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西南交大學(xué)軌道交通自主創(chuàng)新:為國(guó)家高端制造

時(shí)間:2016-05-16來(lái)源:人民日?qǐng)?bào) 作者:劉裕國(guó)

風(fēng)馳電掣,四通八達(dá)。目前,中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)里程直逼兩萬(wàn)公里,位居世界第一?旖莘奖愕母哞F,改變著人們的生活,也為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

中國(guó)高鐵自信地走向世界,已成為中國(guó)高端制造的名片。“CRTSⅢ型無(wú)砟軌道技術(shù)”“高速道岔技術(shù)”“高鐵精密測(cè)量技術(shù)”和CRH380新一代高速列車,成為中國(guó)高鐵在國(guó)外的主打品牌。

孕育這一國(guó)家高端裝備制造的人才與技術(shù)搖籃,是位于我國(guó)西部擁有120年道路交通科研史的西南交通大學(xué)。這所大學(xué)的師生,主持或參與設(shè)計(jì)了我國(guó)所有的高鐵與城市地鐵等軌道交通建設(shè)項(xiàng)目,并在我國(guó)軌道交通史上創(chuàng)造了多項(xiàng)中國(guó)乃至世界第一。

起步晚:埋頭苦干,奮力趕超

西南交大牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室作為我國(guó)高鐵研發(fā)的核心平臺(tái),以解決重載、高速、安全問(wèn)題為目標(biāo),這里擁有世界唯一的六軸機(jī)車車輛整車滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái),其規(guī)模和研究能力達(dá)到世界先進(jìn)水平。我國(guó)大多數(shù)高速動(dòng)車組車輛上線前的試驗(yàn),都在這里進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建者,87歲的西南交大沈志云教授,被譽(yù)為“中國(guó)高速輪軌之父”。他說(shuō),西南交大是我國(guó)軌道交通事業(yè)發(fā)展進(jìn)程中最為重要、影響最大的一所高等學(xué)府,它有力支撐了中國(guó)軌道交通事業(yè)的歷史性跨越。

我國(guó)的鐵路建設(shè)起步較晚。作為國(guó)家軌道交通人才的搖籃,西南交通大學(xué)的科研人員深感重任在肩。1989年,牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在西南交大落成。沈志云率領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì),搶抓機(jī)遇,從零起步,著手設(shè)計(jì)研究和實(shí)驗(yàn)。

該團(tuán)隊(duì)的張衛(wèi)華教授,長(zhǎng)期從事機(jī)車車輛設(shè)計(jì)理論、車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及機(jī)車車輛試驗(yàn)的科研和教學(xué)工作,他在國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主攻機(jī)車車輛整車動(dòng)態(tài)模擬大型試驗(yàn)?匈Y料,繪圖紙,測(cè)數(shù)據(jù),廢寢忘食。他研究出了我國(guó)自己的實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案和關(guān)鍵技術(shù),使我國(guó)成為繼德國(guó)后第二個(gè)可進(jìn)行機(jī)車車輛全環(huán)境動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)的國(guó)家。

翟婉明教授是西南交通大學(xué)“土生土長(zhǎng)”的院士,他創(chuàng)建的“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)理論體系”,“車輛—軌道統(tǒng)—模型”以及機(jī)車車輛與線路最佳匹配設(shè)計(jì)原理及方法等研究成果,為高鐵設(shè)計(jì)部門提供了重要的科學(xué)支撐,在工程中發(fā)揮了直接作用。

科研無(wú)捷徑,萬(wàn)事開(kāi)頭難。1990年,還在西南交大讀博士的翟婉明,在翻閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)過(guò)程中不斷思考,發(fā)現(xiàn)此前尚沒(méi)有將鐵道車輛和軌道線路視為一個(gè)整體大系統(tǒng)開(kāi)展動(dòng)力學(xué)研究,于是他就大膽地開(kāi)始自行研究,勇闖新路。

一次,他好不容易用上萬(wàn)條語(yǔ)句編好程序,但在調(diào)試時(shí)卻出了問(wèn)題:根據(jù)他初步編出的程序驗(yàn)證,車子走著走著就飛起來(lái)了。他的老師還開(kāi)玩笑說(shuō):“你是在研究把火車當(dāng)飛機(jī)開(kāi)嗎?”翟婉明也笑了。隨后,他把自己關(guān)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,檢查、驗(yàn)證、演算,一干就是3個(gè)月,終于找到了原因,破解了問(wèn)題。“如果不堅(jiān)持下來(lái),就什么都沒(méi)有了。” 翟婉明說(shuō)。

西南交通大學(xué)運(yùn)輸系教授倪少權(quán),也是這樣一個(gè)鍥而不舍、拼命鉆研的人。2003年到2005年,正是我國(guó)列車運(yùn)行圖實(shí)現(xiàn)協(xié)同化計(jì)算機(jī)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)編制的關(guān)鍵時(shí)期,倪少權(quán)負(fù)責(zé)主持研發(fā)全路旅客列車運(yùn)行圖編制系統(tǒng)。“那段時(shí)間,我連做夢(mèng)都在想畫運(yùn)行圖。”不久后,該系統(tǒng)成功研發(fā),并于2006年在鐵路第六次提速調(diào)圖中成功運(yùn)用。

博士生導(dǎo)師徐伯初帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),運(yùn)用仿生學(xué)、美學(xué)原理,設(shè)計(jì)出高速列車頭型和“臉面”,如今,已設(shè)計(jì)高鐵頭型76個(gè)、地鐵頭型及車內(nèi)界面方案52個(gè)。其中,多個(gè)方案在伊拉克、沙特、土耳其等國(guó)使用。時(shí)尚美觀的造型,贏得同行稱贊。

卡脖子:不輸這口氣,不信這個(gè)邪

“我國(guó)已跨入了高速道岔設(shè)計(jì)制造的國(guó)際先進(jìn)行列!” 西南交大土木工程學(xué)院教授王平一臉自豪。

道岔技術(shù)是我國(guó)高速鐵路三大核心技術(shù)之一,在我國(guó)高鐵技術(shù)中起步最早。因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)難度大,一直是我國(guó)高速鐵路建設(shè)中一塊難啃的硬骨頭。中國(guó)高鐵要建成,道岔的問(wèn)題必須解決。

是靠買設(shè)備、走捷徑,還是靠自己的雙手自主研發(fā)?有的部門主張以市場(chǎng)換技術(shù),合資辦廠生產(chǎn)設(shè)備。他們與德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家進(jìn)行為期兩年的技術(shù)合作談判,都沒(méi)有結(jié)果。對(duì)方不僅漫天要價(jià),還不轉(zhuǎn)讓核心技術(shù)。“這就意味著中國(guó)高鐵發(fā)展,不僅要付出巨大的經(jīng)濟(jì)代價(jià),還會(huì)受制于人。”王平說(shuō)。

不輸這口氣,不信這個(gè)邪。西南交通大學(xué)的專家團(tuán)隊(duì),開(kāi)始緊鑼密鼓地搜集資料,踏上了自主研發(fā)之路。2005年,國(guó)家把道岔技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目的重任,交給了西南交通大學(xué)。同年5月17日,西南交大聯(lián)合中鐵三局等6家單位,成立了“高速道岔自主研發(fā)課題組”,王平為課題組的副組長(zhǎng)并主持研究。這也是高速鐵路線上產(chǎn)品唯一由高校牽頭的項(xiàng)目。

課題組中,西南交大承擔(dān)理論建構(gòu)部分,他們成立了20多人的課題小組,從輪軌關(guān)系、軌道剛度、無(wú)縫道岔3個(gè)部分進(jìn)行理論突破。2006年,成功地做出了第一組250公里的有砟道岔,并在膠州南站實(shí)驗(yàn)成功。

“有了核心技術(shù),就有了主動(dòng)權(quán)。”王平說(shuō)。

2007年,西南交大課題組完成了250公里無(wú)砟道岔的理論突破,在綏寧縣10多公里實(shí)驗(yàn)成功。2008年完成350公里無(wú)砟道岔的研發(fā)。西南交大的研發(fā)一路走高,逼得國(guó)外的道岔報(bào)價(jià)一路“低調(diào)”——從570多萬(wàn)元一組降到了300萬(wàn)元一組。

2008年底,在武廣線上烏龍泉車站與德國(guó)的一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)比拼。讓王平教授記憶猶新:“當(dāng)時(shí)北邊的4組道岔是德國(guó)的,南邊的4組道岔是中國(guó)的。我們用同樣的方法去測(cè)試,中國(guó)道岔與德國(guó)道岔測(cè)出的數(shù)據(jù)完全一樣。”自此,中國(guó)自主研發(fā)的道岔達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,開(kāi)始大規(guī)模在高鐵建設(shè)中應(yīng)用。

西南交大實(shí)現(xiàn)了牽引供電的領(lǐng)先與超越,理論和技術(shù)水平居世界前列。錢清泉院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了擁有獨(dú)立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系的客運(yùn)專線綜合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng),打破了德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)壟斷,為國(guó)家鐵路建設(shè)節(jié)約了巨額資金,已經(jīng)成功應(yīng)用于我國(guó)京滬、武廣、石太等高速鐵路。

其間,西南交大高速道岔課題組也在不斷壯大,培養(yǎng)出了一批批博士生、碩士生,由最初的10—20人的小團(tuán)隊(duì)發(fā)展到六七十人的大團(tuán)隊(duì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),1979年恢復(fù)高考后產(chǎn)生的交通領(lǐng)域的兩院院士,幾乎全部來(lái)自西南交大。

制高點(diǎn):這里有一群中國(guó)人

如今,西南交大依托以軌道交通實(shí)驗(yàn)室為代表的全球軌道交通領(lǐng)域最完整的學(xué)科體系和科研基地,圍繞“一帶一路”“中國(guó)制造2025”“高鐵走出去”,從發(fā)展戰(zhàn)略、基礎(chǔ)科學(xué)、支撐技術(shù)、前沿技術(shù)4個(gè)方面,開(kāi)展高鐵、重載、新型城市軌道和高速及超高速高溫超導(dǎo)磁懸浮交通的創(chuàng)新研究,不斷在關(guān)鍵、共性與前沿技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破和跨越。

今年4月29日,高仕斌教授主持“高速鐵路弓網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行診斷成套技術(shù)與裝備”科技成果通過(guò)鑒定。該成果相當(dāng)于對(duì)高速鐵路弓網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行“全方位體檢”。這些技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用在全國(guó)的高速、重載鐵路上,為我國(guó)的電氣化鐵路運(yùn)行提供了可靠的動(dòng)力保障。這項(xiàng)成果整體上達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

今年5月6日,由西南交通大學(xué)提供技術(shù)支撐的中低速磁浮商業(yè)運(yùn)營(yíng)示范線——長(zhǎng)沙磁浮快線正式通車,成為中國(guó)第一條自主設(shè)計(jì)、制造、施工與管理的中低速磁浮線路,西南交大主導(dǎo)了磁浮列車關(guān)鍵的懸浮控制系統(tǒng)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、懸浮架結(jié)構(gòu)等科研攻關(guān)。長(zhǎng)沙磁浮快線的正式通車,標(biāo)志著我國(guó)成為世界上第二個(gè)擁有這種先進(jìn)軌道交通運(yùn)營(yíng)技術(shù)的國(guó)家。

西南交大軌道交通實(shí)驗(yàn)室于2006年申請(qǐng)籌建,是我國(guó)軌道交通領(lǐng)域唯一的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,致力于對(duì)高鐵關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化攻關(guān)。

2015年6月30日,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組正式下線,標(biāo)志著中國(guó)高鐵走過(guò)了引進(jìn)、消化、吸收而邁向了全面創(chuàng)新。西南交通大學(xué)軌道交通實(shí)驗(yàn)室就承擔(dān)著中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組每個(gè)型號(hào)的安全測(cè)試第一關(guān)。

偌大的實(shí)驗(yàn)室,盛滿了西南交大人的激情與擔(dān)當(dāng)。有時(shí)為了一個(gè)核心技術(shù)參數(shù),實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)要把幾十噸重的列車反復(fù)拆裝,雖然是科研人員,也時(shí)常是汗流浹背,兩手長(zhǎng)繭。

李群湛,西南交大電氣工程學(xué)院供電系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)教授,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出世界領(lǐng)先的同相供電技術(shù)項(xiàng)目。6年前,技術(shù)研發(fā)進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)刻,李群湛被診斷出喉癌。然而,即使在病床上,他仍然通過(guò)信紙、寫字板和手機(jī)短信,堅(jiān)持帶領(lǐng)青年老師和研究生做科研。現(xiàn)今,在幾位青年老師的電腦里,還一直保留著當(dāng)時(shí)交流的許多短信記錄,他們說(shuō),這不僅是寶貴資料,也是老師寶貴的科研精神,時(shí)刻會(huì)激勵(lì)我們。

“要讓全世界都知道,這個(gè)制高點(diǎn)有一群中國(guó)人。”李群湛說(shuō)。(原標(biāo)題:為了國(guó)家的高端制造——西南交通大學(xué)軌道交通的自主創(chuàng)新之路)

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