
磁浮轨道交通装备江西省重点实验室(以下简称“实验室”)由江西省科技厅于2024年7月12日批准设立,依托江西理工大学建设,在原“江西省磁悬浮技术重点实验室”基础上优化重组而成。实验室深度契合国家“交通强国”“双碳”发展战略,聚焦低成本、低能耗、高可靠的永磁磁浮轨道交通系统关键技术,致力于构建绿色、安全、智能的永磁磁浮技术体系,支撑中小城市、旅游景区及骨干接驳等多元化交通应用需求。
实验室坚持“技术原创、系统集成、工程示范”的发展路径,系统开展基础理论研究、关键技术攻关、标准规范制定及示范应用,推动我国磁浮交通装备自主可控与产业化发展。围绕“永磁磁浮”核心技术,实验室设有三大研究方向:悬浮与导向控制,研究非线性磁力结构与控制机制,发展永磁电磁混合悬浮新结构与控制策略;供电与牵引驱动技术,聚焦高可靠供电、宽幅网压波动控制、牵引驱动分层优化及变流器集成设计;系统结构与集成,研发新型永磁磁浮转向架与轻量化轨梁结构,提升力学性能与制造效率;智能感知及自主运行优化控制方向,聚焦智能交通系统的环境感知、多源信息融合、系统特征建模、列车自主决策与运行控制等关键技术研究。
实验室原创性提出“永磁磁浮”系统架构,早在2014年启动研发,2019年建成全球首条60米验证线“红轨V1.0”,2022年完成880米全要素试验线,系统实现悬浮、导向、牵引、供电、制动、道岔与运控等全流程集成,技术成熟度达国际最高等级TRL9。系统具有“结构简、造价低、能耗小、噪声轻、运维优”的显著优势,已获得完整自主知识产权体系,包括PCT国际专利5项、国家发明专利70余项,40余项成果成功转化,转化金额达1.6亿元,广泛适用于城市接驳、景区交通与新型城镇交通系统。
实验室建设依托江西理工大学“永磁磁浮技术与轨道交通研究院”,拥有永磁磁浮工程技术研究中心等多个省市级平台资源,是中国稀土学会“稀土永磁磁浮技术及应用专业委员会”理事单位。实验室组建了一支高水平、国际化人才团队,现有科技及管理人员共42人,其中正高级职称11人,副高级10人,博士学位人员占比超六成,40岁以下青年人才占比近五成,梯队结构合理、发展潜力强。团队中集聚国家级高层次人才3人(包括“千人计划”“百千万人才工程”入选者、中科院专家),省级人才4人次,成员曾获江西省“青年五四奖章(集体)”“十大科技创新人物”等荣誉称号。
实验室科研及办公面积超过1800㎡,拥有一公里级永磁磁浮试验线、电磁控制与混合悬浮平台、多点驱动测试系统、数字孪生仿真系统等大型科研设施,配备总值超3000万元的高端仪器设备200余台(套),已形成设计—仿真—验证—示范全链条研发能力。近五年承担国家重点研发计划3项、国家自然科学基金5项、省部级以上项目10余项,科研经费累计超5000万元。牵头起草技术标准3项,发表高水平学术论文100余篇。
实验室注重产学研深度融合与人才培养,现有在读硕博研究生100余人,获江西省研究生教学成果一等奖,鼓励学生参加研究生电子设计竞赛、西门子杯中国智能制造挑战赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等赛事,荣获省部级以上奖项50余项,其中国家级一等奖5项,国家级二等奖7项,国家级三等奖11项。依托江西理工大学科研管理体系,实验室年均获得学校专项经费超450万元,“十四五”期间每年支持经费不低于100万元,并建立产业化收益反哺科研的多元化投入机制。
为推动技术产业化与工程示范落地,实验室与中国中车、中国通号、中国稀土集团等龙头企业深度合作,聚焦稀土永磁材料、电磁导向、结构轻量化与智能运控等方向,持续迭代“红轨”系统。红轨技术成果入选党的二十大“奋进新时代”主题成就展,被写入《2022年江西省政府工作报告》,并获央视《焦点访谈》、人民日报、新华社等媒体广泛报道,社会影响力深远。
面向未来,磁浮轨道交通装备江西省重点实验室坚持“以需求为导向、以项目为抓手、以技术为支撑、以团队为依托、以共赢为目标”的理念,致力于打通“人才培养-科技创新-产业对接”链条,推动红轨磁浮等核心技术在智能绿色交通中的广泛应用。实验室将立足江西、面向全国,力争建成低成本磁浮交通领域的技术策源地与创新高地,为我国构建智能、绿色、低碳、立体的现代综合交通运输体系贡献核心科技力量,助力江西高质量打造交通强国“江西样板”。
二、研究方向
1、系统结构与动力学
通过研究永磁悬浮“轨道-磁体-车辆”耦合动力学模型,探明激扰传递及耦合作用机理研究磁浮系统表征方法,形成综合性能评价标准及方法;围绕永磁悬浮新制式交通系统,量化研究不同载重、速度、曲线等工况下耦合系统中车辆动力特性、轨道结构动态响应以及桥梁结构振动行为,揭示各因素对系统动态性能的影响规律,构建完善的“轨道-磁体-车辆”耦合系统动力学理论体系,形成动力学分析与测试技术;基于复杂工况下轨、梁的结构静力学、动力学特性分析,形成轨道梁系统的轻量化设计方法。
2、悬浮与牵引系统
研究多目标优化的磁轨结构参数优化方法,建立完整的磁路设计理论体系,并研制了磁力测试与磁轨安装装备,形成了永磁磁浮系统的磁路设计、磁力仿真、磁力测试、磁轨安装的成套技术方案。围绕旋转电机与直线电机模型预测鲁棒控制开展基础研究和技术攻关,形成了以电机本体设计,控制系统开发,在线参数辨识,驱动算法研发,试验平台搭建的完备技术能力。
3、感知与运行控制
智能感知及自主运行组织、优化控制方向,聚焦智能交通系统的环境感知、多源信息融合、系统特征建模、列车自主决策与运行控制等关键问题。研究内容涵盖障碍物智能识别、列车运行状态感知与预测、高可靠5G通信、列车系统特征建模、协同路径规划与节能控制策略,旨在构建具备高安全性、自适应性与能效优化能力的智能化列车运行控制体系,支撑永磁磁浮等新型交通系统安全、智能、绿色、高效的自主运行。
三、人才队伍
实验室拥有一支结构合理、梯队清晰、业务素质过硬的高水平科研团队,现有固定人员40人、管理人员3人,柔性引进国家级专家3人。实验室人员中40岁以下人员占比48%、40-49岁占比31%,正高级职称12人、副高10人,博士学位人员占比达63%。拥有江西省科技创新团队1个,入选赣州市“十大科技创新人物”、江西省青年五四奖章(集体)等。现有中科院学科带头人、千人计划专家、“百千万人才工程”国家级人选、国务院特殊津贴专家、赣鄱英才、赣鄱俊才、青年井冈学者、新世纪百千万人才工程等国家与省部级人才8人次。