鄭偉：高鐵安全守望者

侯孟蝶

從航天控制到軌道交通控制，從磁懸浮列車控制系統(tǒng)設計到高鐵信號系統(tǒng)測試，在漫漫人生路上，他的研究經(jīng)歷了兩次轉(zhuǎn)變。壓力之下，快速學習能力和樂觀向上的心態(tài)使他順利度過轉(zhuǎn)型，接下來的每一步他走得又是那樣的堅實與自信。他就是北京交通大學國家軌道交通安全評估研究中心副主任、電子信息工程學院教授鄭偉。

現(xiàn)代交通誕生于19世紀初。歷經(jīng)100多年，交通運輸發(fā)展日新月異。鐵路、公路、航空、管道等相繼出現(xiàn)，水運也因動力裝置變革而空前活躍。改革開放以來，我國加快了交通基礎設施建設，交通運輸成為經(jīng)濟建設的戰(zhàn)略重點。21世紀，交通運輸開始轉(zhuǎn)向高新技術廣泛應用、高速交通全面發(fā)展的時代。鄭偉應時而來，見證并參與了這場非凡的變遷。

專注高鐵安全

如今，我國高速鐵路以1.9萬公里位列世界里程第一。它們一列列飛馳在高架橋上，穿越隧道，橫跨江河，最終將旅客安全送達目的地。鄭偉致力于高速鐵路運行控制系統(tǒng)設計及測試、安全苛求系統(tǒng)的安全分析技術，在幕后默默堅守，為高鐵的安全運行保駕護航。

2002年，鄭偉從哈爾濱工業(yè)大學航天學院控制科學與工程系自動化專業(yè)博士畢業(yè)，剛一進入北京交通大學，就開始做磁懸浮國產(chǎn)化項目。“那時候我們團隊主攻地面控制系統(tǒng)，我參加的是地面分區(qū)控制系統(tǒng)的研制”，他回憶到。

那是我國第一次做磁懸浮國產(chǎn)化，沒有任何基礎，可謂是零開始。因此，項目組參考我國已經(jīng)建造的上海龍陽路到浦東機場磁懸浮列車線路進行研發(fā)，“主要是借鑒了北交大之前在鐵路列車運行控制系統(tǒng)研發(fā)方面積累的大量技術及工程經(jīng)驗”，最終，成功研制了磁懸浮列車地面控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化樣機。

德國是磁懸浮列車技術的發(fā)源地。為了深入掌握磁懸浮控制系統(tǒng)的設計技術，2007年，鄭偉作為國家公派訪問學者進入德國布倫瑞克工業(yè)大學交通安全與自動化工程研究所，跟隨曾經(jīng)身為西門子磁懸浮系統(tǒng)設計部門創(chuàng)始人的Eckehard Schnieder教授進行磁懸浮列控系統(tǒng)設計技術的系統(tǒng)學習。1年后學成回國的鄭偉，看到的又是一番新的景象。從鐵路第六次大提速開始，我國進入了高鐵時代。

新興事物的出現(xiàn)，總會伴隨一些疏漏，高鐵事故無小事，安全保障尤為重要。在我國高鐵快速發(fā)展的背景下，控制系統(tǒng)投入使用之前的安全測試方法及安全保障基礎理論方法技術需要同時補強。于是，鄭偉以德國洪堡學者的身份第二次赴德，學習高鐵控制系統(tǒng)測試技術及各類安全保障方法技術。

“我現(xiàn)在負責高鐵地面核心控制設備無線閉塞中心的測試平臺研制，實現(xiàn)系統(tǒng)功能及系統(tǒng)安全性能的測試”，鄭偉說。由于我國無線閉塞中心的測試序列較多，鄭偉也需要研究測試案例及序列自動生成的自適應優(yōu)化算法，從而提高測試效率。“我們正在根據(jù)鐵路管理部門對測試平臺的最新需求不斷進行深化，設計并補充測試案例及序列，期望能夠盡快完善測試平臺，以滿足工程應用需求，執(zhí)行地面核心控制系統(tǒng)的測試工作”。測試平臺如果能夠獲得國家認證部門的測試資質(zhì)，地面核心控制設備在投入運行前就需要按照相應測試規(guī)范和標準接受測試，測試通過后方可投入運營，這樣便是從源頭加強了高鐵的安全保障。

除了高鐵列控系統(tǒng)的測試平臺研制，在高鐵運營安全保障的基礎理論方面，事故致因模型及事故分析模型也是鄭偉主攻的領域。據(jù)他介紹，一方面，通過對鐵路管理部門多年來積累的各類事件及事故的系統(tǒng)分析，將事故與導致事故發(fā)生的多類因素建立多維映射關系模型，這樣可以根據(jù)對列車實時運營狀況的監(jiān)測進行在線事故預警。另一方面，面向具體的事故，從組織、人因、設備及環(huán)境不同層次確定導致事故發(fā)生的事故鏈條，找出與事故相關的組織及個人的深層次原因，從而為事故防范措施的設計和管理提供明確的指導性意見。

鄭偉指出，鐵路系統(tǒng)的大部分事故是惡劣的自然環(huán)境、系統(tǒng)自身缺陷及不完善的管理這三者復雜作用的后果，其中組織管理及人員問題占很大比重。所以，事故致因模型及事故分析模型都是為了找到導致事故發(fā)生的深層次原因。“比如，一件事故是因為司機犯錯誤導致的，如果只是對司機進行了懲罰，他記住了這件事情，下次可能依舊在另一個方面犯錯。對我們科研工作者而言，更重要的是查明司機為什么犯錯誤，唯有這樣才能找到導致事故發(fā)生的真正原因，從而從根本上解決問題。是企業(yè)安全文化氛圍不足？組織培訓力度不夠？倒班制度不合理導致睡眠不足？家里有事導致心理出現(xiàn)異常波動？”目前我國鐵路運營部門也逐漸意識到了企業(yè)安全文化、安全組織及安全管理對于列車安全運營的重要性，正在和鄭偉開展相關方面的合作。

做有需求的科研

涉足軌道交通自動化與控制領域十余年來，鄭偉從一個青年學者逐漸成長為主持國家級項目的科研工作者。2010年，在我國信息化與工業(yè)化融合的大背景下，鄭偉參加了“863”主題項目“面向信息物理融合的系統(tǒng)平臺”，具體負責“軌道交通CPS系統(tǒng)的感知、運行和安全技術應用驗證”的課題研究，旨在將物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)相融合，對列車運行控制系統(tǒng)與列車動力系統(tǒng)進行綜合建模分析，在更高層面上探索高速鐵路的安全保障技術。

2013年，北京交通大學國家軌道交通安全評估研究中心成立，鄭偉任中心副主任，“成立這個中心也是為了進一步加強高鐵安全保障方法技術的研究工作，面向高鐵動車、通信信號、牽引供電、牽引電傳動及電磁兼容方面，從上線前到運營中直到報廢，對其進行全生命周期內(nèi)的循環(huán)評估和風險分析，進而保證系統(tǒng)處于我們所需要的安全等級”。在我國高鐵安全保障基本方法技術領域，鄭偉認為“我們需要盡快學習高鐵發(fā)達國家既有的運營安全保障理論方法技術，再根據(jù)我們自己國家的實際運營條件，不斷提出適合我國高鐵的安全評估及安全保障方法和工具，切實提高高鐵運營安全。”

德國高鐵運行已接近30年，日本甚至長達50年，而我國的高鐵還略顯年輕，運營至今不到10年，許多運營問題還沒有顯現(xiàn)。所以，“我們當前需要去國外吸收已有的運營安全保障經(jīng)驗，他們運行時間足夠長，一些與時間相關的問題已經(jīng)暴露出來，雖然運行環(huán)境不完全相同，但總有我們可以借鑒的經(jīng)驗。”今年6月，鄭偉又將前往德國，學習借鑒德國鐵路股份有限公司在高鐵安全保障方面的技術方法及標準體系，“這些不是課本上能學習到的知識，要通過學習交流才能知道。他們出現(xiàn)的問題，日后我們也可能遇到，早知道就可以提前預防，他們的安全保障方法技術我們也可以選擇性地借鑒過來”。在鄭偉看來，這是保障高鐵運營非常重要的一環(huán)。

“我們國家現(xiàn)在有世界最長的高鐵運營里程，而且國內(nèi)高鐵運營環(huán)境的復雜程度是其他國家所沒有的，比如東北的高寒、南部的潮濕、西部的風沙，世界上運營里程最長的京廣線從南到北2294公里的動車長距離持續(xù)運行，這些我國特有自然環(huán)境下的高鐵安全保障經(jīng)驗無從學習，只能依靠我們國家的廣大鐵路從業(yè)者逐步積累。這雖然是一個很大的挑戰(zhàn)，但同時也是機遇，一旦我們積累了各種復雜自然環(huán)境下及長距離持續(xù)運行的高鐵運營保障經(jīng)驗，就能夠促進中國高鐵昂首‘走出去，將來外國人就需要到我們這里來‘取經(jīng)了”，鄭偉說道。

在高鐵的發(fā)展歷程中，鄭偉貢獻了自己的一份力量，是堅定的安全守望者。而他也總是說，自己只是其中的一個參與者。的確，高鐵的建設運營是項系統(tǒng)工程，需要多部門、多專業(yè)人員協(xié)同配合，高校承擔基礎理論方法研究、企業(yè)做設備研發(fā)、測試機構負責測試評估認證……正因如此，高鐵才能安全平穩(wěn)地馳騁于天地之間。

未來，任重而道遠。鄭偉希望盡快形成一支強有力的研究隊伍，與中國鐵路總公司和國家鐵路局對接，建立合作關系。他說，“頂天立地”是北京交通大學科研工作者的信條，在研究方法技術上要有國際視野、高瞻遠矚，但研究成果最后要能夠回到地面上，直接服務于高鐵的實際運營。因此“團隊研究方向與現(xiàn)場運營需求的無縫對接”是重中之重，因為“不知道需求是什么，做出來的成果就無法發(fā)揮作用。只有知道需求，才能為高鐵安全運營提供更好的服務及保障。”