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2009年12月2日 星期
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西南交通大学:助推轨道交通的“中国速度”

田红 朱正安 王鑫昕

中青在线-中国青年报    2009-12-02    [打印] [关闭]
    

    从新中国第一条铁路——成渝铁路,到世界上运营速度最快的铁路——京津城际铁路;

    从新中国第一条电气化铁路——宝成铁路,到世界上海拔最高的铁路——青藏铁路;

    从新中国第一台内燃机车和电力机车,到世界首台高温超导磁悬浮实验车“世纪号”和世界领先的“和谐号”动车组;

    ……

   ; 今天,高速铁路无疑是中国亮给世界的新名片。伴随着中国铁路跨入世界先进行列的步伐,西南交通大学的名字再一次写进了中国铁路的历史。

    举校合力 突破高速铁路“大国技术”

    高速铁路是庞大复杂的系统工程,被称作“大国技术”,集成了多学科、多领域的高新技术,是一个国家综合国力、经济社会发展水平和自主创新能力的综合展示。

    从某种意义上讲,在2008北京奥运会开幕前通车的京津城际铁路,代表着国家的形象。

    在这条创造了世界运营速度之最的高速铁路建设过程中,西南交大参与了其中的科学实验,包括在时速394.3公里的高速运行条件下,整个列车系统(包括列车、线路、接触网等)的响应,确保列车的安全性和系统匹配。

    根据铁道部的要求,西南交大成立了以校长陈春阳为组长、两院院士沈志云和中国工程院院士钱清泉任技术顾问的京津城际铁路科学研究试验领导小组。学校组织了桥梁、隧道、铁道工程、机车车辆、铁道电气化、交通运输等优势力量,开展了以高速列车耦合大系统为对象的一系列科学研究试验。

    在京津城际铁路运行的CRH2-300动车组,上线前在西南交大牵引动力国家重点实验室进行了试验,最高试验时速达到410公里。上线后,西南交大又主持了科研性线路试验,并在2008年6月24日上午创造了时速394.3公里的纪录。

    北京奥运会期间,游客从北京乘坐CRH2-300动车组,30分钟到天津,吃一顿狗不理包子,又坐车30分钟回到北京,不耽误下午看比赛。能有如此快速、安全、舒适的交通条件,上述试验功不可没。

    大到“京津高速列车耦合大系统动力学实验研究”这样的重点研究项目,小到现场技术细节的攻关,西南交大几乎举全校之力,服务于这项“国家工程”。

    京津城际铁路只是西南交大融入中国高速铁路发展的一个缩影。

    在举世瞩目的京沪高速铁路沿线上,全线都有西南交大科研人员的身影。京沪高速铁路通车后,将超过京津城际铁路,创造世界铁路运营速度的新纪录。

    西南交大集中了上百人的科研团队,在基础理论、应用研究方面进行突破。“高速铁路道岔设计关键技术理论研究及工程应用”项目,解决了长期困扰客运专线建设中的重大基础设备技术问题,打破了德、法两国对高速道岔市场的垄断,使我国跨入了高速道岔设计制造的先进行列。

    这一研究成果在铁道部的领导下,经过西南交大等单位专家、技术工程人员共同攻关,为京沪高速铁路及大规模客运专线建设提供了设备保障,已为国家节约直接投资5.4亿元,为企业创造利润1.41亿元。

    如今在中国大地上兴起的高速铁路建设热潮中,这样的例子还有很多。如西南交大自主研发、拥有独立技术标准和技术体系的“客运专线综合SCADA系统”,同样为国家铁路建设节约了巨额投资。“铁路精密工程测量控制网技术体系及标准”,为我国高速铁路建立了拥有自主知识产权的工程测量体系,保障了无砟轨道技术在客运专线建设施工中得以广泛应用。

    今天,西南交大已经拥有世界先进水平的铁路应用基础研究平台,是中国重要的铁路科技研究基地之一,拥有牵引动力国家重点实验室和5个铁道部重点实验室。通过这些创新平台和基地建设,西南交大为中国铁路技术创新体系起到了重大基础性研究作用。

    超前研究 打破国民经济发展“瓶颈”

    在另一项国际上公认的铁路运输尖端技术领域——重载运输,西南交大早早地开始了探索。迄今为止,世界上只有为数不多的几个国家开行重载列车。

    重载运输之于货运,就好比高速铁路之于客运,两者合在一起就是为了“多拉快跑”,这是中国铁路提高运力的出路。

    据统计,全国铁路90%以上的货运运力用于保障关系国计民生的重点物资运输。全社会85%的木材、85%的原油、80%的钢铁及冶炼物资、60%的煤炭运输是由铁路完成的。而在中国经济高速增长的背景下,铁路运输一度成为国民经济发展的“瓶颈”,铁路运力与需求的矛盾十分突出。

    为了打破制约国民经济的这段“瓶颈”,几代西南交大人,选准重载运输方向,前赴后继进行技术攻关,取得了丰硕成果。

    早在上世纪80年代初期,著名机车车辆专家、西南交大教授孙竹生等人,就建议在我国发展重载运输、大幅度提高货物列车重量,此建议被铁道部采纳。在他们的努力下,“重载列车成套技术”相继列入“六五”及“七五”的国家重大攻关及国家重大装备项目。

    上世纪80年代,孙竹生教授和他的学生孙翔(后曾任西南交大校长)等组成研究团队,主持进行了重载列车动力学研究,为我国重载列车的开行奠定了理论基础。期间,西南交大的研究团队参加了大秦铁路(山西大同至河北秦皇岛)万吨单元重载列车纵向动力学试验,并取得圆满成功。

    大秦铁路是目前世界上运输能力最大的专业煤炭运输线路,创造了世界铁路重载运输的奇迹。它把山西、内蒙古的煤炭源源不断地运到秦皇岛港,打开了一条中国西煤东运的重要通道。

    在西南交大研究团队的主持下,重载列车动力学研究、大秦铁路万吨级重载单元列车试验研究等研究成果,使我国在世界重载列车动力学研究领域处于国际先进水平。

    这些研究成果还在京沪、京广等国家铁路交通大动脉上得到应用,一批重载列车陆续开行,中国铁路货运能力得到大幅提高。

    铸造典范 引领轨道交通自主创新

    新中国成立时,全国仅有2.2万公里铁路,其中近一半处于瘫痪状态。到2008年底,中国铁路营业里程已达到8万公里。我国高速铁路、高原铁路、既有线提速、机车车辆、重载运输、列车控制等方面的技术,已经达到世界先进水平。

    这得益于我国走出了一条适合国情和铁路路情的自主创新之路。

    作为发源于铁路行业的中国重要的轨道交通科技研究基地之一,西南交大挑起了自主创新的重担,目标就是要用中国人自己的智慧来建设更快速、更安全的轨道交通系统。

    1993年,在著名机车车辆专家、两院院士沈志云教授的主持下,西南交大建成了机车车辆整车滚动振动试验台。这是亚洲第一个、世界第二个机车车辆(四轴)整车滚动振动试验台。

    它可对高速机车车辆进行时速高达400公里的试验,其规模和研究能力超过当时世界第一的德国慕尼黑联邦铁路研究所的同类试验台,达到国际先进水平。

    在中国大力发展高速铁路的今天,西南交大的机车车辆整车滚动振动试验台,是动车组和地铁列车批量下线前最重要的安全性和舒适性测验平台。1999年,该项目获得国家科技进步一等奖。之后为了适应京沪高铁新一代高速列车试验研究的需要,又进行了高速化改造,模拟运行时速一举提高到600公里,成为世界第一。

    以机车车辆整车滚动振动试验台为依托,西南交大立足高速铁路、重载运输的发展,结合新型机车车辆与牵引自动化研究及高级人才的培养,组建了牵引动力国家重点实验室。

    这个实验室在我国铁路提速和高速机车车辆研究中发挥巨大作用,在2003年和2008年两次被评为优秀国家重点实验室。

    机车车辆整车滚动振动试验台,是西南交大以自主创新推动国家轨道交通事业发展的标杆。除此之外,学校主持的大批研究项目,不但打破了国外的垄断,有的还走到了世界前列。

    上世纪50年代,西南交大瞄准铁路发展前沿领域,开始研究铁路远动监控。80年代引进计算机后,在著名铁道电气化与自动化专家、中国工程院院士钱清泉教授的主持下,把计算机技术应用到远动监控领域,研制出多微机远动智能监控装置,开拓了我国电气化铁道远动技术与监控系统的方向。

    这项研究成果所形成的产品替代了进口产品,为国家节约了近千万美元的资金,在全国18条电气化铁道工程中得到推广应用,目前已占国内85%以上的市场份额,从根本上改变了我国落后的电力调度方式。

    一项项成绩,汇聚成一句话语:自主创新贯穿了西南交大的113年历史,创新精神融入了西南交大人的血脉。

    如今,在铁路应用基础研究平台的建设过程中,学校主持了多项面向铁路重大需求的高级别科研项目,形成了若干铁路科技创新研究团队。如以“长江学者”特聘教授张卫华为首席科学家的“高速列车安全服役关键基础问题研究”项目,是我国铁路领域第一个“973计划”项目;

    以“长江学者”特聘教授周仲荣为学术带头人的“高速列车运行安全关键科学技术问题研究”创新团队,获得国家自然科学基金委员会创新研究群体项目资助,是高校机械领域第一个国家级创新群体;

    以“长江学者”特聘教授翟婉明为学术带头人的“现代轨道车辆及其相关技术”创新团队,入选首批教育部“长江学者和创新团队发展计划”。

    在教育部学位中心公布的2009年全国学科排名中,西南交大的交通运输与工程一级学科排名全国第一。

    就像当年以超前数十年的眼光研究高速铁路一样,西南交大人今天再次瞄准了轨道交通的未来目标。在磁悬浮产业化、真空管道高速交通等领域,西南交大已经开始了卓有成效的探索。

    一个更大规模、更高水平的国家级创新平台—轨道交通国家实验室正在西南交大筹建,它将推动世界轨道交通技术的发展,成为我国自主创新的典范。西南交大锐意进取、开拓创新,将用数字化铁路引领后高速时代,为推进中国铁路不断发展作出更大的贡献。

    

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