為鐵路提速保駕護(hù)航

中國(guó)鐵路一次又一次地提速。列車(chē)的最高運(yùn)行速度，已由十多年前的80、90千米／小時(shí)，提至目前的160千米／小時(shí)，今年4月還將進(jìn)一步提至200千米／小時(shí)。當(dāng)坐在風(fēng)馳電掣的火車(chē)上，急切地趕回家的時(shí)候，人們卻很少想起那些一直默默為鐵路提速做著“保駕護(hù)航”工作的鐵路科研人員。

2007年3月2日，西南交通大學(xué)開(kāi)學(xué)之際，記者走進(jìn)校園，采訪了西南交通大學(xué)列車(chē)與線路研究所所長(zhǎng)翟婉明教授，了解鐵路提速背后的故事。

“80％都是靠勤奮”

“離開(kāi)家鄉(xiāng)出門(mén)讀大學(xué)，那是我第一次坐火車(chē)。當(dāng)時(shí)正遇到寶成鐵路塌方中斷，我只有從江蘇老家取道上海、昆明再到學(xué)校。一路上沒(méi)有座位，我一直站到了貴陽(yáng)?！钡酝衩魈崞鹆四嵌螇m封已久的往事。1981年，翟婉明以?xún)?yōu)異的成績(jī)考入西南交通大學(xué)機(jī)械系。1985年12月，他大學(xué)畢業(yè)被推薦為學(xué)校第一批免試攻讀碩士學(xué)位的研究生，主攻機(jī)車(chē)車(chē)輛傳熱學(xué)。

“有人說(shuō)我聰明，可我一直認(rèn)為，自己只是比較勤奮。我取得的那點(diǎn)成績(jī)，80％都是靠勤奮。”翟婉明謙虛地說(shuō)。在攻讀碩士學(xué)位期間，他除了吃飯、睡覺(jué)，幾乎都是在教室和圖書(shū)館度過(guò)的。他的日歷表上沒(méi)有周末，沒(méi)有星期天，甚至也沒(méi)有節(jié)假日。經(jīng)過(guò)一年零九個(gè)月的刻苦研讀，他提前修滿(mǎn)學(xué)分，完成碩士學(xué)位論文，于1987年6月提前一年完成學(xué)業(yè)，留校任教。

翟婉明提前獲取碩士學(xué)位的消息一經(jīng)傳出，西南交通大學(xué)機(jī)車(chē)專(zhuān)家、教授孫翔立即找到翟婉明，希望他能報(bào)考機(jī)車(chē)車(chē)輛專(zhuān)業(yè)動(dòng)力學(xué)方向的博士研究生。面對(duì)別人夢(mèng)寐以求的機(jī)遇，翟婉明卻猶豫了，因?yàn)閯?dòng)力學(xué)與他以前所學(xué)的傳熱學(xué)是不相干的兩個(gè)學(xué)科。如果攻博，許多知識(shí)需從頭學(xué)起。

“在老師的開(kāi)導(dǎo)和鼓勵(lì)下，經(jīng)反復(fù)思考，我最后還是選擇了挑戰(zhàn)自己，繼續(xù)攻讀博士!”翟婉明敘述道。作為我國(guó)自己培養(yǎng)的首批鐵道車(chē)輛專(zhuān)業(yè)博士，他1991年被破格晉升為副教授。

1993年對(duì)翟婉明來(lái)說(shuō)，可謂是科研、事業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。他通過(guò)層層評(píng)審，入選教育部跨世紀(jì)人才計(jì)劃，成為第一批獲得重點(diǎn)資助的42位青年學(xué)者之一。這為他接下來(lái)的研究奠定了重要基礎(chǔ)，也注定他將踏上一條充滿(mǎn)艱辛與歡樂(lè)的攀登科學(xué)高峰之路。1994年翟婉明又被破格晉升為教授，成為當(dāng)時(shí)我國(guó)鐵路系統(tǒng)最年輕的教授。

“讓火車(chē)多拉快跑更安全”

“客運(yùn)要提速、貨運(yùn)要重載。這是中國(guó)鐵路發(fā)展的必然趨勢(shì)?！钡酝衩髡f(shuō)。然而，在超負(fù)荷運(yùn)輸情形下進(jìn)一步提速、重載，加劇了輪軌之間的動(dòng)態(tài)相互作用，列車(chē)振動(dòng)和軌道受破壞的程度也迅速增長(zhǎng)，人們就會(huì)產(chǎn)生不舒適和不安全的感覺(jué)。如何解決這一世界鐵路都未曾遇到的難題?一個(gè)嶄新的課題擺在了翟婉明的面前。

針對(duì)鐵路提速、重載這一國(guó)家需求，翟婉明一頭扎進(jìn)了研究的“苦?！?。“當(dāng)時(shí)學(xué)校的教室要定時(shí)斷電，而我的研究室通宵供電。那時(shí)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度太慢了，頭天晚上輸入的數(shù)據(jù)，我第二天早上才能看到結(jié)果?！痹趧e人看來(lái)很辛苦，翟婉明卻自得其樂(lè)。“經(jīng)過(guò)很多波折把正確的結(jié)果算出來(lái)。一拿到手，我簡(jiǎn)直欣喜若狂!”

15年彈指一揮間。翟婉明潛心于理論創(chuàng)新，將車(chē)輛系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)作為相互耦合的統(tǒng)一大系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)外率先提出并系統(tǒng)建立了“車(chē)輛一軌道耦合動(dòng)力學(xué)”新理論，從而打破了長(zhǎng)期以來(lái)將車(chē)輛、軌道割裂開(kāi)來(lái)研究的局面，開(kāi)創(chuàng)了鐵路大系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)科新領(lǐng)域。

在堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)上，翟婉明首次系統(tǒng)建立了“機(jī)車(chē)車(chē)輛－軌道統(tǒng)－模型”，在國(guó)際上被稱(chēng)為“翟一孫模型”(孫即翟婉明研究生時(shí)期的導(dǎo)師孫翔教授)。與此同時(shí)，翟婉明還開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)——模擬列車(chē)運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)行為。研究成果先后被德國(guó)、英國(guó)、瑞典、丹麥、加拿大、日本和我國(guó)同行專(zhuān)家廣泛引用和采用，居國(guó)際領(lǐng)先地位。

翟婉明的成果在鐵路提速中也充分發(fā)揮了威力。2003年，我國(guó)第五次鐵路大提速即將實(shí)施前，選定的某型機(jī)車(chē)(第一臺(tái)樣車(chē))上路試驗(yàn)出現(xiàn)了橫向振動(dòng)異常劇烈的情況。若不及時(shí)解決，將不能投入批量生產(chǎn)，無(wú)法適應(yīng)提速運(yùn)行需求。翟婉明采用“車(chē)輛一軌道耦合動(dòng)力學(xué)模型”，借助于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，不到一個(gè)月就提出了具體的解決方案及相關(guān)參數(shù)，僅僅調(diào)整了一系列關(guān)鍵參數(shù)就解決了大問(wèn)題?！拔业墓ぷ骶褪恰尰疖?chē)多拉快跑更安全’。”翟婉明說(shuō)。

“現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是最后一環(huán)”

“翟教授是一個(gè)實(shí)干的人，他十分優(yōu)秀?！蔽髂辖煌ù髮W(xué)副校長(zhǎng)陳志堅(jiān)的到來(lái)打斷了采訪，對(duì)翟婉明的贊譽(yù)，陳校長(zhǎng)脫口而出。

工程科學(xué)研究不同于一般的純理論研究，翟婉明還經(jīng)常與合作者一起深入鐵路現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行調(diào)查研究、學(xué)習(xí)請(qǐng)教和試驗(yàn)測(cè)量。通過(guò)試驗(yàn)，翟婉明不僅開(kāi)闊了視野，而且掌握了大量的第一手寶貴資料和數(shù)據(jù)，更為重要的是在實(shí)際中不斷發(fā)現(xiàn)了許多新的有價(jià)值的問(wèn)題，從而使理論研究具有工程實(shí)踐應(yīng)用背景。

“現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是驗(yàn)證成果的最后一環(huán)?！闭f(shuō)到試驗(yàn)，翟婉明娓娓道來(lái)：“2002年的那個(gè)冬天，我最難忘?！?/p>

2002年12月，我國(guó)在秦沈線上進(jìn)行了高速列車(chē)運(yùn)行試驗(yàn)，翟婉明主持了位于遼寧省境內(nèi)錦州一帶兩個(gè)測(cè)區(qū)的地面試驗(yàn)，目的是準(zhǔn)確評(píng)估首次鋪設(shè)的高速鐵路無(wú)碴軌道輪軌動(dòng)態(tài)下作用安全性。他參與研究的新型無(wú)碴軌道，是由混凝土軌道板鋪設(shè)在3座特大橋體上，取代了人們熟悉的用石子堆砌的有碴軌道；各種測(cè)試用的儀器多達(dá)十多種，測(cè)量導(dǎo)線足有七八包。黑乎乎的鐵軌要細(xì)心地打磨得潔凈明亮，然后再仔細(xì)地把薄薄的測(cè)試元件貼上去。這些環(huán)節(jié)都要在試驗(yàn)前就緒。

兩個(gè)測(cè)區(qū)相距約10千米。但測(cè)試工作必須協(xié)調(diào)一致。作為試驗(yàn)負(fù)責(zé)人，翟婉明來(lái)回奔波于兩個(gè)測(cè)區(qū)，并且趴在冰冷的地面上、仔細(xì)檢查上百個(gè)測(cè)點(diǎn)的儀器布置情況。就這樣，他反復(fù)在地上趴下和起來(lái)……當(dāng)試驗(yàn)列車(chē)呼嘯而過(guò)，儀表記錄下時(shí)速300千米，且運(yùn)行安全平穩(wěn)時(shí)，翟婉明笑了。這次試驗(yàn)，為國(guó)家填補(bǔ)了一項(xiàng)重大科研空白。

臨近采訪結(jié)束時(shí)，翟婉明教授向記者描繪了一幅已在中國(guó)大地上落墨的誘人藍(lán)圖：國(guó)家已經(jīng)批準(zhǔn)建設(shè)10余條高速客運(yùn)專(zhuān)線。到2020年，我國(guó)將建成“四縱四橫”客運(yùn)專(zhuān)線網(wǎng)，總規(guī)模1.2萬(wàn)千米，比現(xiàn)在全世界已有高速鐵路的總長(zhǎng)還長(zhǎng)。

小檔案：

翟婉明，1963年8月出生于江蘇省靖江市，中共黨員?，F(xiàn)任牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、西南交通大學(xué)列車(chē)與線路研究所所長(zhǎng)，教育部軌道車(chē)輛創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人。曾獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、教育部提名國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、四川省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)、中國(guó)圖書(shū)獎(jiǎng)(以上均排名第一)及詹天佑鐵道科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一成就獎(jiǎng)，主持的1項(xiàng)成果入選2005年度“中國(guó)高校十大科技進(jìn)展”。1994年被授予“國(guó)家有突出貢獻(xiàn)的中青年專(zhuān)家”稱(chēng)號(hào)，1995年獲得國(guó)家杰出青年科學(xué)基金(機(jī)械學(xué)科首批)，1999年受聘為“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授(車(chē)輛工程學(xué)科)，個(gè)人曾榮獲第六屆“中國(guó)青年科學(xué)家獎(jiǎng)”、“何梁何利科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”以及2006“長(zhǎng)江學(xué)者成就獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)(工程科學(xué)領(lǐng)域首位獲獎(jiǎng)?wù)?。