2024年2月21日发(作者：禾映寒)
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一．京沪高速列车顶层技术指标
京沪高速列车设计持续运营速度350km/h，最高运行速度380km/h，最高试验速度400km/h以上，旅行速度330km/h，全程直达运营时间4小时左右。
车内噪音方面，VIP客室不大于65dB(A)，其他客室不大于68 dB(A)，司机室不大于76 dB(A)，
通过台不大于78dB(A)。一般来说，噪音达到70 dB(A)以上则会干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率。
节能方面，京沪高速列车以350km/h速度运行时的基本阻力小于0.165千牛/吨，平均轴重小于15吨，牵引总效率不低于85%，直达人均耗能小于80千瓦时，再生制动能量回收率大于90%。
防灾方面，侧风风速20m/s以下高速列车正常运行，侧风风速20~25m/s时限速200km/h运行，侧风风速25~30m/s时限速160km/h运行，侧风风速30~35m/s时限速70km/h运行，侧风风速大于35m/s时停运；雨水、积雪不超过轨面100mm，高速列车正常运行；耐170kV雷击电压。
为了解决不同运量的需求，京沪高速铁路系统采用长短编组交叉运营方式。
京沪高速列车的设计，不是完全独立的全新设计。京沪高速列车将充分利用京津城际铁路积累的大量数据和丰富经验，在CRH2-300和CRH3型动车组技术平台基础上，研制CRH2-350和CRH3-350两种车型。针对速度提升带来的轮轨动力学、空气动力学、高速受流和振动噪声等一系列问题，需要对两种车型进行优化设计，突破制约速度提升的相关关键技术，以实验京沪高速列车速度顶层设计目标。
CRH2-300型和CRH3型动车组正式投入运营至今，总体运营情况良好，动车组主要系统性能稳定、安全可靠，如牵引性能、制动性能、动力学性能、弓网受流性能等；动车组主要系统设备与车内设施故障率低、运行稳定；动车组与线路、通信信号、牵引供电和运输组织之间匹配良好。CRH2-300型和CRH3型动车组满足京津城际铁路350km/h速度下的安全、舒适、节能、环保和可靠运行。
为实现京沪高速铁路直达旅行时间4小时左右的目标，满足京沪高速铁路长距离、高密度、大运量、多样化的运输需求，京沪高速列车的研制在整体体现高速度、高舒适性、高安全可靠性及节能环保等方面的先进技术水平的同时，综合考虑了经济性因素。为此确定了如下的京沪高速列车顶层技术指标。速度指标
持续运营速度：350km/h
最高运行速度：380km/h
试验速度：≥400km/h
编组和运能指标
编组：16辆
定员：大于1000人
牵引能力指标
0~200km/h平均加速度：≥0.4m/s/s
350km/h剩余加速度：≥0.05m/s/s
380km/h剩余加速度：≥0.01m/s/s
安全性指标
设计临界失稳速度：≥550km/h
脱轨系数：＜0.8
轮重减载率：＜0.8
紧急制动距离：初速度350km/h时小于6500米；初速度380km/h时小于8500米
综合舒适度及环境指标
舒适度指标：N≤2
运行平稳性指标：W≤2.5
运行品质：车体横向、垂向加速度小于2.5m/s/s
气密性：客室气压从4000帕降到1000帕时间超过50秒（“似乎已改成6000帕？”）；客室气压变化值小于200帕/秒
350km/h时车内噪音/dB（A）：所有客室≤68；司机室≤76；通过台≤78
二．总体方面的优化设计
与京津城际铁路相比，京沪高速铁路距离更长、线路和气象条件更复杂、运行速度更高。因此，CRH2-300型和CRH3型动车组与京沪高速列车相比，在最高运行速度、350km/h持续运行时间、编组方式和运行条件等方面有较大差异，要求基于两种车型的京沪高速列车的研制，必须在16辆长大编组功率提升、气动力学优化、长时间可靠运行以及长大隧道、特大桥梁和封闭车站通过等关键技术上实现新的突破。
实现速度提升必须解决如下关键问题：
轮轨动力学
气动力学优化
牵引传动系统
基础制动能力
高速受流
振动和噪音控制
车间耦合
CRH2-350的优化方案
CRH2-300型动车组350km/h运行时，系统性能裕量不足，必须进行全面的设计创新、系统提升列车整体性能，以满足最高运行速度380km/h的要求。（“这就是为什么通过CRH2的改进，国内相应行业能得到很大提升的缘由”）
1）牵引性能
16编组的列车采用14动2拖，7个动力单元，56台牵引电机，电机总功率20440千瓦，轮周功率不小于19418千瓦，平直道均衡速度不小于400km/h；传动比2.37，起动加速度约0.53m/s/s（1.9km/h/s），350km/h剩余加速度0.062m/s/s，380km/h剩余加速度0.023m/s/s；0~350km/h加速需要27.5公里、420秒，350~380km/h加速需要21.5公里、210秒。
牵引电机功率提升到365千瓦，强化了电机的结构和容量。
整流器容量有1513千伏安提升到1617千伏安，逆变器容量由1670千伏安提升到1785千伏安，整流器输入电压由1500V提升到1650V，中间电压提升到3050~3100V。
变压器容量由3515千伏安提升到3855千伏安，改进铁芯，牵引绕组的铝线改为铜线，优化冷却能力。
齿轮比由3.03降为2.37，在电机最高转速时，新轮对应速度约418km/h，全磨耗轮对应速度约385km/h。
优化列车头型、车体断面、车间连接、受电弓及其整流罩，达到减阻5%的要求。
2）制动性能
单个制动盘最大制动功率500kW，最大制动容量40MJ，闸片采用浮动结构，使热负荷更加均匀。
调整制动控制曲线，高速区段提高制动力，减少制动距离；低速区段降低制动力，减少冲动。
紧急制动时再生制动的终止速度由15km/h降为10km/h。
350km/h平均制动减速度0.765m/s/s，紧急制动距离6404米；
380km/h平均制动减速度0.733m/s/s，紧急制动距离7841米（“我也不知道为什么紧急制动减速度如此的小、距离如此的大”）。
考虑加装风阻制动。（就是“猫耳朵”）
3）运行稳定性和平稳性
目前CRH2-300的转向架失稳速度460km/h以上，仅能满足最高速度350km/h的要求，因此还需要提高。
CRH2-300型转向架的轮轨-踏面匹配合理，一系悬挂参数设计适当，CRH2-350将保留原设计。
转向架允许轴重由14吨提高到15吨。
优化车间减振器、主动/半主动横向减振器和二系悬挂参数。
选择新型的齿轮箱和轴承
增加失稳检测装置。
4）车体性能
加大侧顶圆弧半径，加厚断面，优化筋板结构，提高局部刚度。
单板材地板改为中空型，提高刚度和强度，同时优化地板安装处的边梁结构。
外端强由单层板改为中空型，提高刚度。
优化司机室骨架密度和蒙皮厚度。
气密性方面，优化型材的接缝，优化薄弱部位、开口部位等，经计算分析，可以满足6000帕交变气动载荷的需求。
5）受流性能
16编组动车功率巨大，必须采用双弓受流，速度380km/h的双弓受流全世界没有先例。需对高速弓网关系、气动力学等进行研究，采用高强度和高导电率的接触线，优化受电弓的结构和滑板材质，以期获得良好的受流性能。
下图为CRH2-350优化后的车体结构
CRH3-350的优化方案
CRH3型动车组350km/h运行时，动车组关键子系统如车体、转向架等有一定裕量，具有提速的潜力。CRH3-350除了扩大编组，主要是对CRH3进行局部优化，提升综合性能，重点围绕提升牵引功率、降低运行阻力、优化制动性能、控制车内噪声等方面。
1）牵引性能
现有的CRH3动车要满足380km/h运行，功率必须达到11000千瓦以上，提升约30%，从节能角度看非常不合理。因此，除了提高功率，降低阻力更是关键。
16编组的CRH3-350动车为8动8拖，轮周功率18400千瓦，平直道均衡速度约394km/h；传动比2.43，起动加速度约0.55m/s/s（2.0km/h/s），350km/h剩余加速度0.052m/s/s，380km/h剩余加速度0.017m/s/s。
优化牵引电机的通风冷却效果，使电机功率功率由562千瓦提升到586千瓦以上。
优化牵引变流器的冷却效果，功率由2383千瓦提升到2480千瓦以上。
优化变压器的冷却效果，容量有5640千伏安提高到5920千伏安以上。
传动比由2.79降为2.43，以满足电机最高转速、车轮全磨耗时对应的速度不小于380km/h，现在仅330km/h。
CRH3-350动车组车体设计为保持现有主体结构不变，即车体断面和流线型车头不变，因此实现减阻的难度非常大—— “老张原话”。
只有靠重点解决好车体外露部件的气动性能，如风挡、受电弓、转向架、空调、设备舱、裙板、车灯、
扶手等设备。
CRH3的转向架部位是一个很大的豁口，运行时产生严重的气流分离引起涡流，车体两侧流向底部的气流也受到严重的干扰。
需要在转向架部位增加一块裙板，使气流更顺畅的流动。
CRH3车间采用小风挡，产生较大的压差阻力，最大可使阻力系数提高30%。
需要在车间部位增加裙板和橡胶囊外风挡，减少此处的气流分离、旋涡等。
CRH3车顶部件较多，主要是受电弓和空调。受电弓上部是复杂形状的构件，气动阻力不容忽视；车顶空调突出面积大，其阻力也要关注。
需要对车顶空调、受电弓、限压电阻、车间高压连接线等突出部件进行优化，设置合理的导流罩或导流板，减少分离和旋涡现象，改善气流起到减阻作用。
2）动力学性能
CRH3的转向架性能满足350km/h要求，并有速度提升裕量，因此CRH3-350的转向架保持其主体结构不变。优化部分参数（“尤其是过大的一系定位刚度”）。
增加半主动横向减振器和车间减振器。
优化构架、枕梁、轮轴以及转臂等部件的疲劳强度。
优化轴承、齿轮箱、联轴器的性能。
3）制动性能
紧急制动方面
现有CRH3动车组350km/h时空电复合紧急制动距离为4355米（实测值），纯空气紧急制动距离为5670米（计算值），可以满足京沪高速列车的制动要求。
但是制动初速度提高到380km/h后，闸片和制动盘温度将超过500度，需要将制动力随速度变化进行合理的分级控制。
常用制动方面
CRH3动车常用制动时再生制动功率过小，高速段再生制动力不足，空气制动补充过多，闸片磨损大。
因此，制动系统的优化需要：
优化牵引控制软件，是再生制动功率达到18400千瓦，与牵引功率相同。
紧急制动时再生制动终止速度由80km/h降为10km/h。
提高常用制动时电制动的利用率，减少高速段空气制动的投入，降低盘片、闸片磨耗。
调整制动参数，减少制动盘热负荷。
优化制动盘的通风辐板结构和连接螺栓的强度和数量。
考虑采用性能更好的辅助空压机，对辅助空压机与受电弓的控制逻辑重新设计优化，以改变对受电弓升弓的限制。
4）受流性能
与CRH2-350的优化措施相同。
以下为CRH3-350在风挡、转向架、车顶方面的优化设想
三．舒适性方面的优化设计（列车方面）
列车舒适度主要有6个方面。
1）振动
振动使人头晕、疲劳，必须采取有效的减震措施。
舒适性指标：N≤2；
平稳性指标：W≤2.5；
车体横向、垂向加速度：＜2.5m/s/s。
2）噪声
高速列车的噪声源分为5类：轮轨噪声、气动噪声、受流系统噪声、动力设备噪声和激励噪声。激励噪声主要包括车钩碰撞摩擦噪声、空调送风系统噪声、内装修墙板等部件的激振噪声。
所有客室：≤68dB(A)；
司机室：≤76 dB(A)；
通过台：≤78dB(A)；
其中dB(A)表示根据所测得的噪声信号按照IEC 651《声级计》中关于A计权特性计权后的声级值。
3）车内压力
列车运行和进出隧道时，车体表面的压力存在波动，可能透过车体缝隙和进排气系统影响车内，如果压力变化量和变化速度超过一定范围，就会造成旅客耳膜不舒适。
为了减小气压变化的影响，高速列车必须：
具有良好的密封性；
进排气口要避开低压和涡流区设置；
通风系统具有间歇或连续作用式进排气控制装置，防止车内压力变化过大。
京沪高速列车采用日本标准，车内气压变化最大不超过1000帕，最大变化速度200帕/秒。
4）空气质量
有温度、相对湿度、新风量、含尘量以及二氧化碳含量等指标。其中二氧化碳浓度不大于0.15%，含尘量不得超过0.5毫克/立方米；客室人均新风量夏季15~20立方米/小时，冬季10~15立方米/小时，司机室人均新风量夏季30立方米/小时，冬季25立方米/小时。
5）旅客界面
座椅是影响舒适度的最重要设备，很值得研究。
车内装饰涉及方方面面。
车内照明也很不简单。
6）服务系统
餐饮服务。
信息服务，给旅客提供广播、文字、视频等信息服务。车内能知晓当前到站、前方到站、正晚点情况、运行速度、临时停车等信息。
CRH2-350的优化方案
1）减振优化设计
转向架方面，
增大空气弹簧节流孔，降低垂向阻尼，从而减少高频振动传递；
降低空气弹簧横向刚度，提高横向平稳性；
头车、尾车和VIP车转向架采用全主动减振器，其他车采用半主动减振器，提高横向平稳性；
提高车间减振器的卸荷速度，优化车辆横向平稳性能。
车体方面，
增加头车蒙皮、车顶和侧墙等处铝合金型材外包板和筋板的厚度，增强减振效果；
客室和车端地板油单层板材换成中空板材，相应修改底架边梁断面以适应地板的安装；
车体端墙改为中空型材；
客室地板采用浮筑结构，车内顶板、侧墙板、端墙板等安装部位于车体结构之间采用减振材料填充并采用柔性隔振连接；
优化车下设备的安装结构。
制动减速度方面，
目前CRH2-300低速制动时瞬间减速度过大，因此对紧急制动曲线进行调整，低速区减速度降为1.122m/s/s，同时使速度变化尽可能平缓，减少冲动。
2）车内降噪
采用浮筑地板；
采用吸引性能好的内装材料，结合柔性连接；
受电弓安装部位、转向架上部、车端、司机室等噪音较大部位进行局部降噪和重点优化；
车窗和车门根据已有结构进一步优化；
优化车体型材断面，提高车体刚度，达到隔声效果；
优化车下设备安装；
优化客室的布局和材料，减少反射混响噪声。
3）车内气压控制
采用主动与被动相结合的压力保护装置，同时补充特殊情况下的被动压力保护。
CRH2-350采用连续换气加有源压力保护缓冲装置控制方式，通过转速达7500r/min的涡轮离心机，保证换气装置在隧道内会车时，通过调整高转速风机的换气能力，保持稳定的新风量，并满足压力变化的要求。
在换气装置上增加压力传感器，通过调节新、废风口的开放程度来降低车外压力变化对车内的影响。
提高车体密封性。
4）车内空气质量控制
优化气流组织，提高送风均匀性。
优化新风供给系统，增加新风量、降低粉尘。
考虑在风道中采用消毒杀菌装置，进一步提高空气质量。
5）照明系统优化
采用LED光源，无光影灯具，是旅客感觉舒适。
6）丰富旅客服务内容
从为旅客提供车载影视娱乐服务、餐饮和信息服务到行李架设置、旋转座椅、残疾人卫生间、多功能室、自动拉门等布置进行了一系列优化，提高了列车多功能化、人性化水平。
以下为CRH2-350的一些车内布置图案，注意头车观光区，专门保留了CRH2特色的平板窗台。CRH2-350的行李架方案明显模仿了CRH3的设计
CRH3-350的优化方案
1）减振优化设计
考虑增加车间减振器，减少纵向冲击。
优化车体局部型材断面，适当增加局部结构厚度，以提高车体刚度，同时增加隔振、减振材料。
头车、尾车转向架考虑采用半主动横向减振器，提高平稳性。
优化转向架减振性能，合理配置阻尼参数，例如在构架与轴线弹簧间加设橡胶垫隔绝高频振动。
考虑隧道内会车等恶劣情况，局部优化空气动力学外形，减少横向晃动。
2）车内降噪
对车体外形进行优化，增加车间风挡；对车顶空调和受电弓的导流罩加长加宽平滑化；减少车体凸凹不平（比如使制动控制阀板与车体外表面平齐）；加宽转向架裙板。
优化受电弓结构，减少离线率，进而减少离线火花噪声。
提高车体气密性。
改进客室内装，增加隔音材料，降低客室内混响噪声。
3）车内气压控制
提高车体气密性，采用全焊透或段焊加密封胶来保证密封性，穿过地板和车顶的电器管路，采用不锈钢螺纹套拧紧，螺纹套与铝合金车体采用密封胶密封，电器管路装入螺纹套中，再用一层橡胶圈密封。
CRH3-350采用被动式压力保护系统，列车交会、过隧道或是隧道内会车时，车端压力传感器检测到压力变化，迅速关闭风门，进入全回风模式，直到车外压力波动平稳后再打开风门。需要根据不同的线路情况进行调整，以免空气质量下降。
4）车内空气质量控制
对进排风匹配、空调机组冷凝效果和新风量等参数进行了优化。优化空调导流罩形状，改善进、排风口压力分布，提高进排风效果。
根据VIP车、一等车加VIP包间和新型餐车的布局，优化了空调性能和送风路径。
5）旅客界面优化
增加了头车观光区、四人包间、VIP车厢。
座椅根据中国人的身材进一步优化。
6）服务设施优化
列车中部设餐座合造车，坐席按二等车布置，餐饮区提供简单的中式、西式以及穆斯林等多类餐饮，具有快餐用台面、座椅以及出售、加热、冷餐餐饮品的设施。
VIP车设独立影视系统，一等车设公共视频和独立音频系统，二等车设公共影视系统。每车客室两段设置电子屏幕，显示车次、到站、时刻表、车厢号、速度、温度等信息。
以下为CRH3-350的车内方案，重点关注VIP车和4人VIP包间，尤其是可以躺下的座椅！
四．节能环保方面的优化设计（列车方面）
1）轻量化设计
从环保角度，轻量化可以节约制造成本、节约材料消耗，减少机械摩擦阻力进而减少能耗。从环保角度，有利于减少噪声和震动。
2）减阻优化设计
列车以350km/h明线运行时，90%阻力来自空气阻力，隧道中阻力可能增加50%以上，因此减阻事关重大。
3）再生制动优化设计
充分利用再生制动，能降低闸片和制动盘磨耗，减少成本，减少噪音。
目前，CRH2-300动车组的再生制动功率高达10400kW，高于牵引功率（8200kW）；CRH3动车组的再生制动功率仅8250kW,，小于牵引功率（8800kW）。
4）车外降噪
对各种车外噪声源降噪进行有效的控制，对减少沿线环境噪声污染具有重要意义。
5）集污系统
京沪高速铁路运行时间长，载客量大，必须装备更大容量的集污系统。
6）电磁干扰与辐射
CRH2-350的优化方案
1）轻量化方面，重点针对车体、转向架和车内装饰等进行优化。
车体底架采用A7N01铝合金，侧墙采用A6N01铝合金（“下面配的图中标识却为N7A01、N6A01”），头车采用A5083铝合金。
车体增加刚度，但是在底架横梁上设置减重孔。
转向架的构架增加薄弱部位强度，减少冗余部位强度；采用860毫米小直径车轮和空心车轴；采用轻型电机和安装结构；采用铝合金齿轮箱和轴箱。
车内装饰大量采用有机材料和铝合金；行李架采用铝合金与不锈钢混合骨架，配以6毫米钢化玻璃——类似CRH3的行李架。
车下设备的安装结构采用铝合金支架、骨架承载薄板外壳，开减重孔，管路采用薄壁钢管。
2）减阻优化
重新设计头型；
车间采用全密封风挡；
减少窗玻璃、门玻璃与车体的高差，提高平顺度；
优化受电弓外形和结构，采用全新的导流罩；
优化头车转向架前的防雪板外形，优化转向架导流罩结构。
3）车外降噪
优化踏面材质和车轮幅板形状，减少轮轨噪声；
优化车体外形，尽可能平滑化；
研制低噪声受电弓和绝缘子，优化导流罩结构；
研制新的滑板材料，减少受电弓摩擦噪声；
优化车下的齿轮、风扇等旋转设备，减少噪音；
4）再生制动优化——“老张的书中没有这小节，且编号不连续；我觉得CRH2C这方面无需优化了。”
5）集污系统优化
现在的CRH2-300污物箱总容量3080升，平均每人5.05升。
在CRH2-300基础上增大污物箱容量，全车15个每个450升，总共6750升，平均每人6.43升，满足21.1小时使用时间。
6）电磁干扰与辐射
采用带屏蔽的高压电缆；
电器设备安装在屏蔽柜内；
软化变流器的开关过程，减少电磁辐射。
CRH3-350的优化方案
1）减阻优化
保持车体断面和车头不变的情况下，主要通过优化车体外露部件的气动性能实现减阻，如风挡、转向架、受电弓、空调、设备舱（底罩）、裙板、车灯、扶手等等。设计基于计算机仿真和风洞试验。
2）再生制动优化
将再生制动功率提高到牵引功率的水平——18400kW；
现在紧急制动时，速度降到80km/h就切除了再生制动；改进型必须维持到10km/h才切除；
提高常用制动时的再生制动利用率，减少低速段空气制动的投入，减少磨耗。
3）车外降噪
现在CRH3高速运行时的噪声主要来自转向架、受电弓和车体连接处。
优化转向架部件和轮辐形状；
增加转向架裙板；
受电弓及其整流罩需要优化；
车体之间增加外风挡，使其平滑过渡。
下图为噪音分类图，贴上来作为CRH3的结构断面示意图
五．安全与防灾方面的优化设计（列车方面）
在列车方面，安全和防灾主要体现在以下5点：
1）转向架稳定性，毋庸置疑，转向架适应不了高速则一切白搭，要求：
临界速度：≥550km/h，
脱轨系数：Q/P≤0.8
轮重减载率：△P/P≤0.65（准静态）
△P/P≤0.8（动态）
Q为轮轨横向力，P为轮轨垂向力，△P为垂向减载量
2）转向架耐疲劳度，要求完成1000万次载荷循环，疲劳寿命至少20年。
3）紧急制动指标，初速度350km/h时，紧急制动距离小于6500米；
初速度380km/h时，紧急制动距离小于8500米。
4）防冲撞指标，高速列车一旦发生事故，动能巨大容易导致重大伤亡，所以需要考虑防冲撞措施，主要考虑客室的结构和刚度，以及能量吸收装置、防爬车装置。
5）防火指标，发生大火时，列车能以80km/h运行不小于15分钟，且过火后引起的车体变形不应当妨碍列车以40km/h被拖走。
CRH2-350的优化方案
1）转向架的优化，与车辆稳定性和曲线通过性能关系最大的参数是一系水平定位刚度和二系回转阻力矩的匹配性以及抗蛇行减振器的阻尼。增大一系水平定位刚度和二系回转阻力矩能提高稳定性，但是恶化曲线通过性能、降低车辆的平稳性。增大抗蛇行减振器阻尼能提高临界失稳速度，增加稳定性，但是同样恶化曲线通过性能。
因此，这些系数之间需要良好的匹配。
CRH2-300动车在京津城际的表现证明，其转向架具有较高的稳定性和耐疲劳性，临界速度460km/h以上，一系水平定位刚度和二系回转阻尼参数比较合理但不是最合理。需要寻找最佳状态并提高抗蛇行减振器的阻尼，以提高稳定性。
具体参数可设定为：一系垂向刚度0.8~1.2MN/m，一系纵、横向定位刚度最佳范围是6~8MN/m，抗蛇行减振器阻尼2450kN*s/m。
耐疲劳性主要靠提高关键零件和连接处的强度。
转向架增加齿轮箱温度、振动加速度等监测，发生异常时启动紧急制动。
2）紧急制动的优化，需要提高高速区段的制动减速度；更换更耐高温（可能需要1000℃）的制动盘材料；增加其他制动方式，降低对空气制动系统的过高要求，减少磨损。
3）防冲撞安全，需要提升车钩缓冲能力；提高车间减振器容量；增加头车长度，优化结构；进行车体吸能设计。
4）防火安全，加大火灾监控范围；增加紧急排烟装置；进一步研究防火安全门。
CRH3-350的优化方案
1）转向架的优化，目前CRH3转向架的表现与京沪动车要求接近，需要调整一些参数，增加监控措施。
2）紧急制动的优化，优化制动参数，降低制动盘热负荷；优化制动盘结构，提高散热能力。
3）防冲撞安全，考虑增加车头吸能模块。
4）防火安全，优化列车地板的设计和相关接头的材料，隔断车内与地板下的空间；车下大功率器件放在密封金属箱内；装大功率电气的设备尽量放在车外，车内的控制柜应有15分钟耐火等级；客室天花板与车体顶板之间安装防火隔断，阻止烟火蔓延。五．安全与防灾方面的优化设计（列车方面）
在列车方面，安全和防灾主要体现在以下5点：
1）转向架稳定性，毋庸置疑，转向架适应不了高速则一切白搭，要求：
临界速度：≥550km/h，
脱轨系数：Q/P≤0.8
轮重减载率：△P/P≤0.65（准静态）
△P/P≤0.8（动态）
Q为轮轨横向力，P为轮轨垂向力，△P为垂向减载量
2）转向架耐疲劳度，要求完成1000万次载荷循环，疲劳寿命至少20年。
3）紧急制动指标，初速度350km/h时，紧急制动距离小于6500米；
初速度380km/h时，紧急制动距离小于8500米。
4）防冲撞指标，高速列车一旦发生事故，动能巨大容易导致重大伤亡，所以需要考虑防冲撞措施，主要考虑客室的结构和刚度，以及能量吸收装置、防爬车装置。
5）防火指标，发生大火时，列车能以80km/h运行不小于15分钟，且过火后引起的车体变形不应当妨碍列车以40km/h被拖走。
CRH2-350的优化方案
1）转向架的优化，与车辆稳定性和曲线通过性能关系最大的参数是一系水平定位刚度和二系回转阻力矩的匹配性以及抗蛇行减振器的阻尼。增大一系水平定位刚度和二系回转阻力矩能提高稳定性，但是恶化曲线通过性能、降低车辆的平稳性。增大抗蛇行减振器阻尼能提高临界失稳速度，增加稳定性，但是同样恶化曲线通过性能。
因此，这些系数之间需要良好的匹配。
CRH2-300动车在京津城际的表现证明，其转向架具有较高的稳定性和耐疲劳性，临界速度460km/h以上，一系水平定位刚度和二系回转阻尼参数比较合理但不是最合理。需要寻找最佳状态并提高抗蛇行减振器的阻尼，以提高稳定性。
具体参数可设定为：一系垂向刚度0.8~1.2MN/m，一系纵、横向定位刚度最佳范围是6~8MN/m，抗蛇行减振器阻尼2450kN*s/m。
耐疲劳性主要靠提高关键零件和连接处的强度。
转向架增加齿轮箱温度、振动加速度等监测，发生异常时启动紧急制动。
2）紧急制动的优化，需要提高高速区段的制动减速度；更换更耐高温（可能需要1000℃）的制动盘材料；增加其他制动方式，降低对空气制动系统的过高要求，减少磨损。
3）防冲撞安全，需要提升车钩缓冲能力；提高车间减振器容量；增加头车长度，优化结构；进行车体吸能设计。
4）防火安全，加大火灾监控范围；增加紧急排烟装置；进一步研究防火安全门。
CRH3-350的优化方案
1）转向架的优化，目前CRH3转向架的表现与京沪动车要求接近，需要调整一些参数，增加监控措施。
2）紧急制动的优化，优化制动参数，降低制动盘热负荷；优化制动盘结构，提高散热能力。
3）防冲撞安全，考虑增加车头吸能模块。
4）防火安全，优化列车地板的设计和相关接头的材料，隔断车内与地板下的空间；车下大功率器件放在密封金属箱内；装大功率电气的设备尽量放在车外，车内的控制柜应有15分钟耐火等级；客室天花板与车体顶板之间安装防火隔断，阻止烟火蔓延。
五．安全与防灾方面的优化设计（列车方面）
在列车方面，安全和防灾主要体现在以下5点：
1）转向架稳定性，毋庸置疑，转向架适应不了高速则一切白搭，要求：
临界速度：≥550km/h，
脱轨系数：Q/P≤0.8
轮重减载率：△P/P≤0.65（准静态）
△P/P≤0.8（动态）
Q为轮轨横向力，P为轮轨垂向力，△P为垂向减载量
2）转向架耐疲劳度，要求完成1000万次载荷循环，疲劳寿命至少20年。
3）紧急制动指标，初速度350km/h时，紧急制动距离小于6500米；
初速度380km/h时，紧急制动距离小于8500米。
4）防冲撞指标，高速列车一旦发生事故，动能巨大容易导致重大伤亡，所以需要考虑防冲撞措施，主要考虑客室的结构和刚度，以及能量吸收装置、防爬车装置。
5）防火指标，发生大火时，列车能以80km/h运行不小于15分钟，且过火后引起的车体变形不应当妨碍列车以40km/h被拖走。
CRH2-350的优化方案
1）转向架的优化，与车辆稳定性和曲线通过性能关系最大的参数是一系水平定位刚度和二系回转阻力矩的匹配性以及抗蛇行减振器的阻尼。增大一系水平定位刚度和二系回转阻力矩能提高稳定性，但是恶化曲线通过性能、降低车辆的平稳性。增大抗蛇行减振器阻尼能提高临界失稳速度，增加稳定性，但是同样恶化曲线通过性能。
因此，这些系数之间需要良好的匹配。
CRH2-300动车在京津城际的表现证明，其转向架具有较高的稳定性和耐疲劳性，临界速度460km/h以上，一系水平定位刚度和二系回转阻尼参数比较合理但不是最合理。需要寻找最佳状态并提高抗蛇行减振器的阻尼，以提高稳定性。
具体参数可设定为：一系垂向刚度0.8~1.2MN/m，一系纵、横向定位刚度最佳范围是6~8MN/m，抗蛇行减振器阻尼2450kN*s/m。
耐疲劳性主要靠提高关键零件和连接处的强度。
转向架增加齿轮箱温度、振动加速度等监测，发生异常时启动紧急制动。
2）紧急制动的优化，需要提高高速区段的制动减速度；更换更耐高温（可能需要1000℃）的制动盘材料；增加其他制动方式，降低对空气制动系统的过高要求，减少磨损。
3）防冲撞安全，需要提升车钩缓冲能力；提高车间减振器容量；增加头车长度，优化结构；进行车体吸能设计。
4）防火安全，加大火灾监控范围；增加紧急排烟装置；进一步研究防火安全门。
CRH3-350的优化方案
1）转向架的优化，目前CRH3转向架的表现与京沪动车要求接近，需要调整一些参数，增加监控措施。
2）紧急制动的优化，优化制动参数，降低制动盘热负荷；优化制动盘结构，提高散热能力。
3）防冲撞安全，考虑增加车头吸能模块。
4）防火安全，优化列车地板的设计和相关接头的材料，隔断车内与地板下的空间；车下大功率器件放在密封金属箱内；装大功率电气的设备尽量放在车外，车内的控制柜应有15分钟耐火等级；客室天花板与车体顶板之间安装防火隔断，阻止烟火蔓延。
2024年2月21日发(作者：禾映寒)
本文转载来源于会员：Wheremylove
一．京沪高速列车顶层技术指标
京沪高速列车设计持续运营速度350km/h，最高运行速度380km/h，最高试验速度400km/h以上，旅行速度330km/h，全程直达运营时间4小时左右。
车内噪音方面，VIP客室不大于65dB(A)，其他客室不大于68 dB(A)，司机室不大于76 dB(A)，
通过台不大于78dB(A)。一般来说，噪音达到70 dB(A)以上则会干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率。
节能方面，京沪高速列车以350km/h速度运行时的基本阻力小于0.165千牛/吨，平均轴重小于15吨，牵引总效率不低于85%，直达人均耗能小于80千瓦时，再生制动能量回收率大于90%。
防灾方面，侧风风速20m/s以下高速列车正常运行，侧风风速20~25m/s时限速200km/h运行，侧风风速25~30m/s时限速160km/h运行，侧风风速30~35m/s时限速70km/h运行，侧风风速大于35m/s时停运；雨水、积雪不超过轨面100mm，高速列车正常运行；耐170kV雷击电压。
为了解决不同运量的需求，京沪高速铁路系统采用长短编组交叉运营方式。
京沪高速列车的设计，不是完全独立的全新设计。京沪高速列车将充分利用京津城际铁路积累的大量数据和丰富经验，在CRH2-300和CRH3型动车组技术平台基础上，研制CRH2-350和CRH3-350两种车型。针对速度提升带来的轮轨动力学、空气动力学、高速受流和振动噪声等一系列问题，需要对两种车型进行优化设计，突破制约速度提升的相关关键技术，以实验京沪高速列车速度顶层设计目标。
CRH2-300型和CRH3型动车组正式投入运营至今，总体运营情况良好，动车组主要系统性能稳定、安全可靠，如牵引性能、制动性能、动力学性能、弓网受流性能等；动车组主要系统设备与车内设施故障率低、运行稳定；动车组与线路、通信信号、牵引供电和运输组织之间匹配良好。CRH2-300型和CRH3型动车组满足京津城际铁路350km/h速度下的安全、舒适、节能、环保和可靠运行。
为实现京沪高速铁路直达旅行时间4小时左右的目标，满足京沪高速铁路长距离、高密度、大运量、多样化的运输需求，京沪高速列车的研制在整体体现高速度、高舒适性、高安全可靠性及节能环保等方面的先进技术水平的同时，综合考虑了经济性因素。为此确定了如下的京沪高速列车顶层技术指标。速度指标
持续运营速度：350km/h
最高运行速度：380km/h
试验速度：≥400km/h
编组和运能指标
编组：16辆
定员：大于1000人
牵引能力指标
0~200km/h平均加速度：≥0.4m/s/s
350km/h剩余加速度：≥0.05m/s/s
380km/h剩余加速度：≥0.01m/s/s
安全性指标
设计临界失稳速度：≥550km/h
脱轨系数：＜0.8
轮重减载率：＜0.8
紧急制动距离：初速度350km/h时小于6500米；初速度380km/h时小于8500米
综合舒适度及环境指标
舒适度指标：N≤2
运行平稳性指标：W≤2.5
运行品质：车体横向、垂向加速度小于2.5m/s/s
气密性：客室气压从4000帕降到1000帕时间超过50秒（“似乎已改成6000帕？”）；客室气压变化值小于200帕/秒
350km/h时车内噪音/dB（A）：所有客室≤68；司机室≤76；通过台≤78
二．总体方面的优化设计
与京津城际铁路相比，京沪高速铁路距离更长、线路和气象条件更复杂、运行速度更高。因此，CRH2-300型和CRH3型动车组与京沪高速列车相比，在最高运行速度、350km/h持续运行时间、编组方式和运行条件等方面有较大差异，要求基于两种车型的京沪高速列车的研制，必须在16辆长大编组功率提升、气动力学优化、长时间可靠运行以及长大隧道、特大桥梁和封闭车站通过等关键技术上实现新的突破。
实现速度提升必须解决如下关键问题：
轮轨动力学
气动力学优化
牵引传动系统
基础制动能力
高速受流
振动和噪音控制
车间耦合
CRH2-350的优化方案
CRH2-300型动车组350km/h运行时，系统性能裕量不足，必须进行全面的设计创新、系统提升列车整体性能，以满足最高运行速度380km/h的要求。（“这就是为什么通过CRH2的改进，国内相应行业能得到很大提升的缘由”）
1）牵引性能
16编组的列车采用14动2拖，7个动力单元，56台牵引电机，电机总功率20440千瓦，轮周功率不小于19418千瓦，平直道均衡速度不小于400km/h；传动比2.37，起动加速度约0.53m/s/s（1.9km/h/s），350km/h剩余加速度0.062m/s/s，380km/h剩余加速度0.023m/s/s；0~350km/h加速需要27.5公里、420秒，350~380km/h加速需要21.5公里、210秒。
牵引电机功率提升到365千瓦，强化了电机的结构和容量。
整流器容量有1513千伏安提升到1617千伏安，逆变器容量由1670千伏安提升到1785千伏安，整流器输入电压由1500V提升到1650V，中间电压提升到3050~3100V。
变压器容量由3515千伏安提升到3855千伏安，改进铁芯，牵引绕组的铝线改为铜线，优化冷却能力。
齿轮比由3.03降为2.37，在电机最高转速时，新轮对应速度约418km/h，全磨耗轮对应速度约385km/h。
优化列车头型、车体断面、车间连接、受电弓及其整流罩，达到减阻5%的要求。
2）制动性能
单个制动盘最大制动功率500kW，最大制动容量40MJ，闸片采用浮动结构，使热负荷更加均匀。
调整制动控制曲线，高速区段提高制动力，减少制动距离；低速区段降低制动力，减少冲动。
紧急制动时再生制动的终止速度由15km/h降为10km/h。
350km/h平均制动减速度0.765m/s/s，紧急制动距离6404米；
380km/h平均制动减速度0.733m/s/s，紧急制动距离7841米（“我也不知道为什么紧急制动减速度如此的小、距离如此的大”）。
考虑加装风阻制动。（就是“猫耳朵”）
3）运行稳定性和平稳性
目前CRH2-300的转向架失稳速度460km/h以上，仅能满足最高速度350km/h的要求，因此还需要提高。
CRH2-300型转向架的轮轨-踏面匹配合理，一系悬挂参数设计适当，CRH2-350将保留原设计。
转向架允许轴重由14吨提高到15吨。
优化车间减振器、主动/半主动横向减振器和二系悬挂参数。
选择新型的齿轮箱和轴承
增加失稳检测装置。
4）车体性能
加大侧顶圆弧半径，加厚断面，优化筋板结构，提高局部刚度。
单板材地板改为中空型，提高刚度和强度，同时优化地板安装处的边梁结构。
外端强由单层板改为中空型，提高刚度。
优化司机室骨架密度和蒙皮厚度。
气密性方面，优化型材的接缝，优化薄弱部位、开口部位等，经计算分析，可以满足6000帕交变气动载荷的需求。
5）受流性能
16编组动车功率巨大，必须采用双弓受流，速度380km/h的双弓受流全世界没有先例。需对高速弓网关系、气动力学等进行研究，采用高强度和高导电率的接触线，优化受电弓的结构和滑板材质，以期获得良好的受流性能。
下图为CRH2-350优化后的车体结构
CRH3-350的优化方案
CRH3型动车组350km/h运行时，动车组关键子系统如车体、转向架等有一定裕量，具有提速的潜力。CRH3-350除了扩大编组，主要是对CRH3进行局部优化，提升综合性能，重点围绕提升牵引功率、降低运行阻力、优化制动性能、控制车内噪声等方面。
1）牵引性能
现有的CRH3动车要满足380km/h运行，功率必须达到11000千瓦以上，提升约30%，从节能角度看非常不合理。因此，除了提高功率，降低阻力更是关键。
16编组的CRH3-350动车为8动8拖，轮周功率18400千瓦，平直道均衡速度约394km/h；传动比2.43，起动加速度约0.55m/s/s（2.0km/h/s），350km/h剩余加速度0.052m/s/s，380km/h剩余加速度0.017m/s/s。
优化牵引电机的通风冷却效果，使电机功率功率由562千瓦提升到586千瓦以上。
优化牵引变流器的冷却效果，功率由2383千瓦提升到2480千瓦以上。
优化变压器的冷却效果，容量有5640千伏安提高到5920千伏安以上。
传动比由2.79降为2.43，以满足电机最高转速、车轮全磨耗时对应的速度不小于380km/h，现在仅330km/h。
CRH3-350动车组车体设计为保持现有主体结构不变，即车体断面和流线型车头不变，因此实现减阻的难度非常大—— “老张原话”。
只有靠重点解决好车体外露部件的气动性能，如风挡、受电弓、转向架、空调、设备舱、裙板、车灯、
扶手等设备。
CRH3的转向架部位是一个很大的豁口，运行时产生严重的气流分离引起涡流，车体两侧流向底部的气流也受到严重的干扰。
需要在转向架部位增加一块裙板，使气流更顺畅的流动。
CRH3车间采用小风挡，产生较大的压差阻力，最大可使阻力系数提高30%。
需要在车间部位增加裙板和橡胶囊外风挡，减少此处的气流分离、旋涡等。
CRH3车顶部件较多，主要是受电弓和空调。受电弓上部是复杂形状的构件，气动阻力不容忽视；车顶空调突出面积大，其阻力也要关注。
需要对车顶空调、受电弓、限压电阻、车间高压连接线等突出部件进行优化，设置合理的导流罩或导流板，减少分离和旋涡现象，改善气流起到减阻作用。
2）动力学性能
CRH3的转向架性能满足350km/h要求，并有速度提升裕量，因此CRH3-350的转向架保持其主体结构不变。优化部分参数（“尤其是过大的一系定位刚度”）。
增加半主动横向减振器和车间减振器。
优化构架、枕梁、轮轴以及转臂等部件的疲劳强度。
优化轴承、齿轮箱、联轴器的性能。
3）制动性能
紧急制动方面
现有CRH3动车组350km/h时空电复合紧急制动距离为4355米（实测值），纯空气紧急制动距离为5670米（计算值），可以满足京沪高速列车的制动要求。
但是制动初速度提高到380km/h后，闸片和制动盘温度将超过500度，需要将制动力随速度变化进行合理的分级控制。
常用制动方面
CRH3动车常用制动时再生制动功率过小，高速段再生制动力不足，空气制动补充过多，闸片磨损大。
因此，制动系统的优化需要：
优化牵引控制软件，是再生制动功率达到18400千瓦，与牵引功率相同。
紧急制动时再生制动终止速度由80km/h降为10km/h。
提高常用制动时电制动的利用率，减少高速段空气制动的投入，降低盘片、闸片磨耗。
调整制动参数，减少制动盘热负荷。
优化制动盘的通风辐板结构和连接螺栓的强度和数量。
考虑采用性能更好的辅助空压机，对辅助空压机与受电弓的控制逻辑重新设计优化，以改变对受电弓升弓的限制。
4）受流性能
与CRH2-350的优化措施相同。
以下为CRH3-350在风挡、转向架、车顶方面的优化设想
三．舒适性方面的优化设计（列车方面）
列车舒适度主要有6个方面。
1）振动
振动使人头晕、疲劳，必须采取有效的减震措施。
舒适性指标：N≤2；
平稳性指标：W≤2.5；
车体横向、垂向加速度：＜2.5m/s/s。
2）噪声
高速列车的噪声源分为5类：轮轨噪声、气动噪声、受流系统噪声、动力设备噪声和激励噪声。激励噪声主要包括车钩碰撞摩擦噪声、空调送风系统噪声、内装修墙板等部件的激振噪声。
所有客室：≤68dB(A)；
司机室：≤76 dB(A)；
通过台：≤78dB(A)；
其中dB(A)表示根据所测得的噪声信号按照IEC 651《声级计》中关于A计权特性计权后的声级值。
3）车内压力
列车运行和进出隧道时，车体表面的压力存在波动，可能透过车体缝隙和进排气系统影响车内，如果压力变化量和变化速度超过一定范围，就会造成旅客耳膜不舒适。
为了减小气压变化的影响，高速列车必须：
具有良好的密封性；
进排气口要避开低压和涡流区设置；
通风系统具有间歇或连续作用式进排气控制装置，防止车内压力变化过大。
京沪高速列车采用日本标准，车内气压变化最大不超过1000帕，最大变化速度200帕/秒。
4）空气质量
有温度、相对湿度、新风量、含尘量以及二氧化碳含量等指标。其中二氧化碳浓度不大于0.15%，含尘量不得超过0.5毫克/立方米；客室人均新风量夏季15~20立方米/小时，冬季10~15立方米/小时，司机室人均新风量夏季30立方米/小时，冬季25立方米/小时。
5）旅客界面
座椅是影响舒适度的最重要设备，很值得研究。
车内装饰涉及方方面面。
车内照明也很不简单。
6）服务系统
餐饮服务。
信息服务，给旅客提供广播、文字、视频等信息服务。车内能知晓当前到站、前方到站、正晚点情况、运行速度、临时停车等信息。
CRH2-350的优化方案
1）减振优化设计
转向架方面，
增大空气弹簧节流孔，降低垂向阻尼，从而减少高频振动传递；
降低空气弹簧横向刚度，提高横向平稳性；
头车、尾车和VIP车转向架采用全主动减振器，其他车采用半主动减振器，提高横向平稳性；
提高车间减振器的卸荷速度，优化车辆横向平稳性能。
车体方面，
增加头车蒙皮、车顶和侧墙等处铝合金型材外包板和筋板的厚度，增强减振效果；
客室和车端地板油单层板材换成中空板材，相应修改底架边梁断面以适应地板的安装；
车体端墙改为中空型材；
客室地板采用浮筑结构，车内顶板、侧墙板、端墙板等安装部位于车体结构之间采用减振材料填充并采用柔性隔振连接；
优化车下设备的安装结构。
制动减速度方面，
目前CRH2-300低速制动时瞬间减速度过大，因此对紧急制动曲线进行调整，低速区减速度降为1.122m/s/s，同时使速度变化尽可能平缓，减少冲动。
2）车内降噪
采用浮筑地板；
采用吸引性能好的内装材料，结合柔性连接；
受电弓安装部位、转向架上部、车端、司机室等噪音较大部位进行局部降噪和重点优化；
车窗和车门根据已有结构进一步优化；
优化车体型材断面，提高车体刚度，达到隔声效果；
优化车下设备安装；
优化客室的布局和材料，减少反射混响噪声。
3）车内气压控制
采用主动与被动相结合的压力保护装置，同时补充特殊情况下的被动压力保护。
CRH2-350采用连续换气加有源压力保护缓冲装置控制方式，通过转速达7500r/min的涡轮离心机，保证换气装置在隧道内会车时，通过调整高转速风机的换气能力，保持稳定的新风量，并满足压力变化的要求。
在换气装置上增加压力传感器，通过调节新、废风口的开放程度来降低车外压力变化对车内的影响。
提高车体密封性。
4）车内空气质量控制
优化气流组织，提高送风均匀性。
优化新风供给系统，增加新风量、降低粉尘。
考虑在风道中采用消毒杀菌装置，进一步提高空气质量。
5）照明系统优化
采用LED光源，无光影灯具，是旅客感觉舒适。
6）丰富旅客服务内容
从为旅客提供车载影视娱乐服务、餐饮和信息服务到行李架设置、旋转座椅、残疾人卫生间、多功能室、自动拉门等布置进行了一系列优化，提高了列车多功能化、人性化水平。
以下为CRH2-350的一些车内布置图案，注意头车观光区，专门保留了CRH2特色的平板窗台。CRH2-350的行李架方案明显模仿了CRH3的设计
CRH3-350的优化方案
1）减振优化设计
考虑增加车间减振器，减少纵向冲击。
优化车体局部型材断面，适当增加局部结构厚度，以提高车体刚度，同时增加隔振、减振材料。
头车、尾车转向架考虑采用半主动横向减振器，提高平稳性。
优化转向架减振性能，合理配置阻尼参数，例如在构架与轴线弹簧间加设橡胶垫隔绝高频振动。
考虑隧道内会车等恶劣情况，局部优化空气动力学外形，减少横向晃动。
2）车内降噪
对车体外形进行优化，增加车间风挡；对车顶空调和受电弓的导流罩加长加宽平滑化；减少车体凸凹不平（比如使制动控制阀板与车体外表面平齐）；加宽转向架裙板。
优化受电弓结构，减少离线率，进而减少离线火花噪声。
提高车体气密性。
改进客室内装，增加隔音材料，降低客室内混响噪声。
3）车内气压控制
提高车体气密性，采用全焊透或段焊加密封胶来保证密封性，穿过地板和车顶的电器管路，采用不锈钢螺纹套拧紧，螺纹套与铝合金车体采用密封胶密封，电器管路装入螺纹套中，再用一层橡胶圈密封。
CRH3-350采用被动式压力保护系统，列车交会、过隧道或是隧道内会车时，车端压力传感器检测到压力变化，迅速关闭风门，进入全回风模式，直到车外压力波动平稳后再打开风门。需要根据不同的线路情况进行调整，以免空气质量下降。
4）车内空气质量控制
对进排风匹配、空调机组冷凝效果和新风量等参数进行了优化。优化空调导流罩形状，改善进、排风口压力分布，提高进排风效果。
根据VIP车、一等车加VIP包间和新型餐车的布局，优化了空调性能和送风路径。
5）旅客界面优化
增加了头车观光区、四人包间、VIP车厢。
座椅根据中国人的身材进一步优化。
6）服务设施优化
列车中部设餐座合造车，坐席按二等车布置，餐饮区提供简单的中式、西式以及穆斯林等多类餐饮，具有快餐用台面、座椅以及出售、加热、冷餐餐饮品的设施。
VIP车设独立影视系统，一等车设公共视频和独立音频系统，二等车设公共影视系统。每车客室两段设置电子屏幕，显示车次、到站、时刻表、车厢号、速度、温度等信息。
以下为CRH3-350的车内方案，重点关注VIP车和4人VIP包间，尤其是可以躺下的座椅！
四．节能环保方面的优化设计（列车方面）
1）轻量化设计
从环保角度，轻量化可以节约制造成本、节约材料消耗，减少机械摩擦阻力进而减少能耗。从环保角度，有利于减少噪声和震动。
2）减阻优化设计
列车以350km/h明线运行时，90%阻力来自空气阻力，隧道中阻力可能增加50%以上，因此减阻事关重大。
3）再生制动优化设计
充分利用再生制动，能降低闸片和制动盘磨耗，减少成本，减少噪音。
目前，CRH2-300动车组的再生制动功率高达10400kW，高于牵引功率（8200kW）；CRH3动车组的再生制动功率仅8250kW,，小于牵引功率（8800kW）。
4）车外降噪
对各种车外噪声源降噪进行有效的控制，对减少沿线环境噪声污染具有重要意义。
5）集污系统
京沪高速铁路运行时间长，载客量大，必须装备更大容量的集污系统。
6）电磁干扰与辐射
CRH2-350的优化方案
1）轻量化方面，重点针对车体、转向架和车内装饰等进行优化。
车体底架采用A7N01铝合金，侧墙采用A6N01铝合金（“下面配的图中标识却为N7A01、N6A01”），头车采用A5083铝合金。
车体增加刚度，但是在底架横梁上设置减重孔。
转向架的构架增加薄弱部位强度，减少冗余部位强度；采用860毫米小直径车轮和空心车轴；采用轻型电机和安装结构；采用铝合金齿轮箱和轴箱。
车内装饰大量采用有机材料和铝合金；行李架采用铝合金与不锈钢混合骨架，配以6毫米钢化玻璃——类似CRH3的行李架。
车下设备的安装结构采用铝合金支架、骨架承载薄板外壳，开减重孔，管路采用薄壁钢管。
2）减阻优化
重新设计头型；
车间采用全密封风挡；
减少窗玻璃、门玻璃与车体的高差，提高平顺度；
优化受电弓外形和结构，采用全新的导流罩；
优化头车转向架前的防雪板外形，优化转向架导流罩结构。
3）车外降噪
优化踏面材质和车轮幅板形状，减少轮轨噪声；
优化车体外形，尽可能平滑化；
研制低噪声受电弓和绝缘子，优化导流罩结构；
研制新的滑板材料，减少受电弓摩擦噪声；
优化车下的齿轮、风扇等旋转设备，减少噪音；
4）再生制动优化——“老张的书中没有这小节，且编号不连续；我觉得CRH2C这方面无需优化了。”
5）集污系统优化
现在的CRH2-300污物箱总容量3080升，平均每人5.05升。
在CRH2-300基础上增大污物箱容量，全车15个每个450升，总共6750升，平均每人6.43升，满足21.1小时使用时间。
6）电磁干扰与辐射
采用带屏蔽的高压电缆；
电器设备安装在屏蔽柜内；
软化变流器的开关过程，减少电磁辐射。
CRH3-350的优化方案
1）减阻优化
保持车体断面和车头不变的情况下，主要通过优化车体外露部件的气动性能实现减阻，如风挡、转向架、受电弓、空调、设备舱（底罩）、裙板、车灯、扶手等等。设计基于计算机仿真和风洞试验。
2）再生制动优化
将再生制动功率提高到牵引功率的水平——18400kW；
现在紧急制动时，速度降到80km/h就切除了再生制动；改进型必须维持到10km/h才切除；
提高常用制动时的再生制动利用率，减少低速段空气制动的投入，减少磨耗。
3）车外降噪
现在CRH3高速运行时的噪声主要来自转向架、受电弓和车体连接处。
优化转向架部件和轮辐形状；
增加转向架裙板；
受电弓及其整流罩需要优化；
车体之间增加外风挡，使其平滑过渡。
下图为噪音分类图，贴上来作为CRH3的结构断面示意图
五．安全与防灾方面的优化设计（列车方面）
在列车方面，安全和防灾主要体现在以下5点：
1）转向架稳定性，毋庸置疑，转向架适应不了高速则一切白搭，要求：
临界速度：≥550km/h，
脱轨系数：Q/P≤0.8
轮重减载率：△P/P≤0.65（准静态）
△P/P≤0.8（动态）
Q为轮轨横向力，P为轮轨垂向力，△P为垂向减载量
2）转向架耐疲劳度，要求完成1000万次载荷循环，疲劳寿命至少20年。
3）紧急制动指标，初速度350km/h时，紧急制动距离小于6500米；
初速度380km/h时，紧急制动距离小于8500米。
4）防冲撞指标，高速列车一旦发生事故，动能巨大容易导致重大伤亡，所以需要考虑防冲撞措施，主要考虑客室的结构和刚度，以及能量吸收装置、防爬车装置。
5）防火指标，发生大火时，列车能以80km/h运行不小于15分钟，且过火后引起的车体变形不应当妨碍列车以40km/h被拖走。
CRH2-350的优化方案
1）转向架的优化，与车辆稳定性和曲线通过性能关系最大的参数是一系水平定位刚度和二系回转阻力矩的匹配性以及抗蛇行减振器的阻尼。增大一系水平定位刚度和二系回转阻力矩能提高稳定性，但是恶化曲线通过性能、降低车辆的平稳性。增大抗蛇行减振器阻尼能提高临界失稳速度，增加稳定性，但是同样恶化曲线通过性能。
因此，这些系数之间需要良好的匹配。
CRH2-300动车在京津城际的表现证明，其转向架具有较高的稳定性和耐疲劳性，临界速度460km/h以上，一系水平定位刚度和二系回转阻尼参数比较合理但不是最合理。需要寻找最佳状态并提高抗蛇行减振器的阻尼，以提高稳定性。
具体参数可设定为：一系垂向刚度0.8~1.2MN/m，一系纵、横向定位刚度最佳范围是6~8MN/m，抗蛇行减振器阻尼2450kN*s/m。
耐疲劳性主要靠提高关键零件和连接处的强度。
转向架增加齿轮箱温度、振动加速度等监测，发生异常时启动紧急制动。
2）紧急制动的优化，需要提高高速区段的制动减速度；更换更耐高温（可能需要1000℃）的制动盘材料；增加其他制动方式，降低对空气制动系统的过高要求，减少磨损。
3）防冲撞安全，需要提升车钩缓冲能力；提高车间减振器容量；增加头车长度，优化结构；进行车体吸能设计。
4）防火安全，加大火灾监控范围；增加紧急排烟装置；进一步研究防火安全门。
CRH3-350的优化方案
1）转向架的优化，目前CRH3转向架的表现与京沪动车要求接近，需要调整一些参数，增加监控措施。
2）紧急制动的优化，优化制动参数，降低制动盘热负荷；优化制动盘结构，提高散热能力。
3）防冲撞安全，考虑增加车头吸能模块。
4）防火安全，优化列车地板的设计和相关接头的材料，隔断车内与地板下的空间；车下大功率器件放在密封金属箱内；装大功率电气的设备尽量放在车外，车内的控制柜应有15分钟耐火等级；客室天花板与车体顶板之间安装防火隔断，阻止烟火蔓延。五．安全与防灾方面的优化设计（列车方面）
在列车方面，安全和防灾主要体现在以下5点：
1）转向架稳定性，毋庸置疑，转向架适应不了高速则一切白搭，要求：
临界速度：≥550km/h，
脱轨系数：Q/P≤0.8
轮重减载率：△P/P≤0.65（准静态）
△P/P≤0.8（动态）
Q为轮轨横向力，P为轮轨垂向力，△P为垂向减载量
2）转向架耐疲劳度，要求完成1000万次载荷循环，疲劳寿命至少20年。
3）紧急制动指标，初速度350km/h时，紧急制动距离小于6500米；
初速度380km/h时，紧急制动距离小于8500米。
4）防冲撞指标，高速列车一旦发生事故，动能巨大容易导致重大伤亡，所以需要考虑防冲撞措施，主要考虑客室的结构和刚度，以及能量吸收装置、防爬车装置。
5）防火指标，发生大火时，列车能以80km/h运行不小于15分钟，且过火后引起的车体变形不应当妨碍列车以40km/h被拖走。
CRH2-350的优化方案
1）转向架的优化，与车辆稳定性和曲线通过性能关系最大的参数是一系水平定位刚度和二系回转阻力矩的匹配性以及抗蛇行减振器的阻尼。增大一系水平定位刚度和二系回转阻力矩能提高稳定性，但是恶化曲线通过性能、降低车辆的平稳性。增大抗蛇行减振器阻尼能提高临界失稳速度，增加稳定性，但是同样恶化曲线通过性能。
因此，这些系数之间需要良好的匹配。
CRH2-300动车在京津城际的表现证明，其转向架具有较高的稳定性和耐疲劳性，临界速度460km/h以上，一系水平定位刚度和二系回转阻尼参数比较合理但不是最合理。需要寻找最佳状态并提高抗蛇行减振器的阻尼，以提高稳定性。
具体参数可设定为：一系垂向刚度0.8~1.2MN/m，一系纵、横向定位刚度最佳范围是6~8MN/m，抗蛇行减振器阻尼2450kN*s/m。
耐疲劳性主要靠提高关键零件和连接处的强度。
转向架增加齿轮箱温度、振动加速度等监测，发生异常时启动紧急制动。
2）紧急制动的优化，需要提高高速区段的制动减速度；更换更耐高温（可能需要1000℃）的制动盘材料；增加其他制动方式，降低对空气制动系统的过高要求，减少磨损。
3）防冲撞安全，需要提升车钩缓冲能力；提高车间减振器容量；增加头车长度，优化结构；进行车体吸能设计。
4）防火安全，加大火灾监控范围；增加紧急排烟装置；进一步研究防火安全门。
CRH3-350的优化方案
1）转向架的优化，目前CRH3转向架的表现与京沪动车要求接近，需要调整一些参数，增加监控措施。
2）紧急制动的优化，优化制动参数，降低制动盘热负荷；优化制动盘结构，提高散热能力。
3）防冲撞安全，考虑增加车头吸能模块。
4）防火安全，优化列车地板的设计和相关接头的材料，隔断车内与地板下的空间；车下大功率器件放在密封金属箱内；装大功率电气的设备尽量放在车外，车内的控制柜应有15分钟耐火等级；客室天花板与车体顶板之间安装防火隔断，阻止烟火蔓延。
五．安全与防灾方面的优化设计（列车方面）
在列车方面，安全和防灾主要体现在以下5点：
1）转向架稳定性，毋庸置疑，转向架适应不了高速则一切白搭，要求：
临界速度：≥550km/h，
脱轨系数：Q/P≤0.8
轮重减载率：△P/P≤0.65（准静态）
△P/P≤0.8（动态）
Q为轮轨横向力，P为轮轨垂向力，△P为垂向减载量
2）转向架耐疲劳度，要求完成1000万次载荷循环，疲劳寿命至少20年。
3）紧急制动指标，初速度350km/h时，紧急制动距离小于6500米；
初速度380km/h时，紧急制动距离小于8500米。
4）防冲撞指标，高速列车一旦发生事故，动能巨大容易导致重大伤亡，所以需要考虑防冲撞措施，主要考虑客室的结构和刚度，以及能量吸收装置、防爬车装置。
5）防火指标，发生大火时，列车能以80km/h运行不小于15分钟，且过火后引起的车体变形不应当妨碍列车以40km/h被拖走。
CRH2-350的优化方案
1）转向架的优化，与车辆稳定性和曲线通过性能关系最大的参数是一系水平定位刚度和二系回转阻力矩的匹配性以及抗蛇行减振器的阻尼。增大一系水平定位刚度和二系回转阻力矩能提高稳定性，但是恶化曲线通过性能、降低车辆的平稳性。增大抗蛇行减振器阻尼能提高临界失稳速度，增加稳定性，但是同样恶化曲线通过性能。
因此，这些系数之间需要良好的匹配。
CRH2-300动车在京津城际的表现证明，其转向架具有较高的稳定性和耐疲劳性，临界速度460km/h以上，一系水平定位刚度和二系回转阻尼参数比较合理但不是最合理。需要寻找最佳状态并提高抗蛇行减振器的阻尼，以提高稳定性。
具体参数可设定为：一系垂向刚度0.8~1.2MN/m，一系纵、横向定位刚度最佳范围是6~8MN/m，抗蛇行减振器阻尼2450kN*s/m。
耐疲劳性主要靠提高关键零件和连接处的强度。
转向架增加齿轮箱温度、振动加速度等监测，发生异常时启动紧急制动。
2）紧急制动的优化，需要提高高速区段的制动减速度；更换更耐高温（可能需要1000℃）的制动盘材料；增加其他制动方式，降低对空气制动系统的过高要求，减少磨损。
3）防冲撞安全，需要提升车钩缓冲能力；提高车间减振器容量；增加头车长度，优化结构；进行车体吸能设计。
4）防火安全，加大火灾监控范围；增加紧急排烟装置；进一步研究防火安全门。
CRH3-350的优化方案
1）转向架的优化，目前CRH3转向架的表现与京沪动车要求接近，需要调整一些参数，增加监控措施。
2）紧急制动的优化，优化制动参数，降低制动盘热负荷；优化制动盘结构，提高散热能力。
3）防冲撞安全，考虑增加车头吸能模块。
4）防火安全，优化列车地板的设计和相关接头的材料，隔断车内与地板下的空间；车下大功率器件放在密封金属箱内；装大功率电气的设备尽量放在车外，车内的控制柜应有15分钟耐火等级；客室天花板与车体顶板之间安装防火隔断，阻止烟火蔓延。