教育背景
2004年9月——2008年7月 北京交通大学电气工程学院 获工学学士学位
2008年9月——2013年7月 北京交通大学电气工程学院 获工学博士学位
工作经历
2013年9月——2015年7月 中国科学院电工技术研究所 博士后
2014年8月——2015年8月 美国威斯康辛大学麦迪逊分校WEMPEC 访问学者
2015年9月至今 北京交通大学电气工程学院电控系 副教授 博士生导师
科研项目
主持或参与的科研项目:
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[1] 北京交通大学: 轨道交通数字孪生建模与控制, 2024-2026 参与
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[2] 北京交通大学: 宁波轨道交通5号线一期牵引供电系统能耗分析, 2023-2024 参与
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[3] 北京交通大学: 蓄电池牵引DC/DC电源系统开发, 2024-2024 主持
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[4] 北京交通大学: 地铁供电潮流计算的仿真模块开发, 2024-2024 参与
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[5] 北京交通大学: 接触轨融冰除雪车控制系统开发, 2023-2024 参与
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[6] 北京交通大学: 地铁车辆关键部件性能评估及状态监测关键技术研究, 2023-2024 主持
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[7] 北京交通大学: 地铁变压器健康状态评估及故障预警技术研究与应用, 2023-2024 主持
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[8] 红果园(横): 风电机组可靠性验证评估软件平台开发, 2023-2024 主持
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[9] 北京交通大学: 地铁车辆用熔断器、断路器寿命预测研究, 2023-2025 参与
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[10] 北京交通大学: 城轨供电系统PHM技术咨询, 2023-2024 主持
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[11] 北京交通大学: 基于全寿命周期的混合动力动车组能量管理关键技术研究项目混合动力动车组控制策略及能量管理关键技术研究, 2023-2025 主持
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[12] 北京交通大学: 双向变流技术仿真研究, 2022-2023 参与
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[13] 红果园省部级"企事业"(新): 长距离分布式微电网仿真技术研究, 2022-2024 主持
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[14] 红果园省部级"企事业"(新): 大功率发电机控制器测控技术研究, 2022-2023 主持
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[15] 北京交通大学: 城轨供电系统钢轨电位仿真, 2022-2022 参与
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[16] 北京交通大学: 城市轨道交通牵引供电系统能耗分析, 2022-2023 参与
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[17] 北京交通大学: 动车组牵引系统多功能控制策略研究, 2021-2025 主持
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[18] 北京交通大学: 基于车路协同的自动驾驶技术研究, 2021-2024 主持
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[19] 北京交通大学: 世界领先高速综合检测试验列车项目牵引高压系统长期跟踪试验, 2021-2025 主持
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[20] 北京交通大学: 智能驱动控制核心算法研究项目健康管理算法研发, 2020-2023 主持
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[21] 北京交通大学: 北京地铁“智慧供电”顶层方案设计研究, 2021-2022 主持
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[22] 北京交通大学: 非线性和不平衡负载下辅助变流器控制技术, 2020-2023 主持
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[23] 红果园(北京交大铁科科技园有限公司): 《人机料法环生产过程状态诊断和智能化管控验证系统》 采购合同, 2021-2022 主持
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[24] 北京交通大学: 城市轨道交通供电设备PHM深化及智能运维架构研究, 2021-2022 参与
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[25] 北京交大铁科科技园有限公司: 轨道交通设备备品备件购销合同, 2021-2021 主持
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[26] 北京交通大学: 智能集成控制单元技术研究项目核心电路板研发, 2021-2024 主持
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[27] 北京交通大学: 城市轨道交通供电系统智能运维系统, 2019-2023 主持
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[28] 专利转化项目: 基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置, 2019-2025 参与
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[29] 专利转化项目: 一种逆变器并联系统, 2019-2025 主持
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[30] 科技部“科技支撑”: 纵向预研基金-科技部“科技支撑”-KEB316001534, 2018-2020 参与
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[31] 北京市科委: 纵向预研基金-北京市科委-KEH17002531, 2018-2020 参与
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[32] 北京交通大学: 轨道交通车辆牵引系统、辅助电源检修技术研究, 2018-2022 主持
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[33] 科技部“科技支撑”: 预研-KEB314001534, 2018-2019 参与
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[34] 北京市科委: 城市轨道交通接触网新型智能融冰技术研究, 2017-2018 参与
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[35] 北京市科委: 双向能量控制城市轨道交通牵引供电系统研制, 2017-2019 参与
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[36] 国家重点研发计划: 动力系统多效应耦合仿真技术研究, 2016-2020 参与
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[37] 新一代轨道交通车载逆变电源关键技术研究 主持
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[38] 北京市教委: 城市轨道交通能馈式供电与牵引传动装备研制及工程应用示范(2014重大成果转化)项目, 2016-2016 参与
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[39] 列车牵引系统关键部件的疲劳程度与可靠性评估 参与
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[40] 科技部“科技支撑”: 下一代地铁车辆技术研究及示范应用子课题“新能源牵引传动及辅助供电技术—牵引传动及辅助电源技术研究”, 2015-2017 参与
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[41] 北京交通大学: 混合动力动车组项目—— 辅助变流器方案设计及试验研究, 2013-2018 参与
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[42] 北京交通大学: 混合动力动车组项目—— 牵引变流器方案设计及试验研究, 2012-2018 参与
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[43] 国家自然科学基金“重点”: 高速铁路电力牵引系统的安全性预测与控制, 2012-2015 参与
主要科研方向总结:
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[1]电力电子技术在轨道交通、国防工业等方向的应用;
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[2]围绕电力电子技术,展开计算机控制、通信、嵌入式等方向的应用研究;
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[3]针对电力电子器件以及复杂系统,展开故障诊断与寿命预测研究;
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[4]研究人工智能、神经网络等智能算法在电力电子方向的应用。
主要科研成果总结:
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[1]主持研发完成城市轨道交通大功率应急牵引供电系统
面对城市轨道交通正线故障运行、库内动车、跨线运行等多方面需求,研发基于DC110V大容量磷酸铁锂电池的DC/DC供电系统,采用多路IGBT并联技术(最高可实现9路并联),实现硬件主电路全国产供应链下的高可靠性大功率供电系统,电池侧放电电流超过2000A,可满足地铁列车AW3载荷下最高20km/h车速运行10分钟。该系统是国内首例研发成功的基于110V电池、并能在AW3载荷下运行至20km/h的大功率应急牵引系统,并已装备北京地铁13号线、北京地铁6号线和天津地铁9号线,累计安装超过100套。通过该系统的先行先试,摸索出了一条基于110V电池的大载荷中速应急牵引模式,为后续该系统在地铁领域的大规模应用打下坚实基础。
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[2]参与研制新一代智慧型城市轨道交通牵引供电系统
具有牵引、能馈、无功补偿、融冰的“四合一”功能,节能效果显著,技术水平世界领先,累计已经在全国20余条线路应用,国内市场占有率第一(50%以上)。该项技术实现7个首次,包括:
(1) 国内首次正线运营:北京10号线十里河站和西钓鱼台站;
(2) 国内首次全线运营:北京14号线(中段、东段);
(3) 国内首个既有线改造:北京10号线一期供 电系统改造;
(4) 国际首次实现分布式无功补偿:郑州地铁城郊线;
(5) 国内首次双向变流:北京10号线二期十里河和西钓鱼台;
(6) 国际首次提出在线智能融冰方案:北京市科委已结题;
(7) 国际首次实现“四合一”牵引供电系统。
该系统目前已生产超过200套。按一套节电量300万度保守估算,该系统年节电量达6亿度,减少二氧化碳排放60万吨。等效每年减少4.8万吨标准煤,减排粉尘3.26万吨、二氧化硫0.36万吨、氮氧化物0.18万吨,具有显著的环保生态效益。2017年9月,经北京市电工技术学会认定,该系统处于国际领先水平。同年11月,中国城市轨道交通协会评价结论认定该成果多项核心关键技术处于国际领先水平,属国际首创。2020年该项成果获北京市科学技术二等奖(技术发明奖)和广西科学技术二等奖。
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[3]建立世界上首例模拟城市轨道交通牵引供电与牵引传动系统的动态模拟试验平台
该平台全长180米,高2.6米,设立8个牵引变电所和2个主所,创新式采用全功能、小比例、积木式设计理念,是真实城轨交通的全功能、等比例微缩版本,具备准确模拟城市轨道交通牵引供电、信号控制、车辆等核心功能的能力。通过该平台,北京交通大学电气工程学院本科教育将具有理论结合实践的教学效果,使得学生能够对城轨交通具有更加全面和深刻的理解,是一种全新的教学模式创新。
该平台已累计为电气工程学院《电气工程导论》、《自动控制原理》、《电测与计量》和《专业综合设计与实践》等课程开课,并累计服务4届本科生超过1000名学生。通过这些实验课程的展开,从系统上升级改造电气学院本科人才培养体系,重构实验类课程架构。目前该成果已经获得北京市本科教学成果二等奖。
面向城市轨道交通牵引供电系统、机电系统、车辆系统等核心系统领域,采用物理模型结合深度学习算法的数据驱动模式,从底层网络到顶层应用层,构建统一化的城轨全域PHM系统。该系统的技术突破如下:
(1)成功研发城轨列车高速断路器智能检测系统;
(2)针对不同设备建立定制化的检测方案;
(3)针对不同设备,采用不同理论,构建定制化的寿命预测模型;
(4)形成面向寿命预测的统一化深度学习算法;
采用统一化的城轨全域PHM系统,可实现由故障修、计划修到状态修,能够提高设备运行健康保障度,延长设备服役期;降低全寿命周期设备成本和人力成本,降低备品备件库存;提高工作效率,简化运维工作,降低人工劳动强度;迅速排除故障,降低故障率。在该系统的支持下,供电系统、车辆和机电系统可分别降低人工成本23.8%、28%和34%,运维成本减少280万、144万和53.5万,备品备件库存减少115万元、500万元和200万元,每年总计可降低运维费用约1289万元。
探索突破轨道交通牵引传动核心技术,形成具备完全自主知识产权的TCU设计、核心算法构建、牵引硬件系统设计等成套核心技术,突破包括全速度范围内平滑过渡型脉宽调制技术,磁链观测技术及无速度传感器技术,参数辨识技术,牵引系统稳定性控制技术等核心技术,首次研制成功多型列车牵引系统,包括:
(1) 完全自主研制成功我国首列100%低地板轻轨车的牵引传动系统,填补了国内空白;
(2) 完全自主研制成功我国首列“混合动力动车组”牵引传动系统,并通过严酷的30万公里载客考核,通过铁路总公司评审,拿到生产许可证。