高速列车所受空气阻力占总阻力的85%以上，且轨道交通特有的列车高速交会、高速穿越隧道等诱发空气动力，将严重危及行车安全。中南大学高速列车研究中心，在国内率先开展列车空气动力学研究，以“减阻降耗、安全舒适”为目标，形成了“基础研究-平台研建-技术研发-工程应用”高速铁路空气动力学自主创新研发体系。创建高速列车气动外形结构设计理论与方法、建立人/车/隧耦合空气动力安全理论与技术、大风环境下铁路行车安全技术、建立实车空气动力学试验系统和评估方法，并制定了列车空气动力学相关标准。 1.高速列车气动外形设计制造 创建了一套从列车空气动力学研究到结构工程化设计的列车车体研制方法,提出减小列车空气阻力、降低交会压力波、优化流场品质的外形结构设计方法。目前，完成已投入运营的流线型列车外形设计共33种。 2.动模型试验装置 动模型试验系统由试验台、动力系统、加速系统、控制系统、测试系统、制动系统、数据处理系统、试验模型组成。主要参数：模型列车速度：200-500km/h；模型比例：1:8-1:20，单线运行或双线交会。在该试验装置上已完成了我国各型列车、隧道、线路的气动设计、模型试验研究。动模型试验通过改变其周围流场，完成空气动力试验；可解决高速列车交会、穿越隧道、连续地面效应等模型实验难题，与风洞试验互为补充。 3.横风-动模型实验装置 作为国际首创的“横风-动模型实验装置”，突破了国内外现有风洞实验和动模型实验的技术瓶颈，实现“近地风场-运动物体-地面设施”相对运动为一体的瞬态测量，成为近地空气动力学研究领域不可替代的实验装置。可用于研究高速列车、地效飞行器、飞机起降、舰载机着舰、巡航导弹超低空飞行等近地运动物体的动态失稳机理、周围流动控制机制。 4.风/沙/雨/雪环境专用试验平台 风/沙/雨/雪环境专用试验平台有三个试验段：低速试验段、高速试验段、强风考核试验段。高、低速试验段串联布置，强风考核试验段与高速试验段可互换。该风洞具有两种运行模式：回流运行模式，适用于较低风速和常规实验标定；直流下吹模式，适用于特种试验（降雨和风沙模拟）和强风考核试验。该平台可用于风环境下列车及部件气动性能实验，风速、风向传感器检定实验，风、沙、雨等恶劣环境模拟实验。 5.车体交变气动载荷试验装置 该装置主要用于分析列车高速穿越隧道时，所产生的交变气动载荷导致车体气动疲劳、乘员舒适度问题。主要参数：压力变化范围：±20kPa；压力变化周期：3-60s。主要功能:（1）通过多源阵列控制车体抽吸动作，可模拟±20KPa范围内周期和非周期的压力瞬变过程，对车体施加交变气动载荷，评价车体在交变气动载荷下的疲劳寿命；（2）采用波形追踪逼近控制技术，真实再现车内外压力演化过程，实现车体承受气动载荷谱的准确模拟，研究车内压力变化率对人耳舒适度的影响。

本专利技术提供一种发光二极管阵列铁路信号装置，能满足铁路信号机光学性能和技术指标，应用铁路信号灯，发光效率高，节电，发散角小，可靠性强；专为铁路部门设计的新型铁路信号机光学系统，可替代目前用白炽灯和螺纹有色聚光镜构成的各种铁路信号灯（机），远远优于白炽灯。

成果来自多项省部级科技计划项目，分别获得省部级一、二、三等奖励的重点纵向成果，发表论文10多篇，出版专著3部，获发明专利1项，目前已进入实用阶段。该成果首次提出高铁卫星和常规测量的控制网技术指标；研制出方向自适应投影和CPⅢ网数据处理软件；建立600 m标准轨道检验场进行轨道检测设备的国内首次产品技术认证。方向自适应投影的准确性比国外同类型技术提高10倍，使高铁控制网边长投影变形<1 mm/km；建立600 m以上标准轨道进行轨道检测设备的计量认证国外尚无先例，是唯一可以检测轨道300 m弦平顺性≤10 mm技术指标的计量检测手段。

铁路电力系统主要为编组站、车站、检修工厂、机务段、车辆段、通讯、列车行车信号等动力和照明提供用电，它虽工作于电网的末端，属于电力、输、供三个环节中的供配电环节，但其对供电可靠性的要求却非常高。近年来铁路行车速度不断提高，直接与行车有关的新工艺、新设备无不要求电力供应稳定可靠。青藏铁路平均海拔超4000米，其环境达零下25度，使普通电器设备无法正常启动；其大气压力远远低于正常海拔值，使普通电器设备的耐绝缘、耐冲击、继电器触头及印制板的设计性能等均不能满足要求。同时，青藏铁路沿线恶劣的自然环境，给设备进行现场试验和维护带来诸多不便。因此，需要一体化的系统来综合解决这些问题。该系统包括如下几个方面的内容：1）适用于高原低温等恶劣环境的保护、测控装置的新硬件平台。2）适用于高原低温等恶劣环境的基于地理信息系统、管理信息、视频监控系统的铁路电力远动高度系统。3）适用于高原低温等恶劣环境的铁路电力综合自动化系统。4）适用于高原低温等恶劣环境的铁路电力线路自动化。5）适用于高原低温等恶劣环境的变（配）电所电气设备状态在线监测系统，包括一次设备的在线监测和二次设备的在线监测。

 该项目为863重点项目。项目针对我国铁路危险品运输的品种多、运量大及路途长、途中还需解体和编组作业等特点，研究开发危险货物运输安全状态在途检测的关键技术和设备，重点解决工程实施中存在的通信条件恶劣、货车车载设备供电缺乏，以及粉尘、振动、冲击和电磁干扰等问题，以满足铁路危险品运输在途监测需求，及时发现危险隐患，减少货物的运输途中发生事故所造成人员伤亡、财产损失和环境污染。项目成果及运用：     本项目采用无线传感器网络技术，在多点网络化监测、环境适应性强、节点功耗低等方面有创新，并实现了危险货物安全状态的分析和评估。目前该成果已成功应用于铁路新疆棉花运输安全监测、铁路电石集装箱检测等系统中，实现了货车运输车载供电缺乏的条件下，自动长时间、远程连续地监测、检测货物运输状态，得到了铁道部有关领导、用户的一致好评。已获得国家发明专利4项，软件著作权6项。运用于铁路新疆大宗棉花运输安全监测研究中，为防止棉花自燃事故提供了第一手监测数据。铁路电石集装箱检测项目中发挥了重要作用，能够远程地、较长时间地、连续地检测并记录电石集装箱检测实验中的各项参数，为数据采集与分析节省了大量人力物力。

一种电气化铁路混合供电系统，其组成是：牵引变电所的55kV牵引变压器(SS)次边的一输出端(Q1)与铁道牵引网的接触线(T)相连，另一输出端(Q2)与铁道牵引网的负馈线(F)相连；在距离牵引变电所(SS)0-10km设置有首端自耦变压器(AT0)和自耦变压器(AT)；该系统使牵引网的供电能力与其实际供电需求量相匹配，从而既延长供电臂距离，减少电分相数量，提高电网的供电能力，更有效地使用供电设备；同时，也减少整个系统设备投资和维护成本。

本新技术成果提供了一种铁路车轴相控阵超声探伤自适应扫查装置。采用空气压缩力驱动超声波探头夹具，气体流量和压力可调节，浮动定位压力，避免压力过大损坏夹具和探头，保护检测设备安全；在探头定位过程中，根据检测车轴直径，自适应调节探头单轴旋转角度，满足不同直径的火车车轴探伤需求；在探伤检测过程中，探头可沿伸缩导柱运动，压簧伸缩调节探头和车轴表面贴合压力，随动滚轮转动，减小探头和车轴表面的摩擦力，保证探头耦合的稳定性。本装置操作方便、适用性强、保证探头定位安全性和稳定性，提高了超声波车轴探伤的检测效率。

成果描述：一种测定静载下铁路地基土体变形状态荷载阈值的方法，其操作步骤为:在刚性边壁构成的模型箱内构筑填土模型，通过圆形刚性加载板对填土模型按极限承载力的不同比例系数λi分级施加静载；通过位移传感器测量并计算加载过程中不同时刻t土体的塑性变形速率vi(t)，并取其有效数据点，按负幂函数v(t)=At-α拟合；得到荷载比例系数λi对应的幂指数αi值，并对其按三次多项式拟合得到α~λ曲线，以α~λ曲线的两个曲率极大值点的λΙ和λII对应的荷载pΙ=λΙσf和pII=λIIσf作为土体变形状态的荷载阈值。pΙ和pII能分别为高速铁路无砟/有砟轨道路基设计与优化、变形状态评价与整治原则提供试验依据。该方法具有试验时间较短、判别准则明确的特点，得到的荷载阈值更准确、可靠。市场前景分析：轨道交通基础设施建设领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。

板式无碴轨道是当今高速铁路和城市轨道交通无碴轨道的主要结构形式之一。板式无碴轨道的特点之一是在混凝土基床与轨道板之间铺有一层约５０mm厚的水泥-沥青砂浆（简称CA砂浆）作为垫层，支承预制的钢筋混凝土轨道板，给轨道提供需要的强度和弹性。本课题通过将环氧沥青水性化，与水泥复合，形成水泥和沥青相互作用形成互穿网络结构的环氧沥青水泥砂浆复合材料，适用温度-40°C--70 °C，可以在50年内保持弹性力85%以上，从而可避免普通CA砂浆短期使用后易开裂、易破粹的现象，满足高速列车运行安全。

(1) 充电机以隔离DC—DC变换器为主体结构。 (2) 控制系统由驱动板和单片机（CPU）控制系统组成。 (3) 人机接口由按键和液晶显示屏组成。 (4) 最大输出功率10kW，最大充电电流80A，最高输出电压130V。 (5) 充电机的充电电流和停止电压等参数都存储在非易失性存储器（EEPROM）中，可以通过充电机的键盘配合液晶显示屏来修改参数。 (6) 具有完善的保护功能。充电机提供两大类故障保护：可恢复故障和不可恢复故障。对于可恢复故障，当故障消失后，充电机可自动恢复运行。对于不可恢复故障，为保证人身及设备安全，必须人工恢复。 (7) 充电机的主电路采用全桥移相的软开关电路，开关损耗小，整机效率高。与传统的充电机相比，软开关充电机能有效的提高能源利用率，达到节能减排的效果。 (8) 与可控硅整流充电机相比，本充电机采用高频整流电路，体积更小，重量更轻。 应用范围： 本充电机为铁路110V电池组专门设计。技术指标如下： 最高输出电压：130V；最大输出电流：80A； 最大输出功率：10kW；稳压精度：1%； 稳流精度：2%；输出电压纹波：4V； 输出电流纹波：2A；输入欠压保护点：400V。