[00820978]重载列车与轨道相互作用安全保障关键技术及工程应用

该项目涉及机械工程、交通运输工程，属交叉学科项目。客运高速和货运重载是世界铁路运输两大发展方向，安全是铁路运输的生命线，中国在快速发展高速铁路的同时，同样重视重载铁路的发展。随着列车编组不断扩大和轴重不断增加，重载列车纵向冲动及列车对线路破坏作用加剧，引发的重载列车运行安全及轨道结构运用安全等问题更加严峻，成为制约重载铁路技术发展的瓶颈。对于上述重大安全问题，采用传统的列车纵向动力学或者车辆动力学的研究方法，仅从列车(或机车车辆)系统研究，具有相当大的局限性。在该背景下，该项目历时10余年，创造性地开展了重载列车与轨道相互作用安全保障关键技术及工程应用研究，取得了系统性创新成果。在技术研究方面：(1)在国内外率先创建了重载列车与轨道动态相互作用的系统分析方法，包括理论模型、计算方法及计算机模拟系统，为复杂系统重载铁路机车车辆动力性能优化与安全设计、列车运行安全控制及评估、轨道结构低动力作用安全设计等提供了新方法和研究手段，被国际重载协会(IHHA)列入《重载铁路运营最佳实践指南》，称为中国经验；(2)提出了降低重载列车纵向冲动关键技术，包括重载列车最优编组模式与机车优化操纵技术、重载机车车钩摆角安全控制技术、重载机车关键结构参数合理匹配设计技术，保障了列车运行安全，相关成果被纳入中国铁道行业标准；(3)开发了重载机车车辆低动力作用设计、重载铁路轨道结构强化及其曲线钢轨非对称型面设计等减轻重载列车与轨道动力作用关键技术，全面提升了系统运用安全性。在工程应用方面，已在中车大同电力机车有限公司、中车齐齐哈尔车辆有限公司、中车北京二七车辆有限公司等单位的重载机车车辆性能优化与安全设计以及大秦、朔黄等主干重载铁路扩能改造安全保障工程中得到了大规模成功应用，典型应用有：①中国两类主要的重载机车“HXD2C”与“HXD2”安全性能改进设计；②中国最大轴重(30t)重载货车性能优化设计；③中国主要运煤专线朔黄重载铁路开行30t轴重列车的轨道结构安全强化与改造；④朔黄铁路曲线钢轨型面的低轮轨动力作用安全设计。取得了重大经济和社会效益，近3年企业应用该成果而新增销售额累计约70亿元，新增利润超过5亿元。授权发明专利7项、实用新型专利2项、软件著作权1项；出版专著1部，发表学术论文61篇，论著他引885次，其中SCI他引134次，得到了国际同行的高度评价；形成了一个有影响力的重载铁路技术创新团队，包括中科院院士1人，中国青年科技奖1人，教育部新世纪人才2人，全国百篇优秀博士论文获得者1人；1项成果获四川省科技进步一等奖。该项目突破了重载铁路安全保障技术瓶颈，解决了重载列车运行安全重大工程难题，在中国重载铁路工程中得到全面推广应用。鉴定委员会评价为，总体达到国际先进水平，其中重载列车与轨道动态相互作用的系统研究方法达到国际领先水平，极大地推进了中国重载铁路运输技术的进步。