1月9日,2014年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。大会堂里灯光璀璨,气氛庄重。在热烈的掌声中,中国铁道科学研究院捧回了一份沉甸甸的荣誉——“高速铁路关键基础设施综合检测及评估技术”荣膺2014年度国家科学技术进步奖二等奖。这是属于中国高铁科技创新的荣誉。
目前,每天有1500多对动车组列车奔驰在中国万里高铁线路上。许多人坐过高铁列车,但大多数人都不知道:高铁与人一样,也需要定期 “体检”,才能维持快捷、安全的运营品质。
有这样一种高速综合检测列车,在万里高铁线上定期对线路等基础设施进行全面 “体检”,查找安全隐患与病害。人们亲切地称之为 “列车医生”。
中国高铁的 “列车医生”就诞生于“高速铁路关键基础设施综合检测及评估技术”项目团队。
故事之一:0号检测列车诞生记
在中国高铁建设初期,为了给高铁保驾护航,建造高速综合检测列车的需求迫在眉睫。
“高铁建成之后如何运营维护?要定期对其做检测、诊断和评估。靠什么技术手段来检测?这个手段就是高速综合检测列车。应该检测什么?要求对轨道、通信、信号、接触网等基础设施进行综合检测。”项目总负责人、铁科院常务副院长康熊言简意赅地解释。
“检测列车要求等速检测,这样才能保证检测的状态和列车实际运行状态是一致的。那么,我们第一辆检测列车的时速至少要达到250公里。”项目常务负责人王卫东说。
时间紧迫,项目组本来计划先从国外引进技术,消化吸收之后再自主创新,这样花费的时间短、效率也高。但是,经过与外商的几次接洽谈判后,他们发现这个想法不太现实。
在外商看来,当时中国根本不具备自主创新的条件和能力,所以 “狮子大开口”,仅综合系统就报价800万欧元(当时相当于8000万人民币),远远超出了中方的预算。而且经过艰苦的谈判,外商丝毫不让步。
这样一来,项目组的斗志被激发了出来。 “我们就争口气,自己干吧!”这个平均年龄在35岁以下、以刚毕业不久的博士和硕士为主、经验不足但干劲儿十足的团队,以初生牛犊不怕虎的精神开始了一场勇敢的 “冒险”。
“那段时间可以说是没日没夜,‘白加黑’ ‘五加二’,经常工作到夜里两三点。”回忆起这段攻坚克难的日子,项目轨道检测系统研发负责人魏世斌感叹不已。
“技术研发不是光靠人、靠钱、靠时间就能堆出来的。这是一个全新的领域,很多技术我们之前并没有掌握,虽然了解过一些资料,但是毕竟没有真正干过。创新的压力还是很大的。”王卫东说。
0号,象征着从零开始,象征着零缺陷。0号就是中国首台真正意义上的时速250公里高速综合检测列车的名字。
2008年6月,0号高速综合检测列车从工厂里下线。不同于普通CRH5型列车的白色涂装,这一检测列车的黄色涂装象征着专业与安全。在0号高速综合检测列车的保障下,两个月后,京津城际铁路顺利开通运营。
故事之二:“黄医生”一朝惊艳
京津城际铁路拉开了中国高铁发展的大幕,设计时速更快、建设里程更长的京沪高铁的联调联试给了团队更大的压力。提高检测速度和检测技术的课题已迫在眉睫。
2009年10月,科技部正式启动国家863计划重点项目 “最高试验时速400公里高速检测列车关键技术研究与装备研制”。铁科院是该项目的主要承担单位,项目涉及多个专业,需要集全院之力开展科研攻关。
“时速400公里检测车在世界上也是速度最高的,一旦研制成功,我们就有了完全自主知识产权,并达到世界领先水平。”康熊信心满满。
时间紧,任务重,但好在有了0号检测车的经验基础,用王卫东的话来说, “大家心里有底了,思路也清晰了,但百尺竿头更进一步,技术难题很多,花费的心血更多”。
高速轨道检测系统研制采用激光摄像式检测原理,最初在轨道检测车上调试时受阳光干扰大,拍出来的照片非常模糊,基本处于无法识别状态。
奋斗了这么久结果却不甚理想,大家的情绪难免有些低落,魏世斌只好安慰大家: “我们第一次调试就有这样的效果,已经很不错了。”
于是,课题小组没有灰心,不断寻求解决办法,在实验室和现场开展了无数次验证,终于成功解决了阳光干扰问题。
当时,铁科院基础设施检测研究所副总工程师顾世平作为项目协理,全面协调安排十几个专业、六大系统和数百种设备的方案设计、设备选型和调试验收等繁杂工作,无数次奔波往返于唐山和青岛的机车车辆厂之间。
2010年年底,妻子突发疾病,生活难以自理,顾世平出差回京仅在妻子床前陪了半天,安排好护理,又带着愧疚的心情急匆匆赶赴唐山装车现场。
女博士、共产党员李颖承担了研发项目中轨检系统核心技术数据合成数学模型的研发任务,国外同行就此关键技术对中方严格保密。为了熟悉轨道检测技术,方便现场数据采集,李颖连续一个月坚守在检测列车上。她从小就晕车,在车上一吃饭就呕吐,但她挺了下来。
经过不到一年的探索,李颖和伙伴们已完整地建立了高速轨道检测系统的数据合成数学模型,使我国轨道检测技术跻身世界先进行列。
在安全检测中,团队成员们常常十天半月都吃住在检测列车上,按轨道、弓网、通信、信号等专业两班替换,轮流盯守在仪器显示屏旁,进行检测与数据分析处理。他们不分白天黑夜,没有双休日,每天平均检测1600公里,车上工作时间在16小时以上。他们戏称自己为 “动检超人”。
经过3年的奋战,项目终于顺利完成,通过评审。项目评审时,18位评审专家中有10位院士,规格非常高。科技部的一位司长激动地说: “我参加工作30年了,还是第一次见到这么完整、这么重要的技术成果。”
2011年3月, “十一五”国家重大科技成就展在北京举办,高速综合检测列车作为863计划重点项目参展,按实物大小赶制的检测车放在展厅门口。不同于普通动车组列车的白色涂装,检测车黄色的涂装使人们亲切地称之为“黄医生”。流线型外观的 “黄医生”成为了展览的一道亮丽风景线。
在费城举办的第八届世界高速铁路大会和在悉尼举办的第十届世界铁路研究大会上,参展的中国高速综合检测列车同样得到了全世界铁路科技界同行的高度评价。
故事之三:梦想,又是新起点
自2007年4月18日铁路第六次大提速以来,铁科人累计完成综合检测里程数百万公里,为高速铁路的持续安全运营发挥了保驾护航的重要作用。
现在,中国高铁仍然面临挑战,项目团队的追梦列车还将加速前行。
康熊说,高铁虽然建成了,但如何保持高效的管理、如何科学地进行低成本维护,要建立在大量数据分析和深入的数据挖掘基础之上。保证安全是最基本的目标,高效和低成本运营则是更高的追求。
“虽然全世界都在谈论大数据,但对于铁路,通过数据分析,我们能够得到很多重要的规律和知识,这些,是以前单靠直觉和经验以及简单推理得不出来的。”项目数据分析研究负责人、年轻的刘金朝博士说。
“铁路每天的运营和管理过程中,都会产生海量的数据,但目前这些数据太分散,如果把它们集中起来,借助基于大数据的数据挖掘技术,将会产生难以估量的价值。” 康熊说。
梦想没有终点。如今,风驰电掣的高速综合检测列车奔驰在万里高铁线上,那一抹亮丽的黄色,成为又一道绚烂的风景。项目团队和中国铁路的故事还在继续,铁路人追梦的列车在更高的起点上飞驰。
(《人民铁道》 2015/01/30)