中国铁路运输总量和效率居世界第一，以世界7%的里程完成了世界25%的运输量，高速、重载列车是提升运能的最有效手段。分布式牵引动力单元协同工作，构成高速、重载列车的强劲动力。牵引控制系统是高速、重载列车的“大脑”，完成各牵引单元与供电网电能交互（吸取、回馈）控制、牵引电机电-磁-转矩控制、牵引（粘着）力利用控制和多牵引单元动力协同控制，为实现运行速度、牵引载荷等列车顶层指标和平稳性、安全性提供核心支撑。牵引控制技术被极少数国外公司垄断，长期对我国封锁；并且在我国广阔地域、复杂线路及现有供电条件下高密度开行高速、重载列车，更是业界前所未有的技术挑战。

　　本项目在4项国家计划项目和2项省部级科技专项的支持下，攻克了高速、重载列车核心牵引控制技术，主要发明点如下：

　　1.针对高密度行车导致车网谐振、高速运行和风致颤振导致弓网瞬时分离和网压瞬变等因素引起系统失稳的世界级难题，发明分散自律的车网谐波最优控制和电压动态自适应技术，优化了谐波频谱分布，网侧电流谐波THD≤1.1%，同一供电区域内运行列车数量达到50 台，均达到世界最高水平。

　　2. 针对牵引电机功率（转矩）密度大、调速范围宽，电机工作温度和磁场变化大，导致参数大范围快速非线性变化影响控制性能的难题，发明牵引电机恒转差频率高性能矢量控制方法，实现电机调速范围0~6800rpm,全工作域转矩控制误差≤2%，动态响应时间≤2.3ms，达到国际领先水平。

　　3.针对全速度运行范围内粘着力最优利用难题（列车牵引力由轮轨间蠕滑摩擦作用生成，也称粘着力。最大粘着力随雨雾、冰雪、油污等轨面状态变化而突变，高速运行时变化更复杂），发明蠕滑率快速辨识和最速梯度下降控制方法，高速、重载列车最大起动粘着系数分别达0.11 和0.39，处于国际领先，消除了牵引动力发挥不当引发轮轨擦伤等安全隐患。

　　4.针对动力分散的高速、重载列车复杂工况下动力快速调节与优化分配难题，发明基于决策级信息融合的动力、速度协同控制方法，提升了高速列车的平稳性和舒适性，恒速控制误差≤0.52%，达到国际领先水平；保障了重载列车的安全性，最大车钩冲击力﹤1500kN，优于国外同类技术性能。

　　本项目历时近10 年，获授权发明专利23 项（其中美、日PCT 专利1 项），软件著作权6 项，发表论文10 余篇。制定我国首个IEC 列车控制国际标准、国家和行业标准8 项。先后获湖南省技术发明一等奖1 项、科技进步奖2 项，中国专利金奖、优秀奖各1 项，科技部“列车网络控制与信息系统创新团队”。

　　本项目成果已批量应用于世界运营速度最高、运行地域跨度最大的高速和重载列车，在国内已累计装车超过2000 台套，国外装车100 余台套，共实现销售收入20 亿元以上（近3 年为16 亿元）。多项成果鉴定为国际领先水平，形成了我国高速、重载列车的核心竞争力，成为中国高端装备的名片。应用本项目成果的“更高速度试验列车CIT500”，创造了605km/h 的台架试验世界最高速度。

高速、重载列车牵引控制关键技术及应用-CIT500试验列车

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高速、重载列车牵引控制关键技术及应用-神华号（HXD1系列机车）