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【走近“小巨人”】给轨道交通装上“防雷盾牌”

时间: 2024-09-06 01:09:22 |   作者: kaiyun体育官方网页

  上图 配置了科安达自主研发的新一代数字接口式计轴设备技术的深圳地铁20号线列车。（资料图片）

  左图 科安达实验室内，工作人员正在演示计轴仿真系统。邹羽涵摄（中经视觉）

  在我国轨道交通领域，有这样一家专精特新“小巨人”企业——深圳科安达电子科技股份有限公司（以下称“科安达”）。科安达开发的防雷产品和信号控制产品普遍的应用于国内铁路及城市轨道交通建设，不仅研发出铁轨的“防雷盾牌”，还给列车行驶装上了“火眼金睛”，在业界有“雷博士”美称。

  1月10日，G2724次列车从深圳火车站驶出，这是该站开出的第一趟高铁列车，标志着这个车站郑重进入高铁时代。随着车站升级的还有为避免机电设施遭受雷电袭击而安装的科安达第六代防雷分线柜。

  “和之前产品相比，新一代防雷分线柜在传统分线和防雷功能的基础上，增加大数据采集功能，可以采集电压、电流等数据，为轨道交通智能运维系统提供数据支持。”科安达工程师李泽沛说，利用这样的产品可以通过海量数据进行算法分析、诊断、报警、决策，这也是形成智慧铁路、智慧交通、智慧运营的基础产品。

  对轨道交通来说，防雷产品有多重要？“雷电恶劣天气是列车提速过程中的痛点。京广铁路开始进行计算机联锁改造时，就曾经发生过一个站遭受雷击，影响后续正常运行的状况。”科安达公司总裁张帆说，“除了直击雷以外，还有感应雷，能通过周边的线路感应到通讯设备、计算机设备上，大概几伏就能造成设备的损坏。如果一个设备遭到雷击，就可能影响到整个铁路的正常运行”。

  然而，在很长一段时间里，这个至关重要的“雷电盾牌”却一直被国外厂商垄断，价格非常昂贵。“要打破国外厂商的垄断，就必须掌握产品的核心技术。”张帆告诉记者，她与郭丰明1998年创办科安达，全力投入到轨道交通装备的防雷领域。当时，我国轨道交通开始发力建设，防雷产品市场需求旺盛。

  为了研发出产品，张帆、郭丰明带着技术人员到铁路、车站沿线进行调研和实地勘测。如何在防雷的同时，确保其他信号正常运行？“既要剥离出防雷击的电流，还要让正常的信号、正常的电流能够一直不中断地工作，而且不能有误码、错码，这是非常大的难点。”张帆说，经过反复的设计、测试，研发团队成功研制出一款防雷分线柜。但因柜体里的防雷模块、防雷分线装置、平地走线槽、告警器、基地系统没有现成的产品能采购，还得进行相关的软硬件设计、开模、实验。

  “当时，我们需要在3个月内完成产品开发，才有车站给我们做试用和试点。在这3个月里，我们先后开了3代模具，在产品上道使用前迭代了3次。”科安达公司副总经理郭浩说，如今，科安达的防雷设备已经用到5000多个站点及铁路线上，包括京广高铁、京沪高铁、上海虹桥站、广州南站等。

  科安达还为轨道交通打造了另一个重要的装备——信号控制计轴系统。计轴系统相当于列车上的一双眼睛，让高速行驶中的列车能够判断前方是否可以安全驶入。列车的判断依靠铁轨上安装的一个个传感器。

  “信号控制计轴系统主要负责确定列车位置，提供列车追踪时的安全保护。”张帆说，计轴系统使用车轮传感器把轨道分成若干个区段，列车进入和驶出各个区段时，车轮传感器会感应车轮信息。信号系统会根据各区段的占用和出清情况进行进路安排、决定列车行驶速度和运行间隔等系列安全操作。

  去年12月28日，深圳地铁20号线一期工程正式开通运营。作为深圳市首条“全自动驾驶”线路，列车最高运行速度可达120公里/小时，在无需司机操作的情况下，列车可自动完成唤醒、休眠、上线运行、进出站、开关门等一系列“常规操作”。

  在这套全自动运行系统中，科安达提供的新一代数字接口式计轴设备是其重要配置。“与传统继电器模式的计轴设备相比，数字化模式能够更高效地实现列车行驶过程中数据和信号的准确收集、快速高效运算，并准确输出信号。”科安达公司董事长郭丰明说，“通过这个设备，可将列车运行中的各项数据实时发送给控制中心，并通过大数据来进行故障分析、列车健康诊断、推送故障处置措施。”

  计轴系统的核心技术是算力和传感技术。早期国内所使用的计轴系统一直被国外公司垄断。国外的传统计轴产品采用的是继电器模式，需要通过一系列继电器组合才能构成逻辑电路，实现运算和输出。科安达团队经过不断地自主研发、迭代升级，让计轴产品摆脱了继电器时代，迈入了信息化时代。目前，科安达拥有完全自主知识产权的计轴系统已先后在全国50多个城市的190多条城市轨道线路中使用，国内市场占有率达到60%以上。“数字化计轴系统使铁路运行效率和安全性都有了大幅度的提高。”李泽沛说。

  在自主研发和升级迭代的道路上，科安达一路奔跑。目前，科安达的产品除了防雷系统、计轴系统，还有智能监测诊断系统、二次测雷电防护系统、电力自动化系统等，并形成了自己的专利技术体系。

  “我们深知核心技术的重要性，竞争对手不会卖，要想活下去就得自己摸索。”张帆说，公司创立初期，在轨道交通信号控制计轴系统和雷电综合防护细致划分领域，专业人才、研发能力和配套环境都与国际同行存在比较大差距。多年来，持续对标国际同行一路追赶，科安达从基础研究开始，到引进消化吸收，再到自主创新，最终实现了行业领跑。

  截至目前，科安达拥有的专利技术达到110项，其中发明专利36项，实用新型专利65项，外观设计专利9项，软件著作权证书50项，已成为轨道交通多个细致划分领域的隐形冠军，并参与铁道行业标准的起草和制定。

  张帆说，近年来享受到国家减税降费的红利，企业持续推动研发投入的底气越来越足。多个方面数据显示，从2018年至2022年2月，科安达累计投入研发费用1.12亿元。而从2018年至2021年，公司累计可享受研发费用加计扣除、高新技术企业所得税优惠、软件退税等合计金额超过8896万元。

  科安达2019年被评为国家第一批专精特新“小巨人”企业，2020年获得工信部“制造业单项冠军示范企业”荣誉。

  “随着城市化进程不断加快，城市治堵需求愈发旺盛，科安达将不断推进自主创新，结合实际应用，巩固和提升在城市轨道交通领域的优势地位，为轨道交通业的发展再添新动力。”张帆说。 （经济日报记者 杨阳腾）