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“袖珍高速列车” 小机器解决大难题

2018-02-23 10:50 来源:科技日报

  视觉中国

  高速车辆调试实训系统

  春节,高铁是许多人回家的第一选择。风驰电掣的速度,舒适安全的环境,与普通列车相比,高铁优势显而易见,而这一切的基础,就是列车的安全稳定。而如今,随着袖珍版高速车辆调试实训系统的出现,通过系统训练就能完美解决高速列车整车调试环境模拟难题,高铁保持高速航行时,又增加了一把保护锁。

  仿真操作练就真功夫

  高速列车是中国高端装备制造产业最具代表性的产品,是一个高度集成的复杂系统,而高速列车装配之后的调试工作一直以来是高速列车产量和质量的重要瓶颈工序。但问题也于此时出现:高速列车整车调试,为什么被称为老大难问题?因为高速列车整车调试太复杂,不进行全面调试,谁也无法确保高速动车组能否安全优质出厂运营。要进行调试,就必须有一个良好的调试环境。但是,一列动车组的价值,动辄上亿元。用实车来培训,万一操作上有个闪失,可能导致车辆出现安全问题,承担昂贵的成本。

  如今,这个困扰相关行业、企业多年的技术难关,被一项培训工具所化解。站在自己带领团队奋力创新的成果面前,中车长客股份公司的高级技师罗昭强向科技日报记者进行了详细讲解。

  走进车间,记者看到一个高度略微超过常人身高、长度达到五米多的装置,上面遍布各种开关和按钮,很像一台去掉了高速动车组外壳和座椅等多余装置的仿真操作器,该仪器就是高速车辆调试实训系统。罗昭强表示,就这么一台“袖珍”模拟操作装置,里面包含了七八千个元器件,复杂异常,成本比实车少,所有的操作件都是造价便宜的通用器件,实车用不上,拿来练手绰绰有余。

  故障率不再是拦路虎

  近年来,罗昭强团队加班加点,日夜奋战,一张图纸一张图纸地攻关,通过利用模拟方法反映高速列车原理和故障再现,相继攻克了高速列车整车调试环境模拟的15项难题。

  罗昭强团队的高速车辆调试实训系统技术,科技创新的亮点十分突出:

  首创了高速列车调试环境模拟技术,针对高速列车涉及多专业领域、多学科研究、高度集成等特点,提出按功能组模块方式模拟车辆系统构架,使技能调试培训有了新的载体。

  发明了列车网络控制系统模拟技术,通过基于通用工业网络平台,实现模拟列车网络控制系统与高速列车完全相同功能和用户操控界面,确保网络控制模拟环境真实度。

  发明了高速列车核心子系统模拟技术,通过自主开发的后台程序支撑前台小型化、系列化硬件设备,解决模拟真实硬件系统功能和信息交互的难题。可以搭建高度集成小型化、产品系列化、功能模块化平台。

  创建了高速列车专家故障诊断模拟系统,通过不断积累真实的高速列车典型故障,实现对调试操作者技能提升培训,并通过典型故障分析,推动高速列车故障处理标准化。

  “培训的成本控制住了,而且因为是模拟操作,所以学员也不用沿着200多米长的列车来回走动,操作学习的效率也得到了大大的提高”。罗昭强向记者实际进行了演示,就在这台模拟装置面前,小到控制车门开合,大到牵引力调整,实车的各种功能都能进行“一对一”的操作和调试,各类运行故障也是完全仿真实车案例,学员们能够一目了然、方便快捷地了解车辆原理,查找故障原因。

  “应用我们这项发明,问题迎刃而解。”罗昭强不无骄傲地说。数据也是实证:与传统的高速列车整车调试系统相比,这套模拟装置的出现,能让学员学习3个月就可以上岗,培训效率提升了5倍,培训人员的劳动强度减少了90%之多,而高速列车调试工序的效率提升了20%,动车组百万公里影响安全故障率由前期2.5%降至0.87%。

  跨出交通新理念

  总体来说,该技术完美解决了传统采用真实车辆培训风险大、成本高、效率低的难题。成果处于国内领先、国际先进的水平。

  目前,中国铁路总公司、中国中车集团有限公司、上海铁路局、美国波士顿春田工厂和中国20余所职业院校,都已使用这项技术来培训调试技能人才,累计已经培训了2万余人。更为可贵的是,这项首创成果的研发,对中国轨道交通产品走出去提供了新理念。

  罗昭强透露:“在国际高铁竞标中,该成果写入招标文件作为必选项条款参与国际竞标,实现动车组主机制造企业从单一产品输出转变为‘产品+服务’的输出形式。该成果获得了国外轨道交通车辆用户的高度青睐,可以推动海外客户快速培养调试工人,深入了解车辆工作原理,进而能够进一步增强中国高铁的国际竞争力。”

  此外,中车长客股份公司有关部门的负责人还介绍说,一项技术,可以带动一方产业发展。由于这项成果通过了专利许可授权,实现产业化较为容易,推广实效也将更为明显。目前在国内,约有40家轨道交通专业院校和100家非轨道交通院校相继开办了轨道交通相关专业,利用这项成果,能够有效实现院校的人才培养任务,为满足国家轨道交通事业快速发展提供有力的人才保障。至今已经形成了涵盖和谐号、复兴号、城市轨道列车、美式重载地铁车等诸多平台的模拟调试系统。该成果还先后获得4项国家发明专利、7项实用新型专利,还有11项发明专利正在申报过程中。通过专利使用权有偿转让实现产业化,创造出约10亿元的轨道交通模拟装备市场。

(责任编辑:王蔚)

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