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【中国制造2025】先进轨道交通装备技术路线图

材料科学与工程2019-06-02 15:57:24
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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。


本文选自《中国制造2025》重点领域技术路线图,该路线图是由国家制造强国建设战略咨询委员会组织编制。



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2.3万公里,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。截止到2014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6680公里,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,2015年-2020年全球轨道交通车辆需求为530-610亿欧元,年复合增长率为3.30%,2021年-2025年需求为630-730亿欧元,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,完成自主化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。

2

【重点产品】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;牵引功率:9600kW;轴式2(B0-B0);轴重:30t的重载电力机车。

3

【重点产品】城际快速动车组

完成120~140/140~160 km/h两个速度级,适应不同自然环境、不同线路条件,兼顾AC25kV和DC1500V供电制的城际快速动车组研制、工程化验证和运用考核。

4

【重点产品】100%低地板现代有轨电车

研制出适应不同技术路线(局部无供电网混合动力或动力电池;全线无供电网超级电容储能)的具有自主知识产权的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。

5

【重点产品】中低速磁悬浮系统

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,构建中低速磁悬浮系统的设计、制造、试验、检测技术平台,建立技术标准和规范。

6

【关键零部件】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。

7

【关键零部件】动力型超级电容器件。

研制12000F、3.0V、10Wh/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。

8

【关键零部件】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。

9

【关键零部件】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动系统,技术达到国际先进水平,实现进口替代。

10

【关键零部件】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。

11

【关键零部件】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。

12

【关键零部件】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。

13

【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轨电车,并满足EN12663标准要求的轻量化车体。

14

【关键共性技术】高性能转向架技术

研制粘着重量利用高、动力学性能优、不同轴系列、不同机型配置的转向架系列。

15

【关键共性技术】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。

16

【关键共性技术】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。

17

【关键共性技术】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。

18

【关键共性技术】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、系列化的现代有轨电车用以太网络系统硬件、软件平台。

19

【关键共性技术】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”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。


— END —


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江苏 南京 2017年7月12-14日


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