科技創新工作的實踐與思考

鄭 健 上海鐵路局科研所

科技創新工作的實踐與思考

鄭 健 上海鐵路局科研所

1 科技創新工作的主要實踐

科技創新工作必須圍繞高鐵運營安全，創新應用先進的技術及其手段與設備，增強高鐵運營安全的可靠性，實現科技保障安全。科研所科技創新主要實踐體現在以下四個方面。

1.1 堅持問題導向，跟蹤掌握高鐵運營安全的關鍵項

（1）多渠道收集“問題”構成科研攻關源譜。一是學習路局月度例會、周交班會精神，重點關注高鐵安全、設備隱患等方面的“問題”。二是及時捕捉行動處室月度工作整治專項中強調的“問題”。三是充分挖掘行動處室典型問題庫和安監室每周安全情況通報等“問題”信息。四是深入到各專業現場調研，與一線職工面對面交流，深化掌握“問題”的第一手資料。五是對所收集到的“問題”信息梳理加工成科研攻關源譜，定期進行動態充實、修正，確保系統立項研究有“的”可放矢。

（2）多維度剖析“問題”找準內在關鍵項點。一是抓住最有可能影響高鐵運營安全的問題，分專業分類別逐條梳理“問題”內在的表現特征、形成原因、典型案例、現場照片、現有技術手段和解決效果，總結歸納出相關運營設備的可靠性關鍵問題。二是對照專業系統技術發展規劃，從現成檢測監控技術的空白點、覆蓋面、準確性和有效性等方面多維度剖析，論證擴大使用、深化應用或優化完善的關鍵對策。三是審視路局、站段、車間三級擁有的海量數據，剖析海量數據是否納入綜合分析、聯動分析，以及海量數據指導管理的有效性、指揮生產的有用性，總結出數據運用中存在的差距，提煉出深度應用的關鍵項點。

（3）下功夫搭建“問題”與“技術”對接之橋。一是檢索當今科技前沿技術及其專業應用，掌握先進技術、功能可能拓展的對象，分析其與“問題”對接的可行性。二是對初步分析有一定可行性的技術手段或解決方案，展開預可研，為科研立項攻關做好準備。三是細致分析“不同問題用同一種技術解決”、“同一種問題用不同技術解決”以及“綜合問題用多種技術解決”等科技攻關手段，對癥下藥，找準“問題”與“技術”對接之橋，以利組織科研攻關。

1.2 聚力乘“需”而入，跟進研發運營安全保障技術及其設備

近幾年，科研所聚焦高鐵運營維護的現場問題，注重發揮優勢技術，乘“需”而入，凝神聚力開展課題研發，取得了階段性成果。

1.2.1 針對鋼軌病害和缺陷

（1）創新運用B掃描探傷技術，實現對雙軌同步快速檢測傷損和智能判別，極大地提高了現場檢測效率。

（2）研制成“傷損鋼軌加固急救裝置”，解決傷損鋼軌的臨時快速應急處置。

（3）研制成的“閃光焊接技術”，能對鋼軌斷軌實施焊接修復處理。

1.2.2 針對軌道結構病害或缺陷

（1）創新運用機器視覺技術對軌道結構進行高速巡檢，實現了對軌道板裂縫、光帶異常、扣件異位或脫落等的快速檢測和智能識別。

（2）采用激光測量技術實施對鋼軌平直度的測量，實現了同步對雙軌1 m、3 m和5 m波磨的動態監測，填補了國際空白。

（3）著力研究無砟軌道混凝土傷損修補材料和修補技術，利用專用修補材料對混凝土缺損、裂縫和離縫等缺陷進行修補。

1.2.3 聚焦高鐵沿線視頻監控資源的綜合利用

開展滬杭客專視頻監控智能預警系統研究，實現對高鐵沿線基礎路段、公鐵并行區段、救援疏散通道、車站咽喉口、公跨鐵立交等關鍵區域的視頻圖像進行在線智能識別處理，實現對侵入事件的自動預警和取證，為生產調度和公安部門實施應急處置提供實時的、有效的、準確的視頻圖像信息。

1.2.4 針對道口安全防護

（1）研制成“道口安全防護自動預警系統”，實現了列車接近道口報警、欄木（門）開閉狀態自動檢測、道口故障自動報警功能，消除了人員作業安全隱患。

（2）研制成“平過道預警系統”，實現了站內道口來車信息的檢測和預警功能，為行包、郵政等運輸車輛以及站場內職工安全通過平過道提供列車接近警示信息。

（3）研制成“道口狀態巡檢管理系統”，解決了道口設備的標準化巡檢、圖像采集，以及巡檢作業數據真實性的追溯。

1.2.5 針對橋梁隧道安全防護

（1）研制成“橋梁防撞預警系統”，實現了對超高船舶的聲光報警、圖像抓拍取證以及肇事報警等功能，有效預防了

船舶撞橋事故的發生。

（2）著力研究鐵路隧道狀態巡檢小車，以實現對高鐵隧道內側結構的快速圖像采集，病害檢測、識別、定位和報警功能。

1.2.6 圍繞接觸網結構病害

（1）攻克接觸網線磨耗動態檢測技術，實現了對接觸網線磨耗、幾何參數的非接觸式動態監測。

（2）研制成“接觸網懸掛狀態檢測監測裝置”（簡稱C4），實現了對接觸網線幾何狀態參數檢測、懸掛裝置結構狀態異常的監測，以及沿線設施狀態的監測。

（3）研制成“接觸網斷線監測裝置”，實現了對接觸網斷線故障進行快速檢測、定位和報警等功能，為預防接觸網斷線事故提供技術手段。

1.2.7 圍繞牽引變電所供變電設施運行狀態監測

研制成“紅外線熱成像溫度智能預警系統”，實現了對變電所電力設施和電接點溫度全天候檢測、故障報警與定位、狀態趨勢分析等，為監測供變電設施運行狀態提供技術手段。

1.2.8 圍繞站臺、雨棚設施狀態檢測

（1）研制了站臺限界設備，實現了站臺限界尺寸檢測、超限報警功能，為站臺維護提供準確數據。

（2）開展對雨棚限界檢測設備和無柱雨棚屋面監控系統的研究，實現對雨棚限界尺寸測量、超限報警等功能，監控雨棚屋面設施的固定狀態，及時判別和預警雨棚設施的異位或缺失。

1.2.9 聚焦動車組

（1）開展了動車組轉向架慣性故障規律分析研究，實現了對輪對軸承（軸箱）、盤形制動、電機齒輪傳動裝置等關鍵部件故障數據錄入、統計分析，預測傾向性故障功能，為動車故障檢修作業提供參考依據。

（2）開展動車組齒輪箱油樣光譜分析研究，判斷油樣中鉻、銅、鐵、鋅等元素含量是否超標，為齒輪箱維修提供參考依據。

1.3 積極擴大應用，促進科技成果轉化為現實生產力

近幾年，科研所在推出科技成果的同時，著重強化科技成果的現場運用，促進科技成果示范化推廣和產品化進程，并轉化為實實在在的生產力。

1.3.1 用好路局示范性推廣政策

一是爭取路局示范性推廣課題立項，從路局科技管理層面推進科技成果在現場示范性推廣試用，借機充分修正科技成果潛在的不足，為科技成果的產品化定型奠定基礎。如“雙軌自走行B掃描探傷小車”在杭州、徐州工務段示范性推廣過程中，修正了缺陷，提升了可靠性。二是爭取專業處室支持和站段配合，選擇有代表性的試驗場所進行試用。如“車載智能軌道巡檢系統”獲準安裝在上海、合肥工務段重型軌道車上投入試用、驗證；“道口安全防護自動預警系統”安排在南何線嚴家浜路道口試用。三是聯合多個站段推廣試用新的科技創新成果，實施規模化考核。如“數顯式站臺限界測量尺”在全局五個房建段投入全面試用，加速了站臺尺的優化完善和產品化定型進程。

1.3.2 積極培育科技新產品

現場試用考核是檢驗科技成果、培育新產品的重要手段。一是密切跟蹤科技成果的現場試用，重視現場試用反饋意見，掌握現場更齊全的試用數據和設備狀態。二是分析總結現場試用情況，梳理科技成果在“故障導向安全”、“上下道便捷性”、“性能穩定性”、“數據準確性”、“質量可靠性”等方面可能暴露出來的不足，并逐項采取針對性對策予以完善優化。三是在經歷試用考核和優化完善后，著力進行科技成果的產品化定型設計和專業化加工制造，提升科技產品的適用性和可靠性。如“智能軌道檢查儀”前后歷經三代樣機的設計與大量試用、驗證與考核，成為過得硬的科技新產品。

1.3.3 走“科工用貿”融合發展之路

“科工用貿”是科技成果轉化為現實生產力的重要環節，不可或缺。推進“科工用貿”融合發展，發揮各方優勢，強強聯合，聯合立項，聯手開發，聯動轉化，有利于推進科技成果轉化，形成科技產品加速應用的合力。科研所負責技術支撐，通過自主研發、聯合開發等多種方式，開展科研攻關，形成并示范性推廣科技成果；科技成果成熟一個就向路局相關專業公司流轉一個；專業公司負責孵化科技成果、加工制造科技產品，進行經營推廣；運輸站段負責科技成果或產品的現場應用。通過融合發展聯動機制，構建了“課題決策～成果研發～示范性推廣～產品化加工制造～經營貿易～產品應用”的工作格局，形成以科技研發為支撐、以工業制造為主體、以經營創收為目的價值鏈，推動科技創新實業發展。如《鋼軌膠接絕緣接頭》、《智能軌道檢查儀》等科技產品成為"科工用貿"融合發展的成功案例，投入了應用，占領了市場，實現了價值。

1.4 注重實踐育人，打造一支高素質科技創新團隊

（1）制定人才規劃，有序錄用人才。基于科研工作發展定位，堅持規劃在前、適度超前的原則，研究制訂人才規劃，細化主體專業人才、支撐專業人才及其專業能力、技術特長研究方向和年齡結構等要素。積極爭取路局支持，有重點地錄用西南交大、北京交大畢業的碩士或博士生，統籌錄用其它高校通用專業的優秀畢業生，把好“進口”關，形成科研骨干隊伍。

（2）強化實踐鍛煉，因材施教培養。一是參加課題組，承擔研發任務，加快青年人才融入研發團隊，豐富“實戰”經驗。二是實行“導師帶徒”，有針對性地幫教與輔導，加速提升專業技能。三是實施博士生“半年”、碩士生“雙月”的站段現場實踐鍛煉，掌握更多現場實情。四是選派優秀青年科技人才參加專業系統在職碩士、在職博士深造，培養專業技術帶頭人。五是組織參觀各類專業展覽會、高校實驗室，參與專題研討會、成果評審會，進一步開闊視野增長見識。六是定期組織技術總結和論文競賽，引逼思考，取長補短，共同提高。

（3）積極選樹典型，激發“明星”引領

作用。主動爭取各方支持，積極推薦優秀人才接受上級評選。目前擁有鐵總詹天佑成就獎1人、詹天佑青年獎1人、茅以升青年獎1人、青年科技拔尖人才1人；上海市市長創新獎1名、上海市市長創新獎提名獎1名；最美上鐵人1名、路局技術精英3名、路局學科帶頭人3人、中青年科技人才5人。全所黨政工團組織發揮優勢，開展活動，大力營造學習先進、爭當先進的深厚氛圍，創新光榮、爭先創優已蔚然成風。

2 科技創新實踐的幾點啟示

近年來，路局科研所在以科研課題、科技成果、科技產品為基本軌跡的科技創新實踐中，付出了辛勤勞動，收獲了創新成果，積累了有益啟示。

啟示之一：牢固樹立“緊扣現場、問題導向、追求實用”的理念。科技創新活動應做到"有的放矢"，就是緊貼高鐵運營安全主戰場，堅持具體問題導向，鉚牢事關高鐵運營安全的關鍵項，綜合集成業務處室指導意見和站段現場實際情況，多渠道收集、甄別“問題”，動態修正科研攻關源譜；從現場具體問題中來，到解決現場實際應用中去，把科研人員和現場"“捆”在一起，做深做透現場“問題”這一功課，在整治薄弱點上精準發力，立項攻關，不斷增強科研課題立項針對性，為提高科技成果有效性打好前提基礎。

啟示之二：堅持遵循“系統化立項、工程化研發、示范化推廣、規范化管理”的基本思路。系統化立項，就是在密切跟蹤掌握高鐵運營安全問題庫基礎上，對安全問題重點難點進行分門別類，充分運用當今現有先進技術及其可靠設備，把握有限目標，掌握輕重緩急，遞次實施首次立項研發與二次深度研發，從而達到“各個擊破”、“殲滅戰”效果。工程化研發，就是借鑒運用工程施工思路，分階段，劃進度，定目標，細分工，明責任，重點做好“技術方案評審”、“功能性樣機組裝調試”、“上道試驗審查”、“科技成果驗收”等過程管理，強化監督檢查，嚴格掌控好研發質量。示范化推廣，就是消化吸收科技成果驗收專家的意見建議，對功能性樣機的安全、可靠、便捷等要素進行優化完善，形成“示范推廣樣機”，選擇1～3處實施示范性推廣應用，進一步驗證穩定性、可靠性與實用性。規范化管理，就是依據有關規定規則規范，對以科研課題、科技成果、科技產品為基本軌跡的科技創新活動中的各個環節、各種要素實施有效管理，確保工作有序有效、依法合規。

啟示之三：堅持走好“自主創新”與“協同創新”之路，掌握更多的自主知識產權。一方面積極爭取路局重視與支持，想方設法配強用好科研專業技術人才，千方百計建成科研試驗平臺，實施以科研課題為項目部的技術力量、試驗力量、管理力量的柔性組合，走好精耕細作、自我完善、自主創新之路，掌握更多核心技術與拳頭產品；另一方面主動聯合西南交大、北京交大、鐵科院等一流高等院校資源，著力推進“多專業聯手承攬大課題、多技術對接構筑大平臺、多力量互動形成大團隊、多能效聚合推出大成果”的協同創新，力求又好又快地解決現場跨系統多專業的復雜問題。

啟示之四：千方百計打通科技成果示范化推廣的“最后一公里”。科技成果貴在有應用價值，有價值科技成果重在現實推廣，轉化成實實在在的生產力；可難就難在轉化應用的“最后一公里”，打通了“最后一公里”就是科技成果之商，否則便是科技成果之殤。路局應高度重視科技成果示范性推廣在站段現場具體應用工作。因為任何一項科研成果都是對既有現狀的更新，都是新變化，表現為“從無到有、從人工到自動、從傳統到升級、從分散到集成”，必然會對包括設備、作業模式、時間、人力、修程修制、生產組織、規章等等帶來新要求新挑戰；雖然“磨刀不誤砍柴功”，但磨刀之時自然需要額外條件與代價。在科技成果示范化推廣這一“磨刀”之時，在現成規章不可變的前提下，對站段來說是額外工作量，需要站段更多的擔當和奉獻。因此，在科技成果示范化推廣以及科技產品投入實際應用之時，應統籌考慮科技產品應用所涉及到的修程修制改革、現場生產組織變革等配套情況，在路局《行規》、《段細》中有所體現，確保可操作可執行。就大面積推廣應用而言，應堅持走好研發、使用、加工貿易這一“科工用貿”融合發展之路，充分釋放出科技創新的價值。

3 科技創新工作的新發展

當前和今后幾年，全局一方面繼續保持著“高鐵集中投產，路網規模快速擴張，新技術新裝備大量投入運用，運輸生產工作量高位增長”的這一發展態勢，另一方面既有的高鐵設備故障與病害逐漸暴露，防范和控制安全風險的壓力持續加大，依靠科技保安全的任務更為繁重，集中表現為，一是如何把握鐵路安全風險全系統性、全過程性和易發多變性的特征，扎實推進安全管理規范化、現場作業標準化和檢查整治常態化，研究掌握高鐵設備運用變化規律；二是如何實施移動裝備動態檢測精致檢修、固定設備在線監測精準養修，開展高鐵設備養修技術創新；三是如何著眼運用機器視覺技術代替人工檢查作業，提升巡線、巡查、巡守的科技含量與有效有用性；四是如何推動安全信息、海量數據的綜合運用的一體化管理，構建全方位、多層次的技防加物防的現代智能安保防線，等等，由此可見，全局科技創新面臨著巨大機遇也蘊含著嚴峻挑戰。

路局科研所作為全局科技創新的主力軍，將繼續把握“思穩思進思發展，創新創效創一流”主旋律，堅決并快速地響應路局要求，有力又有效地承載起科技創新工作主要任務，千方百計培育優良人才與優勢技術，多出快出現場急需的優秀科研成果和優質科技產品。

3.1 重點研發的科研課題有

（1）《高鐵沿線視頻監控智能預警技術及其應用的研究》

該課題目前通過了現場視頻圖像的智能識別功能測試。計劃一季度安排在滬杭客專嘉興南區間安裝綜合視頻監控智能預警系統，進行系統測試、驗證，研

究減少誤報、漏報的技術對策，研究報警信息分類處置以及重要報警信息如何為調整運行計劃、下達行車管制、應急救援、搶修維修等工作提供參考應用。

（2）《基于特殊地段輪軌磨耗分析的動車組輪軌關系》

該課題研究聯合了本南交大的技術力量。通過研究動車在低速和小半徑曲線上運行輪軌磨耗產生的機理，提出減少和控制非正常輪緣磨耗和特殊地段鋼軌磨耗的最佳途徑和方法，為動車組檢修運用和線路養護維修提供優化決策和技術依據；通過對不同型號動車組以不同速度通過同一曲線軌道受力性能測試，研究分析各型動車組通過小半徑曲線能力，提出動車組結構優化改進意見。

（3）《綜合利用海量檢測數據增強高鐵運營可靠性的研究》

該課題研究聯合了鐵科院的技術力量。通過研究綜合利用不同類型、不同標準的檢測、監測數據，采用科學統計方法，對各類大數據進行無量綱化處理及權重分析，建立高鐵固定設施質量狀態綜合評價指標和養修維護決策，以增強高鐵運營的可靠性。

（4）《鐵路路基地質雷達探測技術及其裝置研究》

該課題著眼于運用地質雷達技術來研究鐵路路基內部結構組成和缺陷（溶洞、含水等）探測技術及其專門裝置。

（5）《高鐵接觸網檢測小車的研究》

該課題采用機器視覺技術，研制接觸網檢測小車，實現對接觸網導高、拉偏值等幾何參數的檢測。

（6）《隧道狀態測量小車的研究》

該課題采用圖像智能識別技術，研制隧道狀態檢測小車，實現對隧道內壁結構狀態的巡檢和隧道結構病害的智能識別。

（7）《高性能道岔鎖閉裝置的研究》

該課題研究適合于工務、電務和車務系統的統一的高性能道岔鎖閉裝置。

（8）《高鐵車站無柱雨棚檢查技術設備的研究》

高鐵雨棚大多采用無站臺柱鋼架結構，目前還未制訂養護標準，檢測雨棚結構病害也缺少技術手段和配套設備，該課題旨在研究高鐵雨棚的檢查技術和配套設備，以提升房建部門對站房雨棚的維保效率和質量，消除危及行車的安全隱患。

（9）《大型客站能效管理綜合平臺的應用研究》

該課題旨在將總公司課題"大型客站能效管理綜合平臺研究"的研究成果在某大型客站進行應用，從技術創新和管理創新上實現大型客站的節能降耗。

3.2 重點形成的科技產品（或核心技術）主要有

《高鐵沿線視頻監控智能預警技術》、《高鐵鋼軌平直度測量系統》、《接觸網斷線監測裝置》、《高鐵接觸網檢測小車》、《高性能道岔鎖閉裝置》等。

3.3 積極推進機制創新

進一步加大對科技的投入，提高科技投入在運營成本支出中的比例，為科技創新“屯糧積草”；強化知識產權保護與管理，踴躍開展專利申報工作，對獲得授權且產生效益的各種專利和軟件著作權等給予提成或專門獎勵。重視并強力推進科研實驗室、科研試驗線建設，把握要素齊全、功能適宜、通用性強的科研試驗目標條件，為新技術、新產品的上道試驗試用提供保障。大力營造深厚的科技創新氛圍，弘揚科學精神，發展創新文化，在輿論上鼓勵創新，在行動上支持創新，營造嚴謹、向上的科研環境，大力推進“人才、平臺、項目”相結合的科技創新團隊建設，更好地推動創新活力競相迸發、結出累累碩果。

好風憑借力，揚帆正當時！路局科研所繼續堅持自主創新，堅持走合作開放、融合發展之路，千方百計培育優良人才，想方設法壯大優勢技術，精益求精打造優秀科研成果，凝神聚力推出優質科技產品，以高標準嚴要求錘煉工作精品，當好全局科技創新排頭兵。

責任編輯：萬寶安

來稿日期：2015-03-06