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925项专利技术成就中国速度

发布时间:2021-10-14 17:26:42 阅读: 来源:耳机厂家

925项专利技术成就“中国速度”

925项专利技术成就“中国速度” 更新时间:2010-1-20 17:33:53   运行时速350公里,列车运行最小间隔3分钟/列,最小曲线半径9000米,最大坡度20‰……武广高铁在工程施工、节能环保、技术创新等一系列领域,都达到了国际领先水平,创造了多项世界第一,成为中国高速铁路自主设计、自主施工、自主装备制造的又一个奇迹。

这些“世界之最”的背后,是我国高速铁路雄厚的技术实力,在当今国际技术格局分布和竞争机制下,我们不仅拥有这些技术,还把这些技术以专利的形式加以运用、实施和保护,让我们的智慧成果价值最大化,有了925件专利申请的武广高铁,带着光荣,充满自信。记者从铁道部获悉,截至目前,武广高铁共提交了925件专利申请,其中有多件发明专利。

技术亮点

融雪装置

融化冰雪保平安

武广高铁采用国产化的融雪装置,一旦遇到极端天气,装置将自动启动,融化冰雪。这套融雪装置即是北京中铁通电务技术开发中心发明的专利技术———“一种铁路道岔融雪电加热元件安装装置”。

轨道扣件

降低噪音降成本

武广客运专线大量采用了自主研发的先进的减震性轨道技术,其中包括了重型无缝钢轨、新型扣件、弹性轨枕以及吸音材料制成的声障屏、吸声式隔音窗等新材料新设备,列车通过时的噪音大大降低。

记者观察

中国高铁的知识产权战略

就在武广高铁通车前的两个月,有两条消息引人遐想:2009年10月,俄罗斯总理普京访华,中俄签署了多项合作文件,其中一项是有关高铁的谅解备忘录;2009年11月,中国铁道部和美国GE公司签署备忘录,双方承诺在寻求参与美国时速350公里以上的高速铁路项目方面加强合作。

我国高铁“走出去”被提到日程上来。进入国际市场,专利要先行,早已达成共识。铁路系统对这一点的认识更早,更深刻些。高铁技术素来被称为“大国技术”,全世界走在这一技术前沿的国家有法国、日本和德国,这些国家的公司在我国申请铁路技术专利频繁,申报专利时间早,仅机车车辆类专利已申请近百件。

面对此种形势,一方面,我们要加大国内专利的申报力度,积极开展国内高铁知识产权全过程全方面的保护,从中国高铁自主技术创新源头上予以保护、归纳、总结,并进一步巩固国内高铁的知识产权主导地位。值得一提的是,我国高铁关键技术的专利权归属铁道部所有,国内相关企业可以免费申请使用,这种专利归属模式有利于集中力量突破创新,有一定借鉴价值,也间接解释了我国高铁技术为什么能在如此短的时间里实现跨越并领先世界。

另一方面,我们还要积极开展国外专利申报工作,从国际竞争的角度,拥有专利的数量和质量,是直接衡量和影响该产业国际竞争力的重要指标。据了解,目前我国高铁领域正积极组织开展申请国外专利工作。

迄今为止,铁路行业的知识产权管理与保护工作已取得阶段性成果,共取得900余件高速铁路相关专利授权,150余件商标。

这得益于早年铁路系统制定的一系列高铁知识产权管理规划。

在行业内,铁路系统规范了包含高速铁路专利权、商标权、著作权等高速铁路知识产权的管理工作;完善铁路行业知识产权的评估、转移机制;建立健全高铁知识产权的管理机制,制定高速铁路知识产权管理办法,对原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新产生的知识产权,权利人为铁道部的,由铁道部实行统一归口管理;建立铁路行业知识产权预警机制、应急机制和配套措施。

在行业外,2008年6月,铁道部与国家知识产权局签署了铁路行业知识产权战略合作框架协议,分层分批实施铁路行业知识产权试点工作,优先启动客运专线系统集成与装备现代化知识产权保护。按照铁道部与科技部共同签署的《中国高速列车自主创新联合行动计划》,在形成我国高速列车自主创新能力和关键技术体系的过程中,建立自主知识产权体系,并对铁路全行业开展知识产权工作起到引领和示范作用。

铁路系统现已制定了高铁专利保护的下一步工作计划,重点在取得高速列车、大功率机车和站后部分的工务工程、牵引供电、通信信号、运营调度、大型养路机械、综合检测列车等技术中涉及的专利权方面展开工作,现已经确定了上述相关技术的专利保护目录。

运行控制系统 万无一失双保险

铁道部运输局综合部主任李军告诉记者,铁路系统对“高速铁路”的定义已基本达成共识,高速铁路要符合三个标准:一是新建的客运专用铁路;二是时速在250公里以上的动车组列车;三是高速铁路最核心的技术是列车的运行控制系统,这种运行控制系统和普通速度的铁路是完全不同的,是一个计算机化的控制系统,普通铁路是以人控制为主、机器为辅,高速铁路是机器控制优先,人控为辅。所以说,运行控制系统的设计对于高铁是最核心、最关键的。

以信号系统为例,高速铁路的信号系统,是高速列车安全、高密度运行的基本保证。因此,世界各国发展高速铁路,都十分重视行车安全及其相关支持系统的研究和开发。信号系统是集微机控制与数据传输于一体的综合控制与管理系统,是当代铁路适应高速运营、控制与管理而采用的最新综合性高技术。

在轨道交通自动化控制中,为了高可靠性和一旦发生故障时的应急处理之需,通常会采用具有冗余的系统架构的计算机控制系统。所谓冗余,即是重复配置系统的一些部件,当某一部件发生故障或损坏的时候,冗余配置的部件便会自动介入并承担故障部件的工作,即是一个“备份”的意义,以减少系统的故障时间。

这项需求道理简单,但实现起来却有相当难度。在中央处理板与外设板之间,需要设置冗余总线,传统的并行总线使用引脚过多,进行冗余设计非常困难,而且控制协议复杂,在扩充外设板时会受到总线性能的限制,比如电磁兼容性差、难以实现电气隔离等。传统的串行背板总线虽然也能实现冗余,但多偏向于性能较高的电信应用,而并不适合高铁信号系统的应用。并行、串行这两种计算机冗余技术均不适合轨道交通自动化所要求的设计简单、易推广通用的技术要求。

武广高铁所应用的发明专利————“计算机冗余系统”已获得国家知识产权局的授权。该发明公开了一种计算机冗余系统,包括两个中央处理板,至少一个外设板,每个中央处理板上安装有两个CPU,每个外设板上安装有两个CPU,这些CPU均连接有各自的总线收发器,通过各自的总线收发器再一一连接,构成通信线路,从而达到冗余。当一个中央处理板出现故障时,外设板依然可以继续进行数据交互并实现其自身功能。

另外,武广高铁的“列控中心系统平台”发明已经向国家知识产权局提出了专利申请。它主要是运用“二乘二取二”的冗余技术,“二乘二取二”是一种广泛应用于铁路方面的技术,具有更高的安全性和可靠性。二乘二侧重于系统的可用性和可靠性,二取二侧重于系统的安全性和稳定性。而在技术实现上主要有两种方式:指令级同步和任务级同步,即系统平台采用多层次的安全防护措施,所有的安全输出均由两套独立、非相关的软、硬件子系统共同确定,符合故障—安全原则,命令在输出前进行比较,检查有错误便不产生输出。输出后也会检查,保证不产生错误输出。

基于以上的控制系统,武广高铁在32公里范围内互通信息数据,并自动保持14公里的安全车距,如果车距小于14公里,调度中心会给动车发出指令,后车便可自动根据与前车的距离来调整车速。

动车组制造 安全舒适动力足

在1月11日召开的国家科学技术奖励大会上,中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司的“CRH2型高速动车组转向架”,荣获国家科学技术进步一等奖。CRH2型高速动车组转向架的研制开发过程中,申请了大批专利。据介绍,转向架是高速动车组的走行装置,具有承载、减震、导向、牵引、制动等重要功能,决定了列车运行速度和运行品质,是高速动车组的核心技术。CRH2在高速转向架动力学等多方面实现了技术创新,成功解决了高速条件下列车抗线路激扰、抗蛇形运动失稳、抗高速脱轨等关键技术难题,并实现了我国铁路动车组在既有线和高速铁路的兼容运行,整体技术达到国际先进水平。在第六次铁路既有线大提速中,这一成果应用于京广、京沪等9条共计6000多公里的主要干线,以及京津城际高铁动车组、武广高铁动车组、世界首创的长大编组卧铺动车组等。这一技术成果应用的高速动车组累计运营里程已超过9000万公里,累计运送旅客1.23亿人次。

除了使用CRH2型高速动车组转向架,武广高铁采用的CRH3型动车组列车系统创新了大断面宽车体、高速轮轨、高速受流、高速制动、人机界面等关键技术,在牵引系统、制动系统、车体空气动力学等方面的技术处于当今世界领先地位,牵引功率达到8800千瓦,具有强劲的启动加速和持续高速运行的能力。

随着列车速度的提高,车体的运用工况更加复杂,运用环境更加恶劣,对其强度要求越来越高,同时,考虑到车内乘客舒适度及能源损耗等因素,对车体的气密性要求也随之逐步提高。列车在高速运行时,车体会受到极大的空气压力,尤其车体的头部,所承受的空气压力会更大,由于高速列车的运行速度还在不断提高,传统车体结构已不能满足高速列车对气密性的更高要求。

“高气密性轨道车辆车体”技术解决了上述不足,采用了气密隔墙结构,将头车司机室前部与车厢部分有效隔离,分隔成完全密封的两部分,避免在列车进行高速运行时,因车体头部所承载的空气压力过大,造成车体密封不严的现象。此外,该车体各大部件之间的连接部均采用满焊工艺焊接,且在车体的各个开口走线的位置,采用了套管加堵板的结构,走线完毕后灌上密封胶,更进一步保证了车体的高密封性能。这种车体结构不仅适用于铝合金型材的车体,也同样适用于碳钢、不锈钢车体,可用于时速200公里及以上速度等级的动车组,目前广泛应用于CRH2系列动车组,已装用1200余辆,总价值近30亿元。

另外值得一提的是,由于动车的高时速对车体刚度和乘坐舒适度的设计提出了更高的要求,现有的铝合金车体型材结构在刚度、强度和轻量化性能参数上都存在一定的优缺点;另外当列车高速运行时,特别是在穿行隧道区间时,车外的气动噪音和轮轨噪声直接影响旅客的乘坐舒适度。

“带有热熔型减震材料的中空薄壁型材”技术解决了这个难题,采用铝合金中空薄壁挤压型材,可以实现较高的刚度和强度设计要求;同时,因为是减震隔音材料,所以降低震动、噪音向客室内的传递。据了解,这项专利技术可适用于时速200公里等级及以上的动车组车体结构,目前广泛应用于CRH2C—300系列动车组车体,及CRH2长大编组系列动车组车体,已装用700余辆,总价值近10亿元。

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