康熊
性别:
男
获奖年度:
2011
获奖奖项:
科学与技术进步奖
获奖学科:
交通运输技术奖
工作单位:
中国铁道科学研究院
康熊,男,1955年3月出生于甘肃省兰州市。1982年西南交通大学电力机车专业毕业,获工学学士学位;1986年铁道部科学研究院机车车辆专业毕业,获工学硕士学位;历任铁道部科学研究院机车车辆研究所牵引室副主任、主任(助理研究员、副研究员),机车车辆研究所副所长、所长(研究员),铁道科学研究院院长助理、副院长,现任中国铁道科学研究院常务副院长,高速铁路系统试验国家工程实验室主任,动车组和机车牵引与控制国家重点实验室常务副主任,中国铁道学会第六届理事会理事,中国铁道学会牵引动力委员会副主任委员,中国智能交通协会第一届理事会常务理事,中国高速列车自主创新联合行动计划总体专家组成员。
康熊长期从事铁路机车车辆和系统试验技术研究,在高速铁路、既有线提速和2万吨重载列车开行等方面取得多项重要创新成果,为我国铁路相关领域技术水平跻身世界先进行列做出了重大贡献,是我国高速铁路技术研究的学术带头人和联调联试技术的主要开拓者之一。作为主要承担者,获国家科技进步一等奖3项、二等奖1项,省部级科学技术特等奖5项、一等奖4项、二等奖1项,专利2项,独著、参编科技著作10部,发表论文20余篇。
一、高速铁路系统联调联试关键技术
1.方法和评估体系。研究了高速铁路系统接口关系,应用系统集成和系统评估理念,分析了高速铁路轮轨关系、弓网关系、机电耦合、列车控制等关键控制环节,确定了实现顶层设计目标的系统优化原则,提出了地面测试与移动装备测试相结合、仿真与实车试验相结合的联调联试方法;研究了各系统、系统间接口、系统与外部接口评价方法,确定了高速铁路关键技术参数和安全性、舒适性指标,形成了系统级和应用级层面的评价体系和评判标准,为实现高速铁路的高速度、高密度、高安全性、高平稳性设计目标提供了依据。
2.轮轨关系评估及优化技术。传统的以轮轨力、平稳性为基础的动力学试验方法,难以解决高速铁路的轮轨耦合作用问题。他和项目组开展了高速列车动力学试验、理论研究,揭示了车辆特性与轮轨输入随速度变化的规律,建立了轮对-构架-车体三级、全列分布式测试系统,首次实现了车辆响应的解耦分析,得到了独立的车辆特性与各类激励特性,实现了通过线路试验对车辆特性和轨道状态的评估,指导了高速动车组的性能优化和轨道的精调。
3.弓网关系评估及优化技术。针对高速铁路接触网-受电弓系统的受流要求及高速气流激扰对高速动车组受电弓运行的影响,和项目组一起,在国内首次提出高速受电弓车载式空气动力学性能测试及优化方法,优化了高速运行条件下的受电弓姿态;首次研发了接触网-高速列车受电弓同步实时在线测试系统,实现了弓网关系的同步测量分析;首次提出了高速接触网平顺性诊断的三参数评判准则,在分析受电弓弓头垂直冲击加速度波形特征的基础上,按照跨长计算受电弓弓头垂直冲击加速度的最大值、峰值因子,提高了接触网平顺性判定的准确性,有效地指导了高速接触网的精调。
4.高速综合检测列车。高速铁路基础设施系统复杂,相互间的关联性强,许多问题只有在等速检测条件下才能发现。我国既有的160km/h轨检车、网检车,不能满足高速铁路的系统试验要求。为突破高速铁路系统试验的测试手段障碍,康熊主持并参与研制出最高速度250km/h和350km/h高速综合检测列车,解决了大半径曲线测量、轨道长波不平顺毫米级测量、接触网参数精确实时测量、轮轨力高速连续测量、高速轨道几何数据采集和实时处理、高速下亚米级精确定位、全列检测系统微秒级时空同步等技术难题,实现高速运行状态下轨道、轮轨动力学、接触网、通信、信号等系统数百个参数的高精度、高可靠性实时测量。高速综合检测列车已广泛应用于我国新建高速铁路联调联试和运营线路检测,达到世界先进水平。目前正在承担国家863重大科技创新项目“最高试验速度400km/h高速检测列车检测关键技术研究与装备研制”课题研究,研究成果已在京沪高速铁路综合试验中成功运用。
作为我国高速铁路联调联试技术负责人之一,康熊主持并参与完成京津、武广、郑西、沪杭等28条新建高速铁路的联调联试。特别是在我国首条350km/h高速铁路—京津高速铁路联调联试中,主持编制试验大纲、联调联试及试运行计划,完成15大类2000多个项目的试验测试,指导了轮轨关系、弓网关系、机电耦合等匹配调试,优化各系统接口功能,为解决高速列车安全与舒适、运行控制可靠与高效等关键技术难题提供了科学依据,使我国高速铁路联调联试技术达到世界先进水平。
二、列车牵引理论攻关与试验研究
1.列车牵引计算方法。1986年以来,他持续开展牵引计算的理论与试验研究,建立了我国牵引、制动基础数据库,开发了列车牵引计算软件,实现了我国主型列车在主要线路上通过能力、运行时分、能量消耗、设备性能等运行指标的综合计算与评估。自2000年以来该软件已成为铁路设计部门在新线建设与旧线改造前期规划的主要计算手段与设计依据。
2.高速列车牵引计算理论。针对高速铁路的需求及特点,提出高速列车自动牵引的层次约束方法,利用入口状态反馈实现限速约束,解决了牵引计算的连续性问题;通过引入标准操纵曲线实现操纵约束,解决了结果可实施性问题。通过限速及操纵约束为全局优化提供解决方案,为线路供电、运输调度、列车开行与操纵图的设计研究和仿真计算提供了手段,也为自动驾驶的实现提供了理论支持。该成果在京津、武广、京沪等高速铁路工程设计和联调联试中发挥了重要指导作用。
3.重载列车牵引优化控制。针对大秦线长大列车编组纵向冲动和山区长大下坡道周期制动等重载运输关键技术难题,建立了列车牵引计算多质点数学模型,开展2万吨重载列车同步控制、强非线性纵向动力学和列车优化操纵仿真研究;首次采用基于无线网络分布式的测试技术,解决了长达2672米重载组合列车多断面同步测试问题;通过测试与仿真对比分析优化,确定了编组方案和操纵模式,验证了2万吨重载组合列车各系统的协调性和最终开行效果,为2万吨重载组合列车成功开行提供了科学依据。
三、提速技术与试验研究
康熊作为技术负责人,主持和参加了铁路1~6次大面积提速的各项测试实验,组织完成180余次各种机车车辆试验和综合试验,主持开展了既有线提速200km/h技术经济分析、技术条件制定和综合试验研究,研究提出了既有线提速综合试验及评估方法,系统性的解决了既有线200km/h等级提速技术难题,主持编写的《既有线提速200km/h技术条件(试行)》和《既有线200~250km/h技术条件》等重要技术文献在全路实施,使既有线提速技术跨入世界先进水平。
康熊学风正派,治学严谨,实事求是,勤于钻研,现为铁道部专业技术带头人、博士生导师,享受国务院政府特殊津贴,先后荣获全国“五一劳动”奖章、铁道部“火车头”奖章、茅以升铁道科技奖、詹天佑铁道科技成就奖、“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖,2010年度全国优秀科技工作者。
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