三类辅助制 动装置。
第五章详细介绍了重载列车的应急制动系统，涵盖了其原理、组成及关键 技术，并讨论了该系统在不同应用场景下的作用，还分析了应急制动系统维护 的内容。
第六章讲解了智能化安全制动技术，通过集成电子信息技术与自动化控制 理论实现对重载列车制动系统的智能管理和控制，从而提升安全性、舒适性和 能源效率。
第七章聚焦于节能式安全制动技术，旨在优化制动系统设计与控制策略以 减少能量损失，并介绍了再生制动等具体方法及其优势。
第八章主要介绍了模块化安全制动技术的原理、构成及关键算法。
五、结 语
本书系统地介绍了重载列车的新型安全制动方法，涵盖了传统制动技术、 新型制动方法、复杂工况下的制动需求、制动系统安全性研究、节能制动技术、 智能化与自动化技术等多个方面。通过全面的理论分析和实验验证，为读者提 供了丰富的技术参考。其次，本书不仅从理论上探讨了新型安全制动方法，还 通过具体案例和数据支持，展示了这些方法在实际应用中的显著效果。通过实 践性的研究，为铁路运输企业提供了切实可行的技术解决方案。再次，本书在 介绍现有技术的基础上，展望了未来的发展趋势，包括智能化程度的提高、系 统集成度的提升、绿色低碳的发展方向、标准化与国际化的推进、人机交互体 验的提升、数据驱动的决策支持、安全性和可靠性的进一步增强以及维护和保养的智能化。通过前瞻性的研究，为未来的重载列车制动技术发展提供了方向。 最后，本书融合了机械工程、流体力学、电气工程、计算机科学等多个学科的 知识，展示了多学科交叉融合在新型安全制动方法研究中的重要作用。通过跨 学科的研究，为读者提供了更广阔的技术视野。
目 录
第一章 重载列车概述
第二章 制动系统基础
第三章 重载列车制动需求分析
第四章 传统制动技术研究
第五章 制动系统安全性研究
第六章 重载列车的智能化安全制动技术
第七章 重载列车的节能式安全制动技术
第八章 重载列车的模块化安全制动技术
编委成员
作 者：
作者简介
罗学明
2004年于华中师范大学获得学士学位，2009年于武汉理工大学获得硕士学位，现为湖南工业大学讲师，主要研究方向为故障诊断与容错处理。
版权扉页
重载列车的新型安全制动方法研究（罗学明 著）
ISBN：978-99981-16-77-1
责任编辑：何文锐
校对编辑：谢嘉深
装帧设计：陈斯若
出版发行：澳门科学出版社
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开 本：787 mm × 1092 mm 1/16
印 张：12.75
字 数：300 千字
印 数：1 ~ 3000
版 次：2024年12月第1版
印 次：2024年12月第1次印刷
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