智能制造之先进轨道交通装备.pdf

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1、 5 先先进进轨轨道道交交通通装装备备 轨道交通装备是我国高端装备“走出去”的重要代表。重点发展的产品是中国标准高速动车组、30 吨轴重重载电力机车、城际快速动车组、100%低地板现代有轨电车和中低速磁悬浮交通。轨道 交通 装备 是国 家公 共交 通和 大宗 运输 的主 要载 体，属高 端装 备制 造业，也是 我国 高端 装备“走 出去”的 重要 代表。先 进轨 道交 通装 备包 含现 代技术 的干 线轨 道交 通、区域轨 道交 通和 城市 轨道 交通 的运 载装 备、通号 装备、运 控装 备与 路网 装备。轨道交 通制 造业 将重 点研 制安 全可 靠、先 进成熟、节能环保的绿色智能谱系化产

2、品，建立世界领先的现代轨道交通装备产业体系，实现 全球 化运 营发 展。需求 我国是全球最大的轨道交通装备市场。预计“十三五”期间全国新建铁路不低于 2.3 万 km，总投资不低于2.8 万亿元，我国铁路装备需求将维持在高位。截至 2014年年底，我国已有 38 个城市经国家批准建设轨道交通，规划里程超过 6680km，预计到 2020 年，我国将有超过50 个城市建设轨道交通，未来十年，城轨车辆平均年需求将超过 5000 辆。全球轨道交通装备市场呈现出强劲的增长态势，据统计，20152020 年全球轨道交通车辆需求为 530610亿欧元，年复合增长率为 3.30%，20212025 年需求为

3、630730 亿欧元，年复合增长率为 3.75%。我国政府正强有力推动“一带一路”战略实施，“一带一路”沿线及辐射区域互联互通工程建设将为我国轨道交通装备制造业带来可观的市场需求。目标 到 2020 年，轨道交通装备研发能力和主导产品达到全球先进水平，行业销售产值超过 6500 亿元，境外业务比重超过 30%，服务业比重超过 15%，重点产品进入欧美发达国家市场。到 2025 年，我国轨道交通装备制造业形成完善的、具有持续创新能力的创新体系，在主要领域推行智能制造模式，主要产品达到国际领先水平，境外业务占比达到 40%，服务业务占比超过 20%，主导国际标准修订，建成全球领先的现代化轨道交通装

4、备产业体系，占据全球产业链的高端。发展重点 1重点产品 中国标准高速动车组 深入研究动车组标准化、系列化、模块化，以及整车联调和试验验证等相关技术，形成中国标准高速动车组技术平台，完成具有知识产权的中国标准高速动车组产品系列工程化验证和运用考核。目标速度等级 350km/h；编组方式：8 辆编组，4 动 4 拖；轴重：17t 的高效低噪新型高速动车组。30 吨轴重重载电力机车 构建 30 吨轴重重载电力机车系统的研发平台，研制适用于 30 吨轴重重载需求的电力机车牵引变流及控制系统、制动系统等关键部件及系统，研发具有自主知识产权的 30 吨轴重重载货运电力机车。目标速度等级 120km/h；牵

5、引功率：9600kW；轴式 2（B0-B0）;轴重：30t 的重载电力机车。城际快速动车组 完成 120140/140160 km/h 两个速度级，适应不同自然环境、不同线路条件，兼顾干线和城市轨道交通衔接的城际快速动车组研制、工程化验证和运用考核。100%低地板现代有轨电车 研制出适应不同技术路线的储能公共交通（单一超级电容储能或复合动力储能）的具有知识产权的 100%低地板现代有轨电车，完成整车试验验证和运用考核，建立技术标准和规范。中低速磁悬浮交通 在已成功自主研制常导短定子中低速磁悬浮示范列车的基础上，构建中低速磁悬浮交通的设计、制造、试验、检测技术平台，建立技术标准和规范。2关键零部

6、件 功率半导体器件 重点突破硅基 IGBT、MOSFET 等先进的功率半导体器件芯片的技术瓶颈，推进国产硅基器件的应用和产业发展；推进碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等下一代功率半导体器件的研发和产业化。动力型超级电容器件 研制 12000F、3.0V、10W h/kg、100 万次充放的大功率、高能量、长寿命、高安全、免维护超级电容单元器件，推进城市公共交通储能式电力牵引技术产业化。高速动车组车轴/车轮 突破车轴/车轮用钢的冶金质量控制、材料热处理工艺，空心车轴的表面耐腐蚀和耐磨处理技术，开展高速动车组自主化车轴/车轮批量应用。列车制动系统 研制新一代大功率交流传动机车、自主化高速动车组制

7、动系统，技术达到国际先进水平，实现进口替代。通信信号装备 突破列控系统车载 ATP、车载 ATO、地面 RBC/ZC、地面列控中心、地面联锁设备，以及无线通信宽带等关键技术，研制覆盖高、中、低速的自主化轨道交通通信信号装备。齿轮传动系统 开展高速动车组、城际快速动车组、现代有轨电车齿轮传动系统技术攻关，突破齿轮热处理、轻合金箱体铸造、在线故障诊断等技术，开发出适合不同平台的齿轮传动产品。车钩缓冲系统 突破城轨车辆和高速动车组车钩集成制造工艺、过载保护、吸能等技术，开发出半自动、全自动、半永久车钩系列产品。3关键共性技术 新型车辆车体技术 应用镁铝合金等新型材料，开发适用于城际快速动车组和现代有

8、轨电车，并满足 EN 12663 标准要求的轻量化车体。高性能转向架技术 研制黏着重量利用高、动力学性能优、不同轴系列、不同机型配置的转向架系列。电传动系统技术 完成碳化硅电力电子器件的研发与应用，推进馈能式双向变流技术的应用；推广永磁电机驱动技术与无齿轮直驱技术。储能与节能技术 加快大能量密度的超级电容的研制，利用超级电容优异的充放电性能，实现有轨电车、无轨电车全线无供电网运营和能量可循环利用运营。制动系统技术 研究高速动车组、快速动车组、现代有轨电车制动控制技术，完成装置及关键零部件的自主化。列车网络控制技术 自主开发适用于中国标准高速动车组、城际快速动车组的网络控制系统，及规范化、标准化

9、、系列化的现代有轨电车用以太网络系统硬件、软件平台。通信信号技术 重点研究先进轨道交通安全处理平台技术、车地信息交换及安全通信技术、行车许可安全分配及优化技术、列车自动驾驶技术（ATO）、高速铁路列控系统全寿命周期维护保障技术、高速列车无线数据传输技术等。应用示范工程（1）“绿 色智 能工 程化 样车”示 范 集成 储能 电源、碳 化硅 新型 高效 变流 器、高效 永磁 同步 电机 驱动 和基 于能量 最优 特性 的自 动驾 驶等 城轨 交通 前沿 技术，树立 中 国绿 色智 能轨 道交 通车辆 的样 本。（2）“绿 色智 能轨 道交 通系 统集 成工 程”示范 在“绿色 智能工 程化 样车”

10、工 程实 施的 基础 上，集 成基于 以太 网的 千 兆带宽 实时 控制、网 络控 制、双向 馈能 等技 术，实施“绿 色智 能轨 道交 通装 备集成 工程”。（3）“基 于物 联网 的轨 道交 通装 备全 寿命 周期 服务 体系”示 范 以绿色智 能轨道交通车 辆为“移动终 端”，集成车 载智能化状态 监测、故障 灾害 监测 系统 等网 络化、智能 化技 术，探索 建立“基于 物联 网的 轨道 交通装 备全 寿命 周期 服务 体系”。战略支撑与保障 1提高创新能力 以 企业 为主 体，产 学研 用相结 合，加 强技术 的基 础性、前 瞻性 研究，建立 和完 善电 力机 车、城 轨车辆 国家

11、工程 实验 室、国 家工程 研究 中心 等国 家级研发 基地，实 施“新一 代先 进轨 道交 通装 备”产业 创新 发展 工程。2构建国际标准体系 加强 产品 质量 检验 检测 能力 建设，加快 培 育建 立第 三方 的专 业检 验检 测和认 证机 构，建立 和完 善轨 道交 通装 备产 品认 证制 度。加强 轨道 交通 装备 标准的 研究 和制 修订 工作，鼓 励有 实力 的单 位牵 头制 定国 际标 准。3支持国际化经营 加 强对 企业“走 出去”的宏观 指导 和服 务，引 导有 实力的 制造 企业 抓 住全球 产业 重新 布局 机遇，有 序走 出去，开 展绿 地投 资、并购 投资、联 合投 资等，在境 外设 立研 发机 构、生产 制造 基地 和市 场营 销网 络。先进轨道交通装备技术路线图 先进 轨道 交通 装备 技术 路线 如图 5-1 所示。5 先进轨道交通装备 中国制造 2025 121 图 5-1 先进轨道交通装备技术路线 中国制造 2025重点领域技术创新绿皮书技术路线图 122 中国制造 2025 图 5-1 先进轨道交通装备技术路线（续）