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行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

铁路智能箱式牵引变电所是现代铁路电气化系统中的重要组成部分，它能够将高压交流电转换为适合电力机车使用的低压交流电。然而，由于其内部设备复杂、运行环境恶劣，一旦出现故障，可能会对铁路运输造成严重影响。因此，对铁路智能箱式牵引变电所的测试和验证工作具有重要的意义。

传统的测试方法主要是通过实物进行，这种方式既耗时又耗力，而且存在一定的安全风险。随着计算机技术和仿真技术的发展，越来越多的企业和研究机构开始尝试使用仿真技术进行设备的测试和验证。通过仿真测试，可以在不影响实际运营的情况下，对设备进行全面、深入的测试，从而提高设备的可靠性和安全性。

然而，目前市场上还没有专门针对铁路智能箱式牵引变电所的仿真测试平台，这给相关企业的研发和测试工作带来了一定的困扰。因此，开发一款专门针对铁路智能箱式牵引变电所的仿真测试验证平台，不仅可以提高测试效率，降低测试成本，还可以为保障铁路运输的安全提供有力的技术支持。

需解决的主要技术难题

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。

期望实现的主要技术目标

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。

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。

处理进度