国家科技创新平台展示
动车组和机车牵引与控制国家重点实验室
  高速动车组交流传动试验台
  列车网络控制试验台
  中国标准动车组互联互通试验台
  高速机车车辆及动车组整车试验室
  CR400AF型与CR400BF型动车组开展互联互通重联运行试验

  中国龙8手机版登录,龙8国际娱乐手机登录科学研究院集团有限公司坚守中国铁路战略科技力量的职责使命,充分发挥领军,骨干,尖兵和平台作用,围绕国家和行业科技发展需求,依托各专业实验资源,积极推进国家科技创新平台建设,为中国铁路现代化发展锻造科技之剑。目前,铁科院集团公司已建成和在建高速铁路系统试验国家工程实验室等10个国家科技创新平台,承担国家及中国国家铁路集团有限公司重大科研项目,开展铁路试验检验,大力推进对外合作交流,加强高端人才和科研团队培养,切实发挥对中国铁路现代化发展的科技支撑作用。

  动车组和机车牵引与控制国家重点实验室(以下简称“实验室”),是面向世界铁路科技前沿,以国家对高速,重载铁路发展需求为导向,围绕动车组和机车牵引与控制系统展开研究的国家重点实验室。2010年12月由国家科技部批复建设,中国国家铁路集团有限公司和国务院国有资产监督管理委员会为实验室主管单位,由中国龙8手机版登录,龙8国际娱乐手机登录科学研究院集团有限公司为牵头单位,联合中国中车股份有限公司共同建设。

  实验室以现代交通技术领域中动车组和机车牵引与控制相关的重大课题和关键技术为主要研究对象,以应用理论,应用技术和产品开发为主要研究范畴,采用产学研相结合的运作机制,通过基础性,系统性和专业性技术研究,产出一系列创新性成果,使我国在动车组和机车牵引与控制系统的核心技术和关键技术上取得国际先进地位,提高了我国铁路技术装备体系的自主创新能力,助力“复兴号奔驰在祖国广袤的大地上”。

  千锤百炼磨剑石

  为铸就“复兴号”这一大国重器,实验室始终以行业前沿技术趋势为引领,不断推进平台能力建设,积极打造坚强有力的磨剑基础。

  面向行业共性问题的应用基础和前瞻性基础研究,实验室在筹划之初就按照铁路行业技术创新平台建设规划,合理布局,强强联合,重点突破,根据中国铁路轨道交通发展的特点和需求,在北京,株洲,大连3个实验基地建设完成了9个实验部,形成了完整的牵引与控制技术试验验证平台。

  交流传动试验台,主要面向动车组,机车和城轨车辆牵引系统,开展针对牵引变压器,牵引变流器,牵引电机以及控制装置的性能试验和研究性试验。主要试验项目包括牵引特性,再生制动特性以及相关牵引系统研究开发调试试验等。试验台采用异步电机背靠背,交流电网侧能量互馈方案,具有成熟可靠,节能环保等优点,陪试总容量超过15000kVA,试验速度达到6000rpm以上。近年来,试验台重点完成了时速350公里和时速250公里复兴号中国标准动车组,CRH3型动车组,HXD1型大功率电动货运机车,地铁自主化列车等机车车辆牵引系统地面试验。

  列车网络控制试验台,主要针对高速动车组网络和牵引控制系统故障导向安全技术,高速列车网络及牵引系统半实物仿真技术,牵引传动系统实时仿真建模和故障建模等技术深入研究;建立了基于TCN网络及以太网的列车控制与牵引传动系统实时仿真模型,提供整车牵引,高压,火警等主要子系统及电气线路仿真功能,可以实现对整个动车组的控制与诊断,故障导向安全功能的在环测试与评判。近年来,试验台重点完成了时速350公里和时速250公里中国标准动车组整车控制逻辑,故障诊断测试及验证工作。

  动车组地面互联互通试验平台,主要功能包括网络初运行及互联互通控制功能测试,列车级数据传输报文测试,网络系统控制功能及列车诊断系统测试,统型人机界面测试,列车线信号测试以及子系统通信接口协议测试等。目前,试验平台完成了对不同厂家列车网络控制系统地面互联互通测试,以此确保动车组的互联互通性能,保证动车组的司乘界面及功能一致性。铁科院集团公司搭建的这一中国标准动车组地面互联互通测试平台,为复兴号系列动车组的互联互通提供了平台保障和技术支撑。

  亮剑出鞘绽锋芒

  2012年,铁科院集团公司联合多家单位,正式启动了中国标准动车组的设计研制工作。

  攻克牵引系统核心技术难关,成就复兴号的“中国心”。为突破时速350公里复兴号动车组牵引系统设计关键技术,实验室融合电气设计,机械设计,热设计,电磁兼容设计,采用基于多维参数优化的轻量化设计方法和高效智能化综合热管理技术,实现高速动车组大功率高集成轻量化牵引系统的研制,功率密度达到了国际先进水平。

  实验室自主研发的软件设计平台,具有易继承,便移植的特点,实现了多人协同的开发模式,提高了产品开发效率。实验室开发的牵引系统核心控制算法,实现了牵引系统顶层控制,大功率交流传动控制等技术的全面突破,破解了牵引系统核心控制难题。

  基于创新性的安全导向策略,提出动车组应急救援功能,破解了紧急牵引功能和低速有火救援回送工况下供电稳定性的关键技术难题,提高了列车故障情况下及回送时的可用性。

  突破网络控制技术,打造复兴号的“超强大脑”。为满足中国标准动车组网络控制系统的实际需求,实现中国标准动车组之间的互联互通,实验室历时3年多科技攻关,自主研发了实现高速动车组动态组网的关键核心设备——列车通信网关,并通过装车考核,实现了批量装车应用。在此基础上,实验室还研制完成符合国际标准UIC网关,为实现中国高铁“走出去”奠定了技术基础。

  2017年起,实验室针对以太网控车技术展开深入研究,先后完成了动车组以太网通信架构设计,通信机制设计以及以太网系统应用设计,同时完成了基于以太网通信的动车组互联互通方案制订,实现了列车控制网络的跨代整体提升。

  2020年7月,实验室完成了复兴号动车组以太网控车系统实车专项试验,运用考核,互联互通验证试验,在国内实现了动车组使用以太网控车,在国际上实现了基于以太网控制的动车组互联互通,根本性解决了TCN网络控车带宽受限的问题。

  复兴号动车组牵引与控制关键系统的完全自主开发,是我国从高速铁路大国向高速铁路强国迈进的重要支撑之一。截至目前,实验室参与的“时速350公里复兴号动车组网络牵引系统研制”获中国龙8手机版登录,龙8国际娱乐手机登录学会科学技术奖特等奖,“中国标准动车组列车通信网关及互联互通技术”研究课题获中国龙8手机版登录,龙8国际娱乐手机登录学会科学技术奖一等奖,“时速350公里复兴号动车组牵引网络系统关键技术与应用”获北京市科学技术进步奖(技术开发类)一等奖。

  追求卓越铸剑人

  长期以来,实验室深刻认识到突破核心技术的关键在于有效调动科研技术人员的积极性,不断加大人才队伍建设力度;加强创新人才绩效考核机制建设,突出正向激励;支持科研人才参加国际交流活动,参与国际科学技术及标准化组织工作,扩展国际视野。

  实验室构建了高质量的人才梯队,在牵引与控制应用基础理论研究,牵引与控制系统集成技术研究,牵引与控制诊断技术研究,牵引与控制系统关键部件工程化研究,牵引与控制系统标准体系研究,牵引与控制系统前瞻性技术研究等方面,聚集了一大批中青年优秀科技骨干。铁科院集团公司首席研究员赵红卫在实验室工作期间,获得了国铁集团“百千万人才”工程专业领军人物,第十四届詹天佑龙8手机版登录,龙8国际娱乐手机登录科学技术奖,茅以升龙8手机版登录,龙8国际娱乐手机登录工程师奖及全国劳动模范等荣誉。截至目前,实验室拥有国务院政府特殊津贴专家1人,中国科协“青年人才托举工程”2人,国铁集团建功立业先进工作者1人,国铁集团“百千万人才”领军人物2人,国铁集团“百千万人才”专业带头人3人,国铁集团“百千万人才”拔尖人才5人;历年来,多人次获得火车头奖章,中国土木工程詹天佑奖,以及全国劳动模范,首都劳动奖章,“新时代·铁路榜样”等荣誉。

  实验室按照研究方向设置开放基金和课题,吸引国内外优秀科技工作者从事研究工作;积极开展国内外学术交流与科技合作,鼓励实验室研究人员与国内外同行联合申报各级各类课题,充分发挥开放运行专项经费作用,凝聚和培养科技人才。截至目前,实验室设立了基于电磁兼容的大功率变流器设计技术研究,电流谐波脉宽调制技术研究,电子产品焊点蠕变疲劳寿命研究,动力电池系统研究,第三代半导体器件在轨道交通中的应用研究等17项开放课题,与中国科学院电工研究所,华中科技大学等院校进行了开放合作。开放课题凭借“吸引优秀科研人员,联合外部丰富资源,加强基础课题研究,促进高新技术探索”等诸多优势,对实验室人才培养及全面提升协同创新能力起到了积极作用。

  2021年,是“十四五”规划开局之年,是中国共产党建党100周年,也是全面建设社会主义现代化国家新征程开启之年。实验室将继续深化高铁关键核心技术自主创新,加强可实现工程化,产业化的前沿技术研究,按照“十四五”规划和2035年远景目标纲要的新部署新要求,在创新,智慧,绿色等发展理念推动下,持续发挥创新平台作用,乘势而上,再接再厉,推动高速列车技术创新发展再上新台阶,为我国轨道交通科技进步贡献力量!

  本版图文均由铁科院集团公司提供

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