铁路是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程，是综合交通运输体系的骨干和主要交通方式之一，在我国经济社会发展中的地位和作用至关重要。高速铁路集聚了现代工业文明的丰硕成果，以其安全、便捷、舒适、环保等技术经济优势，显示出强大生命力。截至2020年底，我国高速铁路已达3.8万公里，占世界高铁总里程的三分之二以上。本书主要是以高速动车组关键技术为主体，以“复兴号”动车组为主要对象，依托轮轨关系、结构疲劳可靠性、大功率电能变换等理论体系，介绍动车组总体、车体、转向架、高压和牵引传动系统、辅助供电系统、制动系统、网络控制系统的结构特点、工作原理、先进技术、设计方法等内容。本书可作为高速铁路动车组制造、维护等领域的工程技术人员、管理人员和科研人员的学习参考书，还可作为相关专业研究生、本科生的教学资料及广大铁路爱好者了解高速铁路动车组的科技图书。

1绪论
1.1世界高速动车组技术发展
1.1.1日本高速动车组技术
1.1.2法国高速动车组技术
1.1.3德国高速动车组技术
1.1.4其他国家高速动车组技术
1.2中国高速动车组技术发展
1.2.1“中华之星”高速动车组技术
1.2.2“和谐号”高速动车组技术
1.2.3“复兴号”高速动车组技术

2动车组系统集成
2.1概述
2.1.1轮轨关系
2.1.2弓网关系
2.1.3流固关系
2.2高速动车组总体设计
2.2.1临界速度设计
2.2.2平稳性设计
2.2.3轮轨关系设计
2.2.4弓网关系设计
2.2.5流固关系设计
2.2.6牵引系统设计
2.2.7制动系统设计
2.2.8安全性设计
2.2.9舒适性设计
2.2.10节能环保设计
2.2.11人因工程设计
2.3“复兴号”动车组总体技术参数
2.3.1外部环境条件
2.3.2线路条件
2.3.3供电条件
2.3.4通信信号条件
2.3.5动车组速度及编组定员
2.3.6主要技术参数

3动车组车体
3.1概述
3.2车体总成
3.2.1车体结构
3.2.2车外设备和设备舱
3.2.3车辆连接装置
3.2.4车内装饰及设备
3.3车体气动设计
3.3.1头型与气动阻力
3.3.2头型与气动升力
3.3.3头型与交会压力波
3.3.4头型与微气压波
3.3.5头型与气动噪声
3.3.6头型与横风效应
3.3.7列车风
3.3.8头型设计
3.4车体安全可靠性设计
3.4.1车体强度与刚度设计
3.4.2模态匹配设计
3.4.3被动安全设计
3.4.4防火安全性设计
3.5车体舒适性设计
3.5.1气密性
3.5.2减振降噪
3.6“复兴号”动车组车体
3.6.1CR400AF/BF型动车组车体
3.6.2性能验证方法与手段

4动车组转向架
4.1概述
4.2转向架总体
4.2.1主要组成
4.2.2主要性能和技术参数
4.2.3转向架外部接口
4.3转向架动力学设计
4.3.1安全性设计
4.3.2平稳性设计
4.3.3轮轨匹配设计
4.3.4列车动力学性能分析
4.4转向架结构可靠性设计
4.4.1构架疲劳强度分析
4.4.2车轴疲劳强度分析
4.4.3车轮强度分析
4.4.4轴箱轴承寿命计算
4.5“复兴号”动车组转向架
4.5.1CR400AF型动车组转向架
4.5.2CR400BF型动车组转向架
4.5.3性能验证方法与手段

5高压系统
5.1概述
5.2高压系统构成
5.3弓网关系匹配设计
5.3.1受流装置结构与原理
5.3.2弓网系统动态作用参数与匹配
5.3.3受电弓机电系统建模
5.4高压系统保护设计
5.5电磁兼容计算与测试
5.6“复兴号”动车组高压系统
5.6.1CR400AF/BF型动车组高压系统构成与原理
5.6.2受电弓
5.6.3真空断路器、接地保护开关
5.6.4高压隔离开关
5.6.5车顶支撑绝缘子
5.6.6高压互感器
5.6.7高压电缆及附件
5.6.8避雷器
5.6.9性能验证方法与手段

6牵引与辅助系统
6.1概述
6.2牵引与辅助系统构成
6.3牵引与辅助系统工作原理
6.4牵引系统设计
6.4.1牵引系统设计原则与流程
6.4.2牵引功率与特性设计
6.4.3牵引系统主电路设计
6.4.4牵引系统控制策略设计
6.5辅助系统设计
6.5.1辅助系统设计原则与流程
6.5.2辅助变流器电路设计
6.5.3辅助变流器设计
6.6“复兴号”动车组牵引与辅助系统性能验证方法
6.6.1牵引性能试验
6.6.2辅助电气设备及辅助电源试验

7动车组制动系统
7.1概述
7.2制动系统构成
7.2.1结构组成
7.2.2制动控制系统
7.2.3系统功能
7.3制动系统设计原则与流程
7.3.1制动系统设计基本原则
7.3.2制动系统设计基本流程
7.4制动系统控制装置设计
7.4.1制动控制系统设计
7.4.2安全环路设计
7.4.3紧急制动与常用制动设计
7.5制动系统气路设计
7.5.1管路设计
7.5.2风源设计
7.6基础制动设计
7.6.1基础制动各部件选型及设计
7.6.2热容量
7.6.3基础制动的试验验证
7.7“复兴号”动车组制动系统
7.7.1制动系统构成
7.7.2制动系统功能
7.7.3制动系统设备
7.7.4供风系统
7.7.5防滑控制
7.7.6救援与回送
7.7.7辅助设备
7.7.8性能验证方法与手段

8列车网络控制系统
8.1概述
8.2列车网络控制系统结构及功能
8.2.1列车网络控制系统的构成
8.2.2列车网络控制系统标准体系
8.2.3通信总线及协议
8.2.4列车网络控制系统功能
8.3动车组列车网络控制系统设计
8.3.1网络系统拓扑结构设计
8.3.2网络设备
8.3.3控制与监视功能设计
8.3.4诊断功能设计
8.3.5显示功能设计
8.4安全监控与联锁设计
8.4.1轴温监视功能
8.4.2转向架监视
8.4.3火灾报警
8.5互联互通设计
8.5.1初运行及列车级传输规范
8.5.2控制功能设计
8.5.3故障诊断功能设计
8.5.4互联互通列车线定义
8.5.5互联互通显示界面
8.6“复兴号”动车组网络控制系统
8.6.1系统主要功能
8.6.2网络拓扑结构
8.6.3网络系统主要设备
8.6.4性能验证方法与手段参考文献

刘志明，北京交通大学教授，获得国务院政府津贴，主要研究领域是轨道车辆结构疲劳可靠性。2019年主持获教育部科技进步奖一等奖1项，参加获中国铁道学会一等奖1项、二等奖2项，发表科研论文70余篇。王文静，工学博士，英国南安普敦大学博士后，国家公派美国密歇根大学访问学者，北京交通大学机电学院教授、博士生导师。长期从事轨道车辆结构强度与疲劳可靠性方面的理论与试验研究，主编教材3部、参编2部，主持国家及省部级科研项目10余项，发表学术论文40余篇，先后获中国铁道学会科学技术特等奖2项、一等奖1项，第十二届詹天佑铁道科学技术奖青年奖以及交通运输部青年科技英才、北京市科技新星等称号。,等，北京交通大学教授、博导主要研究领域是列车碰撞安全保护技术、列车空气动力与行车安全技术、轨道车辆结构设计与优化。先后主持了包括国家973计划课题等各类科研课题70余项。

本书可作为高速铁路动车组制造、维护等领域的工程技术人员、管理人员和科研人员的学习参考书，还可作为相关专业研究生、本科生的教学资料及广大铁路爱好者了解高速铁路动车组的科技图书。

党的十八大以来，我国高速铁路快速发展，取得了举世瞩目的成就。为了全面梳理我国高铁工程技术创新成果、系统总结建设经验、推进高铁持续创新，国家铁路局组织一批具有深厚理论功底和丰富实践经验的科研和工程技术人员编写了“高速铁路工程技术创新丛书”，并请高铁工程领域资深权威专家全程指导、审定把关。丛书共31册，本书为丛书之一。
本书主要是以高速动车组关键技术为主体，以“复兴号”动车组为主要对象，依托轮轨关系、结构疲劳可靠性、大功率电能变换等理论体系，介绍动车组总体、车体、转向架、高压和牵引传动系统、辅助供电系统、制动系统、网络控制系统的结构特点、工作原理、先进技术、设计方法等内容。
全书分为8章。第1章介绍世界高速动车组和中国高速动车组技术发展情况；第2章介绍高速动车组总体设计技术和“复兴号”动车组技术特点及主要参数；第3章介绍车体总成、气动设计、可靠性设计、舒适性设计、“复兴号”动车组车体及性能验证方法；第4章介绍转向架总体、动力学设计、结构可靠性设计、“复兴号”动车组转向架及性能验证方法；第5章介绍高压系统构成、弓网关系匹配设计、高压系统保护设计、电磁兼容分析、“复兴号”动车组高压系统及性能验证方法；第6章介绍牵引与辅助系统构成、牵引系统设计、辅助变流技术、“复兴号”动车组牵引与辅助系统及性能验证方法；第7章介绍制动系统构成、制动系统控制设计、制动系统气路和基础制动设计、“复兴号”动车组制动系统及性能验证方法；第8章介绍列车网络控制系统结构与功能、动车组列车网络控制系统设计、安全监控与联锁设计、互联互通设计、“复兴号”动车组网络控制系统及性能验证方法。
本书由北京交通大学刘志明、王文静、吕刚，中车青岛四方机车车辆股份有限公司丁叁叁，中车长春客车股份有限公司刘长青，中国铁道科学研究院集团有限公司赵红卫编著。其中，刘志明编著了第1章、第2章；丁叁叁编著了第3章；王文静编著了第4章；吕刚编著了第5章、第6章；刘长青编著了第7章；赵红卫编著了第8章。
中国工程院刘友梅院士在百忙中审阅了全稿，并提出了许多重要的修改意见。在此，对他的支持和指导表示衷心的感谢！
由于水平有限，时间仓促，疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。

编著者

2021年3月