上圖 配置了科安達自主研發的新一代數字接口式計軸設備技術的深圳地鐵20號線列車。（資料圖片）
左圖 科安達實驗室內，工作人員正在演示計軸仿真系統。鄒羽涵攝（中經視覺）
在我國軌道交通領域，有這樣一家專精特新“小巨人”企業——深圳科安達電子科技股份有限公司（以下稱“科安達”）。科安達開發的防雷產品和信號控制產品廣泛運用於國內鐵路及城市軌道交通建設，不僅研發出鐵軌的“防雷盾牌”，還給列車行駛裝上了“火眼金睛”，在業界有“雷博士”美稱。
鐵軌上的“防雷盾牌”
1月10日，G2724次列車從深圳火車站駛出，這是該站開出的第一趟高鐵列車，標誌着這個車站正式進入高鐵時代。隨着車站升級的還有為了防止機電設備遭受雷電襲擊而安裝的科安達第六代防雷分線櫃。
“和之前產品相比，新一代防雷分線櫃在傳統分線和防雷功能的基礎上，增加大數據採集功能，可以採集電壓、電流等數據，為軌道交通智能運維繫統提供數據支持。”科安達工程師李澤沛説，利用這個產品可以通過海量數據進行算法分析、診斷、報警、決策，這也是形成智慧鐵路、智慧交通、智慧運營的基礎產品。
對軌道交通來説，防雷產品有多重要？“雷電惡劣天氣是列車提速過程中的痛點。京廣鐵路開始進行計算機聯鎖改造時，就曾經發生過一個站遭受雷擊，影響後續正常運行的狀況。”科安達公司總裁張帆説，“除了直擊雷以外，還有感應雷，能通過周邊的線路感應到通訊設備、計算機設備上，大概幾伏就能造成設備的損壞。如果一個設備遭到雷擊，就可能影響到整個鐵路的正常運行”。
然而，在很長一段時間裏，這個至關重要的“雷電盾牌”卻一直被國外廠商壟斷，價格非常昂貴。“要打破國外廠商的壟斷，就必須掌握產品的核心技術。”張帆告訴記者，她與郭豐明1998年創辦科安達，全力投入到軌道交通裝備的防雷領域。當時，我國軌道交通開始發力建設，防雷產品市場需求旺盛。
為了研發出產品，張帆、郭豐明帶着技術人員到鐵路、車站沿線進行調研和實地勘測。如何在防雷的同時，確保其他信號正常運行？“既要剝離出防雷擊的電流，還要讓正常的信號、正常的電流能夠一直不中斷地工作，而且不能有誤碼、錯碼，這是非常大的難點。”張帆説，經過反覆的設計、測試，研發團隊成功研製出一款防雷分線櫃。但因櫃體裏的防雷模塊、防雷分線裝置、平地走線槽、告警器、基地系統沒有現成的產品可以採購，還得進行相關的軟硬件設計、開模、實驗。
“當時，我們需要在3個月內完成產品開發，才有車站給我們做試用和試點。在這3個月裏，我們先後開了3代模具，在產品上道使用前迭代了3次。”科安達公司副總經理郭浩説，如今，科安達的防雷設備已經用到5000多個站點及鐵路線上，包括京廣高鐵、京滬高鐵、上海虹橋站、廣州南站等。
高速列車的“火眼金睛”
科安達還為軌道交通打造了另一個重要的裝備——信號控制計軸系統。計軸系統相當於列車上的一雙眼睛，讓高速行駛中的列車能夠判斷前方是否可以安全駛入。列車的判斷依靠鐵軌上安裝的一個個傳感器。
“信號控制計軸系統主要負責確定列車位置，提供列車追蹤時的安全保護。”張帆説，計軸系統使用車輪傳感器把軌道分成若干個區段，列車進入和駛出各個區段時，車輪傳感器會感應車輪信息。信號系統會根據各區段的佔用和出清情況進行進路安排、決定列車行駛速度和運行間隔等系列安全操作。
去年12月28日，深圳地鐵20號線一期工程正式開通運營。作為深圳市首條“全自動駕駛”線路，列車最高運行速度可達120公里/小時，在無需司機操作的情況下，列車可自動完成喚醒、休眠、上線運行、進出站、開關門等一系列“常規操作”。
在這套全自動運行系統中，科安達提供的新一代數字接口式計軸設備是其重要配置。“與傳統繼電器模式的計軸設備相比，數字化模式能夠更高效地實現列車行駛過程中數據和信號的準確收集、快速高效運算，並準確輸出信號。”科安達公司董事長郭豐明説，“通過這個設備，可將列車運行中的各項數據實時發送給控制中心，並通過大數據進行故障分析、列車健康診斷、推送故障處置措施。”
計軸系統的核心技術是算力和傳感技術。早期國內所使用的計軸系統一直被國外公司壟斷。國外的傳統計軸產品採用的是繼電器模式，需要通過一系列繼電器組合才能構成邏輯電路，實現運算和輸出。科安達團隊經過不斷地自主研發、迭代升級，讓計軸產品擺脱了繼電器時代，邁入了信息化時代。目前，科安達擁有完全自主知識產權的計軸系統已先後在全國50多個城市的190多條城市軌道線路中使用，國內市場佔有率達到60%以上。“數字化計軸系統使鐵路運行效率和安全性都有了大幅提升。”李澤沛説。
活力十足的隱形冠軍
在自主研發和升級迭代的道路上，科安達一路奔跑。目前，科安達的產品除了防雷系統、計軸系統，還有智能監測診斷系統、二次測雷電防護系統、電力自動化系統等，並形成了自己的專利技術體系。
“我們深知核心技術的重要性，競爭對手不會賣，要想活下去就得自己摸索。”張帆説，公司創立初期，在軌道交通信號控制計軸系統和雷電綜合防護細分領域，專業人才、研發能力和配套環境都與國際同行存在較大差距。多年來，持續對標國際同行一路追趕，科安達從基礎研究開始，到引進消化吸收，再到自主創新，最終實現了行業領跑。
截至目前，科安達擁有的專利技術達到110項，其中發明專利36項，實用新型專利65項，外觀設計專利9項，軟件著作權證書50項，已成為軌道交通多個細分領域的隱形冠軍，並參與鐵道行業標準的起草和制定。
張帆説，近年來享受到國家減税降費的紅利，企業持續推動研發投入的底氣越來越足。數據顯示，從2018年至2022年2月，科安達累計投入研發費用1.12億元。而從2018年至2021年，公司累計可享受研發費用加計扣除、高新技術企業所得税優惠、軟件退税等合計金額超過8896萬元。
科安達2019年被評為國家第一批專精特新“小巨人”企業，2020年獲得工信部“製造業單項冠軍示範企業”榮譽。
“隨着城市化進程不斷加快，城市治堵需求愈發旺盛，科安達將不斷推進自主創新，結合實際應用，鞏固和提升在城市軌道交通領域的優勢地位，為軌道交通業的發展再添新動力。”張帆説。 （經濟日報記者 楊陽騰）