重載快捷大功率電力機車全國重點實驗室2024年度開放課題申報指南
根(gen)據(ju)重(zhong)載(zai)快(kuai)捷(jie)大(da)功(gong)率(lv)電(dian)力(li)機(ji)車(che)全(quan)國(guo)重(zhong)點(dian)實(shi)驗(yan)室(shi)建(jian)設(she)運(yun)行(xing)方(fang)案(an)，依(yi)據(ju)實(shi)驗(yan)室(shi)依(yi)托(tuo)單(dan)位(wei)科(ke)研(yan)管(guan)理(li)製(zhi)度(du)和(he)實(shi)驗(yan)室(shi)科(ke)研(yan)項(xiang)目(mu)管(guan)理(li)辦(ban)法(fa)的(de)相(xiang)關(guan)要(yao)求(qiu)，本(ben)著(zhe)“開放、流動、聯合、競爭”deyuanze，xiangguoneiwaiyanjiurenyuankaifang，shelishiyanshikaifangketi，xiyinhejujiguoneiwaigaoshuipingkejigongzuozhelaishiyanshikaizhanxueshujiaoliuyuhezuoyanjiu，yijiaqiangshiyanshikejiyanfashuiping，cujinxueshuyurencaijiaoliu。xiangongbu2024年度重載快捷大功率電力機車全國重點實驗室開放課題申報指南如下：
一、申報基本原則與要求
結合實驗室中長期發展戰略，申報的開放課題技術研究項目需從電力機車基礎研究、應用基礎研究、前瞻性技術研究出發，並具有較大創新性、前瞻性，經濟效益明顯。申報方向包括高效低碳大功率動力技術與裝備、機車低動力作用技術與結構、重載機車與列車自主協同控製、電力機車數字孿生或相關研究方向。
二、開放課題研究方向
方向一：高效低碳大功率動力技術與裝備
1.永磁牽引電機絕緣失效仿真及故障診斷
分析永磁牽引電機在軌道交通運用中的絕緣失效類型及風險，建立永磁牽引電機絕緣故障模型，模擬永磁電機匝間短路、相間短路等故障狀態，通過仿真研究永磁電機轉矩脈動、短路電流等相關參數；
結合牽引係統電路模型，建立永磁牽引係統“電-磁”聯合仿真，通過提取故障特性數據進行故障狀態診斷。
2.電力機車傳動係統機電耦合異常激勵源作用機理及抑製策略研究
結合牽引係統電路模型，控製單元數學模型，電機和齒輪箱有限元模型，建立機車傳動係統“機-電-磁”多場有限元模型，構建牽引傳動係統多場耦合聯合仿真模型；結合機械部件模態、齒輪齧合特性，明晰牽引係統電流諧波在機械部件中的影響作用傳播路徑，揭示齒輪箱在電氣激勵作用下振動噪聲產生機理；研(yan)究(jiu)機(ji)電(dian)耦(ou)合(he)振(zhen)動(dong)噪(zao)聲(sheng)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve)，基(ji)於(yu)多(duo)場(chang)耦(ou)合(he)聯(lian)合(he)仿(fang)真(zhen)模(mo)型(xing)，研(yan)究(jiu)不(bu)同(tong)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)下(xia)齒(chi)輪(lun)箱(xiang)電(dian)磁(ci)噪(zao)聲(sheng)分(fen)布(bu)，驗(yan)證(zheng)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)的(de)有(you)效(xiao)性(xing)。
3.鐵路運行環境車載儲氫係統氫泄漏安全性研究
針對軌道交通車輛車載高壓儲氫係統氫泄漏導致的安全風險，開展車載儲氫係統氫泄漏安全性研究，建立氫氣泄漏-擴散行為和濃度分布仿真計算模型，針對鐵路機車運行環境（包括靜止、走行、接觸網下、鄰線交彙、隧道、廠房內等）開展氫氣泄漏危害仿真分析。針對車載儲氫係統儲氫瓶、管路、閥門等潛在泄漏風險點，開展其結構完整性與結構安全性研究，建立係統結構、儲氫瓶、閥門、管路應力應變仿真計算模型與分析方法。為建立氫燃料電池係統安全性評價體係和安全設計規範提供指導。
4.麵向全壽命周期成本優化的機車氫能源混合動力係統建模方法、係統匹配和能量管理控製策略優化方法研究
針對機車線路運行工況，開展氫能源混合動力機車牽引計算、牽引傳動係統、氫能源混合動力係統（氫燃料電池+動力電池）聯lian合he建jian模mo方fang法fa研yan究jiu，實shi現xian線xian路lu運yun行xing工gong況kuang下xia氫qing能neng源yuan混hun合he動dong力li係xi統tong運yun行xing工gong況kuang的de精jing準zhun預yu測ce。開kai發fa氫qing能neng源yuan混hun合he動dong力li係xi統tong匹pi配pei與yu能neng量liang管guan理li控kong製zhi策ce略lve優you化hua算suan法fa，分fen別bie實shi現xian氫qing能neng源yuan混hun合he動dong力li係xi統tong性xing能neng、能效和全壽命周期成本優化。
5.電氣化公路弓網受流方案的仿真計算研究
基於高速公路正負接觸網/受(shou)流(liu)軌(gui)架(jia)設(she)條(tiao)件(jian)，公(gong)路(lu)車(che)輛(liang)橡(xiang)膠(jiao)輪(lun)胎(tai)車(che)輛(liang)運(yun)行(xing)條(tiao)件(jian)和(he)駕(jia)駛(shi)情(qing)況(kuang)，以(yi)及(ji)運(yun)行(xing)車(che)輛(liang)組(zu)織(zhi)等(deng)要(yao)求(qiu)，建(jian)立(li)車(che)網(wang)仿(fang)真(zhen)模(mo)型(xing)，通(tong)過(guo)仿(fang)真(zhen)計(ji)算(suan)，研(yan)究(jiu)各(ge)種(zhong)可(ke)工(gong)程(cheng)化(hua)的(de)方(fang)案(an)，研(yan)究(jiu)受(shou)電(dian)弓(gong)自(zi)動(dong)跟(gen)隨(sui)、被動跟隨、不進行跟隨接觸網等多種控製方式可行性，研究受電弓可維護性、安全性、疲勞壽命等，選擇最優的電氣化公路受流技術方案。
方向二：機車低動力作用技術與結構
1.機車牽引傳動係統機電耦合頻率匹配與振動噪聲抑控方法研究
建立包含電機、齒輪箱的機車牽引傳動係統機電耦合動力學與聲輻射模型，研究開關頻率、電流諧波、齒輪齧合頻率、齒輪齧合傳遞誤差、結構模態等對係統聲輻射的量化影響，提出牽引傳動係統機電耦合頻率匹配與振動噪聲抑控方法。
2.250km/h機車轉向架穩定性研究
zhenduijichezhuanxiangjiaguanliangjiaoda，daozhigaosuyunxingshiwendingxingjiaochajilunguixianghuzuoyonglijiaodadewenti，kaizhangaozhuidufuxielvlunguipipeixiadedonglixuetexingjishexingwendingxingyanjiu，tichuwendingxingyouhuacuoshi。
3.幹線鐵路機車鉤緩-底架協同吸能模式研究
研yan究jiu車che鉤gou安an裝zhuang裝zhuang置zhi碰peng撞zhuang回hui退tui方fang式shi對dui車che體ti結jie構gou強qiang度du的de影ying響xiang，研yan究jiu碰peng撞zhuang可ke回hui退tui式shi車che鉤gou實shi現xian方fang法fa，設she計ji滿man足zu車che體ti靜jing強qiang度du要yao求qiu的de車che鉤gou碰peng撞zhuang回hui退tui裝zhuang置zhi。研yan究jiu車che鉤gou安an裝zhuang裝zhuang置zhi撞zhuang擊ji力li特te性xing、jiegoulinjieshixiaozaihe，yanjiuganxiantielujichedijiazhuanyouxinengjiegou，jieshijichechetigouhuananzhuangzhuangzhipengzhuangshixiaohedijiazhuanyouxinengjiegouxianghuzuoyongjizhi。yanjiuganxiantielujichejicheliangjianzhuangjilijinenglianghaosanfenbuguilv，yanjiuganxiantielujichegouhuanpengzhuanghuituizhuangzhi、專有吸能結構和車體結構端部承載能力合理匹配技術。
4.車下設備安裝結構振動疲勞分析方法研究
針對車下設備安裝結構的振動疲勞問題，基於IEC 61373標準載荷譜和在線實測載荷譜分別開展車下設備安裝結構的隨機振動疲勞評估技術研究，形成相應的頻域結構應力評估方法；應用上述評估方法研究車下設備安裝結構的振動疲勞失效機製，形成相應的抗疲勞設計方法；開展彈性連接裝置的敏度分析和參數優化設計，指導車下設備安裝結構的高耐久性和高可靠性改進。
5.耦合溫度及應變率效應的列車車體用碳纖維增強複合材料本構模型開發與仿真建模技術研究
針對目前主流的商業有限元軟件中計及溫度或應變率效應的碳纖維增強複合材料（CFRP）本構模型匱乏，在列車服役溫域（-60℃-60℃）內無法精確預測CFRP性能的問題，探究CFRP在高低應變率和高低溫環境下的剛度、強度變化規律及其失效機理；開發考慮單一因素（應變率和溫度）的CFRP剛度、強度及損傷演化本構模型；開發耦合溫度及應變率的CFRP剛度、強度及損傷演化本構模型；攻克耦合溫度及應變率效應的CFRP仿真建模技術，形成高保真、高效率的計算模型並進行試驗驗證。
方向三：重載機車與列車自主協同控製
1.重載列車空氣製動壓力波傳遞延遲特性研究
針對重載列車縱向低衝動需求，基於AmeSim搭建製動係統一維仿真模型，開展重載列車空氣製動列車管壓力波傳遞特性研究，探明空氣壓力波在列車管的傳遞、fanshejishijianyanchiguilv，yanjiuliechecaozongjianyaliangbianhuaduizhidongbochuandiyanchiguanxi，kaizhanmianxiangfuzadixingdezhongzailiechezhidongxitonghuanjietongbushiyingxingkongzhijishuyanjiu，weiliechezongxiangdonglixuemonitigongjingzhunzhidongshuru。
2.基於北鬥的列車無縫定位算法研發
針對衛星信號遮擋導致列車定位性能下降的問題，研究北鬥/慣導/輪速傳感器/雷lei達da等deng多duo傳chuan感gan組zu合he定ding位wei技ji術shu，構gou建jian車che地di協xie同tong的de列lie車che高gao精jing度du連lian續xu無wu縫feng定ding位wei算suan法fa，重zhong點dian突tu破po解jie決jue長chang隧sui道dao場chang景jing導dao致zhi北bei鬥dou定ding位wei可ke信xin度du下xia降jiang問wen題ti，為wei列lie車che安an全quan防fang護hu與yu控kong製zhi提ti供gong精jing確que的de定ding位wei信xin息xi支zhi撐cheng。
3.列車間無線重聯網絡通信技術研究
針對列車間實現無線通信安全穩定連接的目標，研究現有的多種通信方式（例如WIFI4G5G5G毫米波）功能和性能需求，確定並建立適用於列車間無線通信（列車無線骨幹網）方式、安全通信架構，支撐列車間自由編組解編及無線連掛等功能。
方向四：電力機車數字孿生
1.機車車輛走行部故障和運維知識圖譜構建方法
mianxiangjichecheliangzouxingbudianxingguzhangjiancezhenduanzhunquexingdetishengyuyunweizhishichendian，yanjiumianxiangjiankangjianceheyunweidejichecheliangzouxingbuguzhangheyunweizhishitupuxitongjiagoushejifangfa，jianlijiyuguzhangfenxilishiziliaohejingyanzhishidejichecheliangzouxingbuguzhangzhishitupugoujianfangfa。
2.機車機群的通風冷卻係統關鍵參數“性能基線”構建與PHM回傳參數偏離性故障診斷研究
基於固定線路運行機車機群的通風係統PHM數據分析與數據挖掘研究，研究適用於機車機群“性能基線”的構建方法，擬合機車機群通風係統關鍵參數（如風機軸溫、風機振動速度、風道風速等）的“性能基線”，研究機車運行時通風係統回傳參數與“性能基線”的符合性、或偏離性及其成因，研究通風係統關鍵參數性能演變規律；基於通風係統故障數據和回傳參數偏離性分析，構建通風係統故障診斷模型，研究部件智能故障識別及成因。
3.機車車輛走行部關鍵部件定量故障診斷算法
麵向機車車輛走行部軸承、齒chi輪lun和he車che輪lun踏ta麵mian等deng關guan鍵jian部bu件jian的de定ding量liang故gu障zhang診zhen斷duan，研yan究jiu數shu字zi孿luan生sheng驅qu動dong的de走zou行xing部bu關guan鍵jian部bu件jian故gu障zhang注zhu入ru與yu故gu障zhang樣yang本ben數shu據ju生sheng成cheng模mo型xing和he算suan法fa，研yan究jiu類lei別bie不bu平ping衡heng及ji標biao記ji數shu據ju缺que乏fa下xia的de小xiao樣yang本ben學xue習xi走zou行xing部bu傳chuan動dong部bu件jian故gu障zhang定ding量liang診zhen斷duan方fang法fa，研yan究jiu車che輪lun踏ta麵mian不bu同tong多duo邊bian形xing階jie次ci和he幅fu值zhi的de定ding量liang故gu障zhang識shi別bie算suan法fa。
其他方向
其他與本實驗室研究方向緊密相關的課題。
三、課題申請及有關要求
（一）接受具備下列條件研究課題的申請
1、符合《指南》資助範圍，不局限於具體項點，符合實驗室研究方向的優秀科技項目。
2、申報的課題學術思想新穎，創新性明顯，立論根據充分，研究目標明確，研究內容具體，研究方法和技術路線合理、可行，經費預算科學合理。
3、申請者與課題組成員應具備實施該課題的研究能力和可靠的時間保證，並具有基本的研究條件，申請者必須是課題的實際主持人。
4、遵守科學道德，以嚴謹的科學作風和實事求是的科學精神撰寫申請書。
5、不涉及知識產權糾紛等問題。
（二）指南文件發布
《指南》在重載快捷大功率電力機車全國重點實驗室網站及相關網站發布。
（三）課題承擔單位的確定
有you意yi承cheng擔dan課ke題ti的de申shen請qing人ren與yu我wo實shi驗yan室shi聯lian係xi，以yi報bao名ming表biao方fang式shi提ti出chu申shen請qing，並bing附fu營ying業ye執zhi照zhao或huo社she會hui團tuan體ti登deng記ji證zheng書shu或huo事shi業ye單dan位wei法fa人ren證zheng書shu或huo其qi他ta類lei型xing主zhu體ti資zi格ge證zheng書shu複fu印yin件jian(加蓋公章)等。申報課題由實驗室組織相關專家對課題申請書進行評審，按照擇優支持的原則確定資助對象。必要時申請者須按規定參加答辯。
（四）課題實施
quedingchengdandanweihou，anyituodanweijingfeiguanlideyouguanguidinghebenshiyanshikaifangketixiangmuguanlibanfaqiandingxieyi，chengdandanweianzhaohetongyuedingzuzhiketiyanjiugongzuo，ketijingfeideshiyongxuyaofuhexiangguanguiding。
（五）課題結題和成果標注
1、研究報告中應包括該項技術綜合評述以及應用建議。
2、研究課題完成後，申請人需認真填寫課題結題報告，進行驗收並存檔，並作為下一期申請的依據之一。
3、研究課題的有關論文、專著、成果評議鑒定資料等，均應標注：
中文：重載快捷大功率電力機車全國重點實驗室，湖南，412001
英文：The State Key Laboratory of Heavy-duty and Express High-power Electric Locomotive, 412001
4、研究課題所取得的成果（包括收集到的資料、研究報告、相應課題內開發的軟件及其測試檢驗報告等）歸實驗室與依托單位所有。
（六）其他要求及有關說明
1、 鼓勵獲得課題資助的申請者來實驗室開展研究工作或派研究生到本實驗室工作，實驗室將提供軟硬件和相關數據的支持。
2、本次申報不收取保證金。
四、主要時間節點
申請者應在2023年12月8日17:00以前將申報材料電子版發送至，申報材料包括加蓋了單位公章的《開放課題申請書》（附件1）掃描件（pdf文件）及可編輯文件（word文件）和《開放課題彙總表》（附件2）可編輯文件（excel文件），文件統一命名為：項目名稱+單位+項目負責人。
五、實驗室管理辦公室聯係方式
地址：湖南省株洲市石峰區田心路1號中車株洲電力機車有限公司重載快捷大功率電力機車全國重點實驗室大樓
郵編：412001
郵箱：
申報聯係人：王董運 周鵬
六、下載附件
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