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复兴号突破了哪些国外技术封锁

发布时间:2017-08-08 15:45:36 编辑:gaogege
本文摘要:面对我国地域广阔、环境复杂和长距离、高强度运行的需求,以前的动车组在运用过程中出现了一些不适应性问题。
  “复兴号”诞生前动车组的互联互通问题
 
  面对我国地域广阔、环境复杂和长距离、高强度运行的需求,以前的动车组在运用过程中出现了一些不适应性问题。
 
  比如,因引进的CRH2型车与CRH3型车定员不同,前者有610个座位,后者只有556个,导致若前者在运行途中突然发生故障,中途更换车体后,会出现旅客无法找到对应车票的情况。其次,两种车各成一体,旅客界面、司机操作界面、动拖比例等不一样,也会带来不小的麻烦。
 
  不同型号动车组存在很多差异,不能实现互联互通、难以互为备用,已带来很大的问题。更有甚者,车型之间没有做到简统化,检修维护零部件尚未统型,运用部门备品备件品种多,检修维护复杂,成为了动车检修部门的最大麻烦。
 
  广州动车段工程师何旭升对《人民铁道》表示,“动车组每天上线运营,每天都要检修,零部件损耗或坏掉,就要及时更换。从前,我们段配有多个车型,同一种零件要准备至少5种型号,购买成本高不说还占地方,但又不能不备。”
 
  同时,尽管当时国内已掌握了“和谐号”动车组的技术,许多技术还是国内团队自主创新研发改进的,但由于始终是使用国外的技术平台、采用国外标准,进一步发展受到制约。
 
  因此,2013年6月,根据中国高速铁路发展和“走出去”的要求,中国铁路总公司正式启动“中国标准动车组研制项目”。
 
  “复兴号”的中国标准:光技术方案设计就花费了一年多时间
 
  动车组是当今世界制造业尖端技术的高度集成,涉及牵引、制动、网络控制、车体、转向架等9大关键技术,以及车钩、空调、风挡等10项主要配套技术。将4个技术平台、17种车型统一标准非常困难。
 
  中国铁道科学研究院首席研究员王悦明回忆,“在研究统一采用中国标准的过程中,光技术方案设计就花费了一年多时间,仅技术设计联络协调会就开了60多次,基本每周一次。仅仅是围绕一个互联互通的协议文件,就在会议室里摞了半人多高。”
 
  中国铁路总公司科技管理部组织对中国标准动车组研制中的重要技术问题进行反复论证研究,确定了前期研究讨论时争议较大的,影响动车组技术性能、互联互通、司乘人员操作、检修维护、旅客界面等方面的主要技术指标和关键方案。
 
  比如,既有CRH系列动车组有4动4拖、5动3拖、6动2拖等多种动拖比,为了实现互联互通、促进关键部件统型互换、方便司乘人员操作,中国标准动车组统一确定为4动4拖。
 
  经过争论和反复比选,2013年12月,中国标准动车组完成了总体技术条件制定。
 
  最终,中国标准动车组采用的254项重要标准中,中国标准占到84%,整体设计和关键技术全部自主研发,具有完全自主知识产权。11个系统96项主要设备采用了统一的中国标准和型号,实现不同厂家零件互换。
 
  “复兴号”突破核心技术封锁
 
  列车网络控制系统,负责完成动车组上的高压、牵引、制动、辅助供电、车门、空调等的控制、监视,以及车上所有控制信息和故障信息的传输、处理、存储和显示功能,是动车组最关键的核心技术之一,也是国外技术封锁的重点。
 
  列车网络控制系统的软件开发,需要有一套仿真测试平台。中国铁道科学研究院首席工程师、研究员赵红卫回忆,当其向国外企业询价购买时,要么石沉大海音信全无,要么明确表示拒绝报价和出售。于是,她带着团队从零做起,从方案设计、画图实施到接线测试等,仅用一年的时间,自己搭建起了仿真平台。
 
  同时,网络芯片和网卡全部自己制作,网络软件的所有源代码全部自己编写,研发团队实现了中国标准动车组列车网络控制系统的硬件和软件全部自主化,使动车组真正有了“中国脑”。
 
  “复兴号”高颜值的背后,隐藏着一系列不同寻常的设计数据。
 
  其中,有一项气动阻力下降12%以上,意味着,动车组以时速350公里运行时人均能耗下降17%。在减少动车组阻力上,车体采用了高强度、轻量化铝合金车体,车头采用流线型,车顶采用平顺化设计,空调及受电弓设备采取沉入式安装等。
 
  车头设计是关键中的关键。经过上百次仿真计算、上千次空气动力学试验、上万次线型测试,最终样式从30多个设计头型中脱颖而出。
 
  中国标准动车组的转向架也是中国自主设计制造,承载能力提升10%,满足时速350公里及以上持续高速运行,实验室安全稳定试验时速达到600公里。它具有轮对轴温、齿轮箱轴温、转向架横向运行稳定性等安全系统全面监测功能,确保动车组运行起来又快又稳。
 
  在降噪方面,据中车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师丁叁叁介绍,光对不同材料和结构的隔音对比试验就做了3000多次。后经反复研究发现,一些车载空调、风机等设备的吸气排气造成压差,影响降噪。于是,研发团队更改和规范车载设备的降噪要求和设计,噪音进一步下降1至5分贝,超越设计目标。
 
  在牵引动力方面,“复兴号”的牵引动力强劲,从9600千瓦提升到10000千瓦以上。中国铁道科学研究院牵引传动项目研发骨干郑雪洋介绍,中国标准动车组拥有“中国心”,牵引传动系统硬件和软件全部实现了自主设计、自主制造,中国成为世界上少数全面掌握这一技术的国家之一。
 
  值得注意的是,设计中国标准的牵引传动系统,需要使用专业的图形化软件开发平台,将牵引领域专家从程序员的工作中解放出来。这种软件国内没有,中国人想要,必须绑定国外牵引系统高价进口,而且还要接受外方的种种限制。
 
  为此,研发团队开发中国的图形化牵引系统软件开发平台,代码共计100多万行。
 
  “复兴号”安全分秒在控
 
  中国标准动车组“复兴号”的各类检测项点有2500多项,能够对走行部状态、轴承温度、冷却系统温度、制动系统状态、环境进行全方位实时监测,这些数据都能通过通信网络传输到后台。
 
  在中国铁路调度指挥中心,控制台屏幕上实时显示着标准动车组运行位置、速度以及牵引电机电压等各种运行参数。同时,屏幕上还显示着标准动车组经过区域的风速、降雨量、是否地震等数据。
 
  “如果列车出现异常,或风速、降雨,或地震报警,动车组能自动采取限速或停车措施。”中国铁道科学研究院研发中心常务副主任、研究员王俊彪说。作为长期参与标准动车组的安全防控系统研发的负责人,其所在团队研发出的地震预警系统是中国首创。
 
  中国标准动车组“复兴号”还增设了碰撞吸能装置、防脱轨装置、防车厢与车架分离装置,确保遇到极端情况可以起到缓冲保护作用。
 
  中国铁道科学研究院地震系统试验项目负责人宣言介绍,为了实现地震时高速动车组及时降速、停车,保障运行安全,中国标准动车组加装了自己研发的地震紧急处置装置,沿线布设联网的监测台站,与牵引变电所和行车系统的信息数据科学组合、共同作用,构成这一套地震预警系统。它将在动车组遭遇地震时做到自动紧急降速、停车,最大限度地减少人员伤亡和财产损失。
 
  中车集团青岛四方股份公司副总工程师陶桂东则透露,在“复兴号”的试验过程中,类似发生地震的危险场景现场模拟超过2000个。
 
  只要车轮在转就能发电,突发情况下车厢用电可自给自足,这是中国标准动车组研发过程中的创新之一。
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