先進軌道交通重點專項2017年度定向項目公開申報指南 含1項材料類項目

2017年“先進軌道交通”重點專項定向中國中車實施的3個重點研究任務中包括6個項目。針對6個項目的基礎研究、前沿技術等需要公開擇優的任務，擬對以下研究課題或任務進行公開擇優，涉及公開課題或任務的預算將根據研究課題或任務的相關性，最終由項目、課題承擔單位和申報單位共同協商確定。擬承擔相應研究課題或任務的各申報單位統一按指南二級標題（如1）的研究方向進行申報。

6個項目共包含19個子項目，其中含1項材料類項目，具體如下：

項目五：復雜環境下軌道交通系統全生命周期能力保持技術

13.復雜環境下軌道交通關鍵承載結構材料破壞特征及恢復技術研究（任務級）

研究內容：研究軌道交通關鍵承載材料（混凝土）結構經時行為特征建模及性能劣化機理；研究不同損傷形式下的結構性能恢復技術；開展材料和結構自修復技術工程可行性深化研究；研究修復后結構與材料功能及性能測試評估技術;研究海洋、酸雨、高寒等復雜環境下橋隧鋼筋銹蝕及混凝土性能劣化的測試評估技術。

考核指標：形成關鍵承載混凝土結構的恢復方法；形成關鍵承載混凝土結構與材料功能、性能評估及測試方法，具備關鍵承載混凝土結構壽命延長20%的能力。發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

其他項目如下：

項目一：高性能牽引供電系統技術

1.虛擬同相柔性供電系統電磁耦合機理研究（任務級）

研究內容：面向移動式大功率單相負荷在異相供電網絡之間平滑過渡的應用需求，研究不同列車速度和無電區長度條件下虛擬同相柔性供電裝置電壓、相位、頻率實時動態調整轉換的技術特性；研究柔性供電裝置主拓撲結構下變流器與變壓器及各供電網絡之間的耦合機理；研究牽引供電柔性供電裝置與列車牽引傳動系統的適配性技術。

考核指標：形成滿足電壓波動在17.5kV～31kV條件下牽引供電側柔性供電裝置輸出電壓、頻率及電能質量滿足GB/T15945-2008、GB12325-2008、GB/T14549-1993、GB/T15543-2008等標準要求的技術實現方案；建立柔性供電裝置變流器、變壓器與牽引網的電-磁耦合模型;形成牽引供電側柔性供電裝置與列車牽引傳動系統的適配方案；發表論文3-5篇，申請專利1-2項;

實施年限：1-2年;

擬支持數：1項。

2.同相柔性供電系統協同保護策略研究（任務級）

研究內容：研究供電網、同相柔性供電裝置與過分相列車的耦合關系；研究同相柔性供電系統多裝置故障影響機理；研究正常正向行車、異常反向行車時同相柔性供電裝置的協同控制時序；研究同相柔性供電系統失效狀態下，供電網-同相柔性供電裝置-過分相列車的高可用饋電通道冗余方案與協同保護策略。

考核指標：提出供電網-同相柔性供電裝置-過分相列車的高可用饋電通道冗余方案，形成同相柔性供電系統可靠性協同保護策略和實現技術；發表論文3-5篇，申請專利1-2項；

實施年限：1-2年

擬支持數：1項。

3.軌道交通牽引供電系統動態穩定性方法研究（任務級）

研究內容：基于現有的軌道交通牽引供電、接觸網、列車牽引傳動系統類型及方式的電路拓撲，構建“車-網”一體化耦合模型，研究“饋電網-受流機制-車”耦合諧振發生機理和穩定性分析方法，形成牽引供電-車載受能系統閉環穩定自適應控制策略及實現技術。

考核指標：提出“車-網”一體化耦合模型；形成牽引供電穩定性測度指標和系統閉環穩定自適應控制策略；形成有效消除牽引供電-車載受能系統的高頻及低頻諧振的技術方案，并實施仿真驗證；發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

4.車網等效阻抗頻率特性測試方法研究（任務級）

研究內容：研究牽引網等效多端口模型及阻抗頻率特性測試方法；研究列車牽引傳動系統等效多端口模型及阻抗頻率特性測試方法；研究牽引網-列車串聯網絡系統的阻抗匹配原則及穩定域優化方法。

考核指標：形成牽引網與列車牽引傳動系統多端口模型及阻抗頻率特性測試方法；形成牽引網-列車阻抗匹配原則及穩定域優化方法。發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

項目二：軌道交通列車高效變流裝置

5.大功率車載電力電子牽引變壓器故障隔離保護機制與控制策略研究（任務級）

研究內容：搭建電力電子牽引變壓器的功率流模型，研究故障切換狀態下主電路電磁暫態過程及對系統穩定性的影響規律；研究電力電子牽引變壓器故障單元隔離保護機制，研究故障工況下故障隔離保護策略對數字控制系統的影響，提出適用于車載電力電子牽引變壓器的快速平滑故障隔離保護控制策略。

考核指標：提出電力電子牽引變壓器的故障隔離保護機制及對系統影響規律，形成電力電子牽引變壓器系統快速平滑隔離保護控制策略和實現技術，完成仿真和原理性實驗驗證。發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

6.多電力電子變壓器條件下車網耦合機理及穩定性控制策略研究（任務級）

研究內容：研究牽引供電網與多電力電子牽引變壓器間的電氣耦合特性及高頻、低頻諧振機理；研究帶電弧弓網離線、網壓突變、過分相、負荷突變等惡劣運行條件對電力電子變壓器的影響；研究復雜工況下具有諧波優化及“車-網”諧振抑制能力的電力電子牽引變壓器控制策略。

考核指標：提出牽引供電網-多臺電力電子變壓器耦合下高頻、低頻諧振機理；提出電力電子牽引變壓器諧波控制策略。發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

項目三：軌道交通新型供電制式車輛與車載儲能技術

7.動態移動狀態下電能感應變換單元多目標優化控制策略研究（任務級）

研究內容：基于動態移動工況，計算分析無線電能傳輸系統磁、電和溫度場的分布形態及結構受力特征，研究無線電能傳輸系統電磁能量傳遞特性及損耗分布；研究電能變換單元通用數學模型的建立方法；研究電能感應變換單元的高功率密度、電流/頻率快速跟蹤及低開關損耗等多目標優化控制策略。

考核指標：提出動態移動狀態下無線電能傳輸系統電磁能量傳遞特性及損耗分布，形成動態移動狀態下電能感應變換單元通用數學模型及多目標優化控制策略；發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

8.儲能元件服役狀態評估和安全預警防范技術研究（任務級）

研究內容：研究動力電池、超級電容等典型儲能元件在軌道交通車輛服役過程中的應力（倍率、溫度等）變化機理、耦合關系及相互影響規律；研究確定反映該類儲能元件老化內部機理的特征參數，根據該類儲能元件在單一、耦合應力及實際工況下的壽命衰退數據，研究其失效物理模型及數據預測算法；研究基于該類儲能元件健康狀態的充電智能控制策略和安全維護方法；研究面向故障導向安全的BMS與車載變換器的交互響應與保護機制。

考核指標：提出適用于軌道交通車輛運行環境和工況條件的動力電池、超級電容等典型儲能元件狀態評估和安全預警方法；提出基于溫度、倍率、充放電深度的多變量耦合儲能元件壽命測試評估方法；發表論文5-7篇；申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

9.基于全壽命周期成本的能源系統配置及綜合管理策略研究（任務級）

研究內容：基于儲能系統全壽命周期，構建各種不同儲能元件組合配置模型，推演全壽命周期成本函數矩陣；依據各種儲能元件組合配置模型，推演不同供電控制方式下系統運行成本函數矩陣；研究全壽命周期成本最低的能源系統配置和運行控制管理策略；研究基于大數據的車載儲能系統全壽命周期健康狀態動態評估及過程管理技術。

考核指標：提出全壽命周期成本最低的能源系統配置和運行控制管理策略;形成軌道交通車載儲能系統大數據平臺,提出車載儲能系統全生命周期健康狀況評估方法、管理策略及標準規范；發表論文3-5篇；申請專利3-5項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

10.基于統一數據模型的新型供電軌道交通系統全生命周期大數據實時處理技術研究（課題級）

研究內容：研究供電軌道交通系統全生命周期大數據模型，對新型供電軌道交通系統設計、制造、運維等各環節產生的多源異構大數據進行統一建模。研究軌道交通系統大數據的分布式存儲技術，對新型供電軌道交通系統全生命周期大數據進行高效存儲；研究基于批、流混合的大數據實時處理技術，對經過統一數據建模的新型供電軌道交通系統全生命周期大數據進行高實時、低遲滯的即席分析查詢處理；研究復雜指標增量計算技術以及可擴展的軌道交通多維數據分析等大數據分析接口技術，為實現新型供電軌道交通系統全生命周期運營管理、能量優化管理、狀態監測、故障預警等應用提供支撐。

考核指標：搭建批、流混合的大數據實時處理平臺，支持對百億條數據的多維實時查詢，數據處理響應時間≤100ms；為新型供電軌道交通系統全生命周期大數據平臺構建及全生命周期運營管理、能量優化管理、狀態監測與故障預警系統提供支撐；發表論文5-8篇，申請專利3-5項；

實施年限：2年；

擬支持數：1項。

項目四：面向全生命周期成本的軌道交通設計、節能與環境友好技術

11.軌道交通系統全生命周期成本關鍵要素辨識與分析方法研究（課題級）

研究內容：基于大數據融合與挖掘研究網/車/線/環耦合作用下軌道交通系統全生命周期安全、性能、環境與成本影響要素辨識與分析方法；研究性能與環境要素對安全的影響，分析與安全強相關要素的敏感度，確定關鍵要素；以安全域為邊界條件，構建安全域、性能域、環境域的耦合關系，揭示其交互影響機制及演化規律；實現軌道交通系統全生命周期成本優化控制。

考核指標：形成軌道交通系統全生命周期安全域、性能域、環境域要素辨識及分析方法與標準、要素集及耦合關系；提高軌道交通系統綜合可用性技術能力。發表論文5-8篇，申請專利3-5項；

實施年限：2年；

擬支持數：1項。

12.軌道交通系統效能涌現機理與全局效能評估及配置理論研究（任務級）

研究內容：分析軌道交通系統在服役過程中系統效能特征，研究軌道交通系統效能影響因素及關鍵環節辨識方法和指標體系，研究各影響因素交互協同作用后產生全局最優效能的機理；以軌道交通系統全局效能最大化為目標，基于系統服役信息及系統間的耦合作用，研究不同服役環境、不同線路條件、不同車組的全局效能評估理論，同時基于軌道交通系統邏輯功能關系，研究分層、逐級效能配置理論。

考核指標：揭示軌道交通系統效能涌現機理；形成軌道交通系統效能評估及配置理論方法；形成軌道交通系統特征辨識方法和指標體系；具有全局效能提升10%的技術能力；發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

項目五：復雜環境下軌道交通系統全生命周期能力保持技術

14.軌道交通全球典型環境要素辨識及分析（任務級）

研究內容：辨識全球軌道交通的氣候條件、地理條件、工業基礎及人文特點等環境域要素；研究極端環境要素對軌道交通系統安全和成本的影響，提出關鍵環境域要素對軌道交通系統安全的技術需求及解決方案。

考核指標：形成軌道交通全球環境域要素研究報告；形成極端環境要素對軌道交通系統影響分析報告形成關鍵環境域要素對軌道交通系統安全的技術需求及解決方案；發表論文3-5篇；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

15.極端環境條件下高速動車組通過大跨橋梁風險辨識及防控技術研究（任務級）

研究內容：研究極端環境條件下車-橋耦合動力學建模與分析方法；研究軌道交通系統大跨橋梁時空演化規律及失效機理，性能異常及結構薄弱環節辨識方法及風險分析與防控策略。

考核指標：形成極端環境條件下車-橋耦合動力學模型；形成極端環境條件下高速動車組通過大跨橋梁結構風險辨識及防控技術規范；發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

項目六：軌道交通貨運快速化關鍵技術

16.典型大宗貨物聯運安全與保性需求研究（任務級）

研究內容：面向多式聯運鐵路貨車實際運營需求，研究典型大宗運輸貨物屬性及其表征與評估方法；研究典型貨物長途及轉接運輸關鍵過程及保性需求；研究典型貨物長途及轉接運輸關鍵過程的裝備結構適配性；研究典型貨物聯運在途保性技術需求，并提出解決方案。

考核指標：形成典型貨物長途及轉接運輸安全與保性需求規范；形成至少四種典型大宗貨物聯運過程和裝備結構適配性需求規范；形成至少四種典型大宗貨物聯運在途狀態保持技術方案，并完成仿真驗證；發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

17.快速化貨運過程狀態全息化感知與過程管理系統配置技術研究（任務級）

研究內容：基于貨物自身屬性與運輸特性，研究快速化貨運過程貨物狀態辨識與獲取方法；基于貨物運輸時空需求特征和現有運輸過程中的適配性裝備，構建快速化貨運安全保障與過程管理信息集成模型及系統架構，研究快速化貨運全過程管理與服務系統架構與功能配置方法。

考核指標：形成基于典型貨物的狀態識別與獲取技術規范；形成快速化貨運安全保障與過程管理信息集成與系統設計總體需求規范；初步形成快速化貨運全過程管理與服務系統設計總則；發表論文3-4篇，申請專利或軟件著作權1-2項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

18.高速重載貨運列車安全性評估分析研究（任務級）

研究內容：面向高速機動重載貨運需求，突破高速客運專線承載瓶頸，分析時速250公里及以上重載貨運動車組車輛系統及基礎設施安全影響要素；研究基于多軸、走行部群配置的高速重載動車組載荷離散分布及傳遞特性，以及動車組安全性評估方法。

考核指標：形成時速250公里及以上重載貨運動車組車輛系統及基礎設施安全要素影響分析報告；構建基于多軸、走行部群配置的高速重載動車組載荷離散分布及傳遞特性模型，并進行仿真驗證；形成基于多軸、多走行部分布式配置高鐵線路中高速重載貨運列車安全性分析評估理論。發表論文3-5篇，申請專利2-3項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1-2項。

19.時速250公里以上貨運動車組載荷特征及安全保障技術研究（任務級）

研究內容：面向不同貨物載荷以及典型線路條件，研究時速250公里以上貨運動車組“車-貨”動力耦合模型建立及解析方法；研究典型線路條件下貨運動車組車體和轉向架結構可靠性評估方法；研究基于現有基礎設施條件下貨運動車組運營安全保障技術需求，并提出解決方案。

考核指標：形成時速250公里以上貨運動車組“車-貨”動力學耦合模型；形成貨運動車組結構可靠性評估方法與規范；形成貨運動車組運營安全保障技術方案，并完成仿真驗證；發表論文3-5篇，申請專利或軟件著作權1-2項；

實施年限：1-2年；

擬支持數：1項。

材料牛編輯整理。