秦勇：中國軌道交通安全保障技術創新領軍者

文｜黃遠軍

秦勇：中國軌道交通安全保障技術創新領軍者

文｜黃遠軍

過去10年，中國高鐵從無到有，從追趕到超越，高鐵建設頻頻以“中國速度”刷新世界紀錄，并憑借技術領先、安全可靠、性價比高，成為了中國高端制造業的“黃金名片”。中國高鐵的大發展開啟了人類交通史的新紀元，也深度改變了人們的時空概念及出行和生活方式。如今，從平原水鄉到戈壁沙漠，從高原凍土到熱帶雨林，“子彈頭”的身影在中國大地上“貼地飛行”處處閃現。中國高鐵已從一個陌生概念轉變成為普通人出行的首選。

中國高鐵雖然起步時間晚，卻能后來居上，與廣大科技工作者不斷尋求突破、一步一步腳踏實地的持續拼搏是分不開的。

不忘初心，知識報國為己愿

2017年6月22日，國家科技部正式公布了2017年國家創新人才推進計劃入選對象名單。來自北京交通大學軌道交通控制與安全國家重點實驗室的秦勇，憑借在軌道交通安全技術領域的貢獻，入選“科技創新領軍人才”。

“為國家軌道交通事業做出貢獻的科研工作者很多，這份榮譽更多的是屬于我們這個群體，而不是我個人。能夠參與到近20年國家鐵路安全技術創新全過程，自己感覺非常幸運，是中國鐵路的飛速發展給了我施展抱負的舞臺。技術創新無止境，當前我們也還面臨著激烈的國際競爭，因此，我們今后要做的工作還很多，這只是一個起點，遠非終點。”秦勇在接受專訪時表示。

秦勇出生于1971年12月，現為北京交通大學教授，博士生導師。他1989年考入上海鐵道大學，一心想以知識改變中國鐵路現狀的渴望以及對求知的執著，促使他畢業后選擇了在母校繼續攻讀碩士學位。1996-1999年，他在鐵道部科學研究院完成博士學業，之后便在此正式開始了自己的職業生涯。

上天總是愿意眷顧那些有目標肯堅持的人。在鐵道部科學研究院工作期間，憑借優異的表現，秦勇很快晉升為副研究員并任電子計算技術研究所副總工程師。也因為他的出色表現，2005年籌建軌道交通控制與安全國家重點實驗室時，北京交通大學向其伸出了橄欖枝。目前，他已成為該實驗室的副主任。

因為一份責任，更因為一份熱愛，秦勇多年來全身心投入到了中國軌道交通事業的發展進程中。“從大學到后來參加工作，算起來，我從事軌道交通安全高效運行研究與應用將近20年了。”秦勇表示，這20年也是中國軌道交通大發展的時期，自己愿意為全面參與這個過程、為中國軌道交通事業的發展，不忘初心、執著奮進。

鐵路作為國民經濟大動脈、國家重要基礎設施、大眾化交通工具和民生工程，在經濟社會發展中的地位和作用至關重要。軌道交通的安全可靠、準點高效、綠色環保等眾多優點，更使其受到了包括歐美等發達國家在內的諸多國家的重視，成為綜合運輸網絡中的運輸骨干。

“安全高效是軌道交通運營最核心的競爭力和核心技術。”秦勇表示。

秦勇同時強調，“列車速度的持續提升、新技術新裝備的不斷運用和安全預防‘關口’的逐步前置，均對軌道交通安全技術創新提出了新的要求和挑戰。舊的問題解決后，新的問題會隨之產生，因此，軌道交通安全保障技術創新，是該領域科技工作者終身要去做的一項事業。”

勇擔重任，征戰沙場在一線

20年前，暗暗立下的“愿為中國軌道交通發展‘衣帶漸寬終不悔’”的志愿，成了秦勇長期堅守的錚錚誓言。20年后的今天，他的建設足跡已踏遍上海、拉薩、西寧、哈爾濱、北京、天津、廣州等城市。與諸多建設者一起，共同鑄就了中國鐵路事業今日之靚麗風景。

作為“軌道交通安全2011協同創新中心”學科方向帶頭人，“安全科學與工程”一級學科方向帶頭人，秦勇和賈利民教授攜手創建了軌道交通主動安全保障與應急管理研究團隊。他見證并參與了中國高速鐵路、城市軌道交通領域一系列重大工程，和團隊一起取得了一系列具有完全自主知識產權、處于國際先進水平的重大成果，更是該領域多項首套或國內外最大規模裝備系統的創造者和主要組織者。

1997年中國鐵路開始第一次大面積提速，從此朝著高速、高密度的技術方向發展。“這對保障鐵路運輸安全，從技術創新等層面提出了更高的要求。”秦勇說，像滬寧鐵路、廣深鐵路等中國最繁忙的一些鐵路干線，其運行提速和安全保障之間的矛盾則更加突出。

“鐵路提速需要解決許多具體的技術問題，這對科技工作者是一個巨大的挑戰。不過，它也將成為中國經濟和社會發展的加速器，意義深遠。因此，困難再大，挑戰再多，我們也必須迎難而上，并將其攻克。”秦勇說。

2000年前后，秦勇在鐵科院電子所當副總工兼室主任，其研究室承擔了滬寧線提速后的安全技術保障工作。使命煥發激情，責任激勵斗志。經過團隊成員上下一心，攜手奮進，一路上攻堅克難，他們成功拿下了這場攻堅戰。2003年，他們在該工程項目中實施了中國鐵路首個行車安全綜合監控中心系統，有力支撐了中國鐵路第五、六次大提速的順利實現。他們的技術成果和成功經驗，后來還作為“樣板”向全國推廣。

“看到提速后的列車，風馳電掣地穿行在江南山水之間，宛如蛟龍從自己面前呼嘯而去，見證的是中國鐵路事業的加速前行，那種成就感和自豪感是發自內心的。”秦勇說。

青藏鐵路，是世界鐵路建設史上的一座豐碑，它的橫空出世，是成千上萬科技工作者智慧的結晶。青藏鐵路一役，也給秦勇留下了終身難忘的記憶。

2006年建成通車的青藏鐵路，是世界上海拔最高、線路最長的高原鐵路，被譽為“天路”。這里脆弱的生態、高寒缺氧、多年凍土和狂風暴雪等構成的惡劣自然環境，對鐵路運營與安全提出了嚴峻挑戰。

“世上無難事，只要肯登攀。困難和挑戰肯定是有的，但它事關青藏高原百姓幸福，是國家交給我們的光榮任務。我們沒有理由退卻。”為了實現一流的高原鐵路運輸管理水平，秦勇作為青藏鐵路運營安全監控中心執行負責人，帶領團隊毅然奔赴雪域高原。他和隊員一起，長期奮戰在工程建設一線，有時在拉薩、西寧一待就是好幾個月，風餐露宿，高原反應強烈，不過，因為使命在肩，大家都干勁十足。這一“戰役”，他們再一次不辱使命，形成了具有完全自主知識產權的國內外首個高原鐵路運營安全綜合監控中心系統，實現了運輸組織、安全保障、應急救援的全過程可視化集中統一管理。“事實上，作為科技工作者，青藏鐵路是一種挑戰，也讓人興奮，因為這類工程可以積累舉世無雙的經驗庫存和原始數據。”秦勇說。

2008年8月1日，奧運會開幕的前一周，京津城際高速鐵路正式投入運營，從此，中國跨入了高鐵時代。“這也同時宣告，高速列車運行安全成為了鐵路安全保障的主戰場，一系列技術難題亟待我們去破解。”秦勇說。

在此背景下，秦勇和團隊在國家“863”計劃、國家自然基金委、原鐵道部科技計劃、教育部新世紀人才計劃、霍英東教育基金等項目支持下，以實驗室為家，經常“白加黑”“五加二”通宵連軸展開研究，通過刻苦攻關，成功實現了對高速列車安全運行的在途監測以及安全預警，并由此打破了國外的技術封鎖，形成了具有國際競爭力的全自主知識產權國產設備。“以前，高速列車運行時采集設備狀態信息較少，只有發生嚴重故障時才能采集到信息，無法實現早期預警和故障精確定位。而國外的預警和故障診斷技術，基本上對中國是實施全面封鎖的。”秦勇說。

秦勇與歐洲專家交流高鐵安全技術

據悉，他們的相關技術及運用裝備目前已在中國主力高速列車“和諧號”上裝備運用。

2012年12月1日，哈大高鐵正式開通運營。它是國家“十一五”規劃的重點工程，也是中國目前在最北端的嚴寒地區設計建設標準最高的一條高速鐵路。由于地處高緯度，冬天氣候惡劣，殘酷的暴風雪給列車運行帶來了極大的安全隱患。響應國家鐵路事業發展需求，2014年，秦勇又一次受命，帶領團隊成員放棄寒假休息時間，長途奔赴哈爾濱鐵路局雙城北高鐵綜合維修基地，對暴風雪給列車運行帶來的安全問題進行檢測預防。“我們當時每天就盼著下雪。因為雪深監測系統的現場試驗，需要在冬季下雪期間進行，北京并不具備條件。”秦勇說，那時工作條件極其艱苦，白天有列車運行，只能在晚上作業。雖然天氣寒冷，但作業時又不能穿得太多，所以常常是上去工作一會兒就會被凍得退回來，換人再上。創新研發和工程項目執行過程中的酸甜苦辣，秦勇深有體會。

梅花香自苦寒來。通過連續多日的戰風斗雪，課題組成功研制出高可靠雪深監測預警系統，并對既有系統實施了可靠性提升和性能優化，為提高哈大高速鐵路列車運行安全系數做出了貢獻。

從無到有、從疏到熟，靠著一種齊心協力的創新、創業激情，秦勇和團隊成員通過滬寧鐵路、青藏鐵路、哈大鐵路等一場場漂亮的“安全保衛戰”，打響了“北交大軌道交通主動安全保障與應急管理研究團隊”品牌。憑借多項原始創新成果和工程項目的“窗口”效用，贏得了社會知名度和美譽度。不過，“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。”過去的榮光只是新的起點，還有更多靚麗的風景等待著他們去一一建造。

近年中國城市軌道交通發展迅猛，北上廣等一線城市已由原來的交通“線”逐漸擴展為軌道交通“網”，每天的客流量都逾千萬人次。由此，城市軌道交通網的安全成了重中之重。

2011-2013年間，秦勇通過主持城市軌道交通路網安全保障領域第一個國家科技支撐計劃課題，面對著上百TB的海量運營安全數據，夜以繼日、尋幽入微地進行處理分析，最終和團隊率先研制出軌道交通應急指揮決策支持平臺系統，建立起軌道交通領域全新的路網級整體安全監管模式，大大提升了中國城市軌道交通整體安全水平。

目前，其研究成果已在全世界技術集成程度最高的北京城市軌道交通路網指揮中心投入運用。

秦勇向國外專家介紹“軌道交通控制與安全”國家重點實驗室相關研究成果

攻堅克難，自主創新結碩果

中國鐵路創新的特點是從厚積薄發到激發井噴。目前，高鐵技術方面中國已經形成了涵蓋工程建設、高速動車組、列車控制、牽引供電、運營管理、風險防控六大領域的技術體系。

秦勇是這一歷史進程的見證者和參與者。

近20年來，秦勇在自己從事的研究領域取得了一系列成果，至今已發表高水平SCI/EI論文150余篇，撰寫專著3部；獲授權美國發明專利2項、中國發明專利43項；研制出的多項具有自主知識產權的國內外首臺套設備和最大規模平臺系統，也已在軌道交通系統中得到廣泛的產業化應用……秦勇說，“我們團隊一直以來秉承著‘面向行業重大需求開展基本理論創新，基于理論創新形成關鍵技術裝備促進產業發展’的研究理念，經過多年的持續創新，如今已經打造出一條完整的自主創新鏈。”

當前，中國高速鐵路運營建設規模已躍居世界第一位。如何確保高速列車和高速鐵路網的安全運行，成為了當前技術創新中的重中之重。

在這方面，秦勇團隊取得的代表性創新成果之一是，研發了高速列車在途監測預警裝備。秦勇介紹，隨著中國高速列車保有量不斷增加，運行速度不斷提高，其技術構成愈來愈復雜、運行環境與工況愈來愈惡劣，這給列車運行安全帶來了前所未有的嚴峻挑戰。針對這一現實技術需求，他和團隊從復合智能傳感、早期故障診斷模型和運維優化方法等多個方面進行了創新，最終成功研發出高速列車在途安全監控預警系統設備。“這套設備目前已裝備于和諧號動車組，打破了國外技術壟斷，實現了高速列車運行過程全息感知與在途檢測維修。”秦勇說。他們還在此基礎上研制出中國首列智能高速列車，性能國際領先。

他們的另一項代表性創新成果是“高速鐵路網運營風險分析與調控系統”。運營規模位居世界第一位的中國高速鐵路網穿越不同氣候帶，面臨著嚴寒、高溫、風沙、晝夜大溫差，以及復雜地質、軟土層、滑坡等外部環境風險和高速、高密度、重載荷、頻繁工況切換等列車設備運行風險，“這些挑戰都是前所未有、國際上從未遇到過的，其造成的理論和技術難題則嚴重制約了中國高速鐵路安全運營保障能力的進一步發展。”秦勇說。

為此，他們在基礎理論方面開展了大量創新性工作，包括創新性提出了突發事件下路網運營風險預測與列車群應急指揮協同優化方法，以此為基礎，率先研制出軌道交通應急調度指揮智能決策支持平臺系統，建立實現了軌道交通行業全新的路網級整體安全監管模式。

秦勇表示，“以中國工程院院士張軍為主任、中國科學院院士吳宏鑫、中國工程院院士錢清泉、中國工程院院士樊邦奎為副主任的鑒定專家組一致認為，項目整體技術和系統裝備填補了高速列車技術領域國內外空白，總體達到國際先進水平；部分技術達到了國際領先水平。”

自2013年起，秦勇團隊研制出的列車在途監控預警關鍵技術與裝備系統，通過和中車長春軌道客車股份有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司等企業合作，被大規模運用到高速列車上，使得關鍵設備安全使用壽命延長10%，定期檢修效率提高20%以上，運維成本降低25%……社會和經濟效益顯著。同時，它還在中國城市軌道交通列車上進行了規模化推廣應用，同樣顯著減少了列車人工檢查工時、提高了維修效率、節省了車輛配品配件費用，同時延長了列車關鍵設備壽命。

“國外公司列車在線檢測預警設備產品長期對中國采取技術封鎖，而且收取高額的檢測售后服務費用。我們自主研發的新產品在具有同等性能指標的前提下，價格約為國外產品的1/2。因為極強的競爭力，目前它已逐步取代國外進口產品，大大提高了該技術領域的國產化水平。”秦勇說。

標準的制定非常重要，中國標準才是中國產品的核心競爭力。在該研究領域，秦勇他們還編制了國內首個領域內行業標準，加速了中國軌道交通列車運行安全保障領域進入智能化發展階段的進程。此外，他們還聯合廣州地鐵集團有限公司成立了城市軌道交通系統安全與運維保障國家工程實驗室，為軌道交通行業該領域關鍵共性技術的創新打造出國家級科研試驗平臺。

回首過往，秦勇近20年的奮進日程上寫滿了拼搏與榮耀。

截至目前，秦勇先后主持或參與了近40項軌道交通運輸安全領域的國家級科研課題研究。憑借這些成果，他先后獲得了原鐵道部頒發的詹天佑鐵道科學技術青年獎、共青團頒發的全國青年崗位技術能手稱號、中央國家機關杰出青年稱號、國家科技進步獎二等獎、中國鐵道學會科學技術獎二等獎、第67屆德國紐倫堡國際發明展金獎等二十余項獎勵。

展望未來，前行的道路仍關山萬重。懷揣夢想的秦勇，仍將以開拓者的勇氣和創業者的豪情，書寫新的榮光。

砥礪前行，共鑄國家“新名片”

自2008年中國第一條時速350公里的高速鐵路開通運營以來，中國高速鐵路從無到有，從追趕到超越，從引進消化吸收再創新到系統集成創新，再到完全自主創新，已經練就成為世界鐵路科技的集大成者。中國高鐵一次次憑借其技術水準和市場地位樹立了“中國創造”的良好形象，走向了世界，成為了支撐國家“一帶一路”倡議推行的核心基礎設施和國家“新名片”。

2017年10月16日，由中車長春軌道客車股份有限公司研制的首批美國波士頓橙線地鐵車順利下線，預計將在2017年12月份運抵美國。這是中國軌道交通裝備首次出口美國。

“中國軌道交通的發展，取得了舉世矚目的成就。是中國無數科研工作者在軌道交通列車、基礎設施、運營安全管理等方面數十年的持續創新和堅守，讓我們走到了今天的位置。”秦勇說。

不過，秦勇坦言，“我們面臨的國際競爭，依然十分激烈。”

秦勇忙碌的身影，近年活躍在國際舞臺上，這也讓他很自然地建立起了一種國際視野。2017年年初，他在國家留學基金委的支持下前往加拿大、美國與北美軌道交通領域一流專家交流分享中國高鐵技術發展經驗和國際鐵路技術發展趨勢；10月21日，在長沙作為大會程序委員會主席，他主持了2017年軌道交通電氣與信息技術國際學術會議，并作大會報告；同時，目前他還擔任了多個交通領域國際期刊編委。秦勇說，“我們要結合國家需求進行自主創新，同時也要吸收國外的先進技術，這樣形成兼容全球智慧的自主創新科研模式，才能讓我們保持在世界先進水平的領先位置，為全世界軌道交通的發展做出中國的卓越貢獻。”

“我們要結合國家需求進行自主創新，同時也要吸收國外的先進技術，這樣形成兼容全球智慧的自主創新科研模式，才能讓我們保持在世界先進水平的領先位置，為全世界軌道交通的發展做出中國的卓越貢獻。”