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高原列车关键核心技术的领跑者

2021-07-13 09:19

高原列车关键核心技术的领跑者

中车四方所坚持创新驱动,为“复兴号”驶入西藏贡献最优“青岛智造”方案

■复兴号高原内电双源动车组驰骋在拉林铁路线上。

2006年7月,一条世界上海拔最高、线路最长的高原铁路开通,闻名世界的“天路”进入大众视野,并打破多项铁路纪录。中国铁路,披着不可思议的奇迹光芒,照亮了世界的一角。

15年后,在中国铁路“八纵八横”网络越织越密的今天,一条经过升级改造,更快更强的“新天路”再次令世界惊叹。一列完全自主创新的“中国智造”复兴号列车,载着天南海北的旅客,正驰骋于这条美丽的“新天路”之上。

6月25日上午10时30分,在响亮的汽笛声中,复兴号高原内电双源动车组从拉萨首发。这标志着川藏铁路拉萨到林芝段(以下简称“拉林铁路”)的正式开通运营,也意味着“复兴号”对全国31个省(自治区、直辖市)的全覆盖。

作为中国轨道交通核心系统和关键产品的主要研发制造企业与关键系统解决方案提供者,中车青岛四方车辆研究所有限公司(以下简称“中车四方所”)为该型列车提供了完全自主研发的电气、制动、网络控制和旅客信息等核心系统。针对拉林铁路地势复杂对行车安全提出的高标准要求,中车四方所多个科研团队迎难而上、接续奋战,在任务规定时间内完成了所有系统的研制,确保产品按时交付主机厂。这为“复兴号”顺利驶入西藏贡献了“中国方案”,体现了中车四方所作为央企“不忘产业报国初心、牢记领先领跑使命”的责任担当。

这是对中国共产党成立100周年最好的献礼,也是“青岛智造”轨道交通装备交给祖国的最优答卷。

■中车四方所以科技创新为藏区人民圆梦,用优异成绩献礼建党百年。

创新驱动——

为高原复兴号定制核心系统

作为国家“十三五”规划重点工程项目,拉林铁路16次跨越雅鲁藏布江,最高海拔4033米,穿过多个地貌单元,桥隧占比高达75%。为适应高海拔、长大隧道等各类复杂运行环境,铁路部门专门为拉林铁路量身打造了复兴号高原内电双源动车组(以下简称复兴号高原列车)。它基于时速160公里的复兴号动车组“绿巨人”进行改造升级,采用一体化设计,由内燃动力车、电力动力车和拖车组成,具有独一无二的内燃和电力双动力源。

“青藏铁路运营采用的是内燃动力源,此次拉林铁路配置的列车因为有两种动力源,可以在电气化和非电气化线路上贯通运行。它的最高速度是160公里每小时,适应4000米海拔,预留了5100米海拔工作的能力。”中车四方所电气事业部负责人介绍,这是西藏首条电气化铁路,拉林铁路刷新了电气化铁路建设海拔的新高度。为确保复兴号高原列车电气系统的安全稳定,电气事业部专为列车量身定制设计生产了车下电源、综合控制柜、蓄电池等产品。

其中,车下电源产品具有适应高海拔、耐低温的特点。产品可在-40℃环境温度下正常运行;箱体采用耐候钢,内外均喷特种防腐涂料,为在川藏恶劣环境下的正常运行提供了双重保证;硬件设计上充分考虑高原特有的空气稀薄工况,特别计算高原环境下器件的绝缘耐压、电气间隙,使之可以满足海拔5100米高原低温、低气压环境下的运行条件。为了进一步增强动车组在高原条件的输出能力,充电器箱的输出功率由既有的青藏25T型客车8kW扩大至15kW,功率密度大幅提升,有效增强直流供电系统带载能力。

相较于传统铁路客车产品,复兴号高原列车增加了以太网通信及数据存储功能,可对设备自身状态进行实时监测,发现异常状况及时报警并采取保护措施,确保列车可靠运行;同时能够记录长达一月的过程数据及故障数据,并能够对异常数据进行自诊断和预报警,辅助技术人员通过特征数据分析,精准定位故障原因,大幅降低故障排查时间,有效提升动车组运行效率。

复兴号高原列车还特别配备了制氧系统和应急供电电源。前者能够主动为车厢内补加氧气,保护乘客避免因缺氧发生高原反应;后者可确保制氧系统的不间断供电,避免川藏铁路过分相断电工况对制氧系统效率及寿命的影响,进一步提升列车安全性能。此外,当列车因意外状况而无电停车时,应急供电电源即可为制氧系统提供电力,使列车在无电时制氧系统仍可正常运行,极大地保障乘客的生命安全。应急供电电源结合制供氧系统的设计,既是高原电工产品上新的突破,也是同类型产品在车辆上的首次使用。

事实上,高原列车的电气系统设计研发,对中车四方所的意义格外不同。1995年,国家提出青藏铁路建设规划,中车四方所承担了青藏列车全套电气技术设备与供氧方案的研制任务。为战胜高海拔、大温差和强风沙,他们科技攻关,提出了弥散式、集中式两种供氧方式,以及列车电气系统整体方案,解决了世界最高海拔地区电气和供氧的世界性难题,获国家科学技术进步奖特等奖。

十五年间,从青藏铁路到川藏铁路,中车四方所在列车关键系统技术创新愈发成熟。如今,在轨道车辆领域,中车四方所已经掌握了列车电气系统关键技术,具备了较强的产业能力,产品涵盖动车组与城轨车辆列车牵引系统、网络控制系统、辅助供电系统和旅客信息系统。多年来,中车四方所在这些系统的“卡脖子”技术上全力进行科研攻关,成功在硬件和软件上取得突破,把核心技术牢牢掌握在自己手里。2019年中车四方所进入“软件和信息技术综合竞争力全国百强”榜单。此次为复兴号高原列车提供的各类系统中,又有多项技术处于国际领先水平,甚至填补了世界铁路的技术空白。

■中车四方所技术人员对车下电源在高原的工作状态进行测试。

攻坚克难——

为列车试验全程保驾护航

核心系统的研制过程仅是确保复兴号高原列车安全运行的第一步。为使列车实现顺利运营,中车四方所技术人员还要参与到产品装车调试、跟车试验、运维检修的全过程。

与以往的列车不同,复兴号高原列车由内燃动力车、电力动力车和拖车组成,并在三家主机厂制造。由于列车采用一体化设计,中车四方所技术人员就不得不在不同城市与主机厂之间反复沟通协调,高质量完成不同车型、不同技术条件要求之间的试验联调。

中车四方所负责为高原列车的制氧系统、充电器、逆变器、应急电源等部件系统进行低气压温升、电磁兼容、电气性能、环境、热工空调试验等。为确保试验任务的质量与效率,春节期间,公司员工积极响应号召自发留青,时刻为高原列车的试验做准备。春节假期尚未结束,技术人员就第一时间赴南京浦镇进行整车电气性能试验,并在列车到达大连后,及时赶赴完成了电气性能试验联调部分。上个月,公司又受三家主机厂委托,就“复兴号高原内电双源动力动车组”列车装置检测及列车制氧性能赴西藏进行试验。

有效的制动是行车安全的重要保障,针对川藏线高原、低温、长大坡道等特殊工况,中车四方所制动系统项目团队组建了党员先锋队,由支部书记带头,主管党员和技术骨干负责,充分分析研究项目需求,对川藏线采用的F8型电空制动装置做了大量的低温性能试验(-50℃)、高原低气压模拟试验、工频耐受电压试验、冲击耐受电压试验等。F8型电空制动装置具有阶段缓解和阶段制动功能,为国内首次在高原环境下实现“电空功能”,可显著改善列车制动缓解性能,缩短制动距离、减少制动时列车纵向冲动、提高乘客舒适性,并且在“电空”出现故障的情况下,其纯空气制动仍能正常工作,保证列车的运行安全。由于调试检查通常只能在夜晚入库后列车断电、其他人员全部离场后才能开展,项目团队人员利用有限的时间完成繁重的调试任务,白天还要跟车试验,常常一天20小时以上处于工作状态。尽管工作强度很大,但大家始终把确保产品质量安全可靠放在第一位,获得了用户的点赞。

旅客信息系统是与乘客交互的最直接产品,为提升乘车体验,电子事业部的技术人员通过大量的调研与产品迭代,编写友好操作习惯的人性化交互程序,让乘客通过触控操作查阅各类实时信息的同时,增加了列车科技感及人文关怀。例如,列车搭载了GPS天线和温度采集模块,能实时将列车运行的速度、当前所处的经纬度、车外温度在列车的内部操作显示屏上进行显示,使列车信息汇聚到一处,信息一目了然。列车还增加了商务车,车内配置VEU显示器等高端设备,旅客在乘车过程中,可以通过座椅前方的触摸屏进行操作来体验VEU系统中收录的时下流行的电影、歌曲、广播,享受最舒适、最沉浸的乘坐体验。

一线员工勇于冲锋在前、攻坚克难,正是由于中车四方所始终以人为本、将员工冷暖放在心间的企业文化感召。考虑到西藏高海拔地区容易引起高原反应,为打消家属对员工健康的顾虑,在奔赴西藏前,所有员工均进行了全面体检,这样亲切的人文关怀让家属吃下了“定心丸”,为员工全身心投入工作注入了“强心剂”。

奋斗者的姿态最美。在参与复兴号高原列车技术研发的过程中,每一位中车四方所人都以实际行动积极践行着大国央企的使命担当,每一位中车四方所人都秉持“产业报国,领先领跑”初心使命,不畏艰险、勇于担当、顽强拼搏、奋勇争先,为续写“新天路”上的传奇贡献着自己的智慧与力量。

党建引领——

雪域高原回荡着入党誓言

无论是为复兴号高原列车研制硬核系统,还是在拉林铁路线上留下的服务暖心故事,都源于中车四方所始终坚持党建引领,聚焦高质量发展目标,合心、合作、合力推动党建深度融入经营管理的先进理念。

“以高质量党建引领高质量发展,以发展成效检验党建成果。”这是中车四方所党员们的铿锵誓言。中车四方所党委充分发挥把方向、管大局、促落实的政治引领作用,持续强化党建政治判断力、领悟力与执行力。在党史学习教育中,将学习党史同总结经验、观照现实、推动工作紧密结合。及时将党史学习教育的成效运用到复兴号高原列车核心系统的研制工作中,列车线路运行保障方案中。强化支部战斗堡垒作用。在拉萨参与系统联调的售后服务团队“把支部建在项目上”,突击攻坚在哪里,党建覆盖就推进到哪里。坚持学习教育常态化。在复兴号高原列车系统联调的第一线,每晚的工作日调度会也是党史学习教育时间。在这里,党建工作与服务中心工作找到了结合点。拉林铁路联调联试期间以及后续开通运营期间,中车四方所各级领导干部与技术专家,将为持续做好拉林铁路线售后包保冲在一线,将党员的身份亮出来,先锋的形象竖起来,党组织的组织力、凝聚力和战斗力强起来。

征途漫漫,惟有奋斗。中车四方所将始终坚持抓党建促发展,强党建保发展,以高质量党建引领高质量发展。面向“十四五”,中车四方所将全面对接国家战略重大需求,践行“交通强国,铁路先行,装备支撑”的责任。紧紧以“数智化”转型升级为核心,努力打造行业隐形冠军,争当党建创新引领典范、高质量发展典范、国企深化改革典范、创建世界一流企业典范,以优异成绩献礼建党百年。

六月的青藏高原阳光明媚,当复兴号高原内电双源动车组在拉林铁路线上缓缓开出站台时,来自中车四方所售后服务团队的党员目送列车出站,挥舞起手中的党旗,耳畔回响起朗朗的入党誓词声。在雪域高原上,信仰的追求将更加坚定,信念的锻造将更加有力,信心的激荡将更加澎湃。

还记得在今年全国两会上,藏族全国人大代表益西达瓦说:“现在大家就盼望着川藏铁路修成,改善西藏东部交通落后的现状,进一步带动藏族聚居区的旅游。”正是这样无数个人的梦想与心声融为一体,诠释出中车四方所“产业报国、领先领跑”的使命所在。以科技创新为藏区人民圆梦,这更是中车四方所扎实推进党史学习教育,开展“我为群众办实事”实践活动最鲜活生动的表达。

(刘兰星)

高原上架起一条“新天路”

川藏铁路东起四川盆地的成都,途径雅安、林芝等城市最终到达拉萨。其横跨我国第一阶梯与第二阶梯,横穿横断山脉至青藏高原,沿途翻越21座4000米以上的雪山,跨越14条大江大河,是世界铁路建设史上地形地质条件最为复杂的工程。从新中国成立初期开始勘察,到上世纪90年代着手选线,直至2014年才启动全面建设,这条铁路承载了几代人的梦想。

川藏铁路采取分段建设运营方式推进。其中,成都至雅安段已于2018年12月开通运营,雅安至林芝段已于2020年开工建设,2021年6月25日开通运营的是拉萨至林芝段。

此次开通运营的拉林铁路,结束了藏东南地区不通铁路的历史,将促进拉萨至林芝地区第三产业发展,在带动就业的同时,经济发展水平也逐步提升。拉林铁路还将促进西藏自治区的文化繁荣,民族团结意识将通过“新天路”流淌。

责任编辑:张慕鑫

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