科创中国

行业领域

电子信息技术,高技术服务业

需求背景

目前在技术方面存在的困难以及需解决的问题铁路智能箱式牵引变电所仿真测试验证平台开发需要重点攻克以下技术：多学科、多仿真步长、多子系统混合实时仿真体系架构设计技术；多子系统接口设计技术；大系统拆分及集成技术；高速通讯技术；多核/多PC机协同仿真技术；并行编程及并行解算技术；仿真系统与试验数据接口设计技术；仿真结果验证、评估技术；仿真流程及数据管理技术；铁路智能箱式牵引变电所关键设备电磁、电气、热、机械特性仿真建模技术；多学科协同实时仿真技术；关键子部件损耗计算及可靠性评估、寿命预测仿真技术；模块化、标准化、通用化实时建模技术等。

截止2020年底，公司累计开展研发项目63项，投入研发费用 6000多万元。授权44项专利、3项软件著作权、获评16项省部级工法、发表128篇专业论文，发布了9项企业技术标准。科研成果通过自行投资实施转化的方式指导并应用于公司生产和工程施工中，极大地提升了公司的生产及施工能力，取得了良好的经济效益和社会效益。公司的研发单位“通号电气研究设计院”现有研发人员48人，组成了一支科技攻关能力强，具有良好科技前沿敏感性的研发团队。研发团队具有丰富的科研管理经验，涵盖轨道交通通信、信号、电力、电气化、计算机及软件、结构及材料、智能制造等专业，具有坚实的理论和丰富的实践经验，是一支具有高学历、高素质、知识结构合理、现场经验丰富的开发队伍。公司与西南交通大学联合开展铁路牵引供电系统谐波与谐振机理及影响及软件开发研究及应用、智能铁路供电系统方案研究及应用、城轨供电系统机理研究及应用三个课题中期评审，课题进展顺利。公司与湖南大学签订《科技合作协议》和《关于联合招收培养博士后研究人员的协议》，申报“博士后科研流动站企业协作研发中心”，开展轨道交通供电系统仿真测试验证体系研究及应用。公司与西安交通大学签署保密协议，共同开展“电气设备智能化及状态监测”研究及应用，共建电气设备智能化及状态监测实验室，满足智能铁路供电系统需要。目前，各项工作进展顺利。公司与西南交通大学基本达成共同筹备组建国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心长沙研发基地意向。公司与湖南省磁浮研究中心共建磁浮实验室，奠定轨道交通供电系统国家重点实验室基础。实验室坐落于通号长沙产业园内，占地5344平方米。实验室拥有大电流发生器、大电流控制台等近百种先进的专业研发、检测设备，可完成绝大多数符合客户标准和内部标准的测试试验，保证了新技术的研发与推广，在国内同行业中处于领先水平。

需解决的主要技术难题

相关技术指标或要求建立铁路智能箱式牵引变电所仿真测试验证平台，并为实际的状态监测系统实时提供铁路智能箱式牵引变电所的一次回路（牵引/配电变压器、断路器、隔离开关、组合变流器、牵引网等）电气仿真数据信号、（牵引/配电变压器、断路器、隔离开关、组合变流器等）绝缘电磁场仿真数据信号、（牵引/配电变压器、断路器、隔离开关、组合变流器等）高频电磁场仿真数据信号、（牵引/配电变压器、断路器、隔离开关、组合变流器等）关键节点热仿真数据信号、断路器及隔离开关操作机构机械特性仿真数据信号、断路器及隔离开关二次控制回路仿真数据信号等。铁路智能箱式牵引变电所仿真测试验证平台需满足一次侧电气仿真、二次回路控制仿真、电磁场仿真、温度场仿真、机械特性仿真等多学科、多物理场协同实时仿真的需求。铁路智能箱式牵引变电所仿真测试验证平台与外部的数据信号交互以及内部的各模块之间的数据信号交互周期需满足ms级别实时仿真步长性能要求。

期望实现的主要技术目标

预期成果及经济社会生态效益预期成果为：铁路智能箱式牵引变电所仿真测试验证平台。该平台将产生以下作用：（1）实现与公司一体化自动化系统联调测试的功能，可满足铁路智能箱式牵引变电所设备信息采集、信息处理、信息整合、数据通信、信息监控及显示、信息分析及故障预测、故障诊断、故障定位、继电保护测试等多方面需求。（2）可模拟现场测试难以模拟的各种复杂工况：由于轨道交通运行工况复杂，列车连续动态运行，试验投资大，难度高，而采用仿真系统可以方便的模拟各种复杂工况，从而能够很好地测试铁路智能箱式牵引变电所在各种工况下的功能以及性能等。（3）可有效加快铁路智能箱式牵引变电所产品开发效率，缩短产品开发周期、极大降低搭建实际系统主电路成本及测试费用：仿真建模快捷，可方便的建立、修改系统主电路、控制策略、参数等，可以满足铁路智能箱式牵引变电所产品的各种仿真测试验证需求。（4）有利于降低技术风险：仿真贯穿铁路智能箱式牵引变电所产品开发的整个V流程，从而有效的降低产品开发的技术风险。（5）可以验证铁路智能供电系统、智能维护管理系统架构方案，指导制定铁路智能供电系统、智能维护管理系统实施方案和智能装备的研发制造。（6）通过铁路智能箱式牵引变电所仿真平台的开发，助力通号打造电力电气化创新平台，同时该平台也为员工相关技术培训、技能操作考核等提供了一个重要、便捷的工具，从而奠定了公司培训基地的重要基础。（7）铁路智能箱式牵引变电所仿真平台既可以提升公司研究水平、产品质量，又可以提升公司在仿真领域、智能牵引供电领域的社会影响力、行业认可度，提升通号轨道公司在轨道交通高端智能供电装备领域的行业地位。（8）通过仿真测试验证体系的建设，助力中国通号打造轨道交通四电综合仿真测试验证体系。

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