西南交大設計院如何助力科技成果工程化

呂江濤

2021年1月13日，在四川省成都市的西南交通大學九里校區，一條165米的真車樣車試驗線建成并投入使用，設計時速620公里、采用全碳纖維、流線型頭型的世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車緩緩開動。

2019年，時速600公里級高速磁懸浮系統的技術儲備研發被列入《交通強國建設綱要》，作為前瞻性的技術研究為未來出行提供了新的可能。在這之前，西南交通大學的真空管道高溫超導磁浮列車技術已經在實驗室里實現了“浮起來”“動起來”的目標，而要真正實現在工程化應用場景中“動起來”“跑起來”的目標，需要在試驗線上進行真車載人試驗，完成高溫超導高速磁浮列車投入商用前的一系列驗證。

高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線的成功下線，在西南交大磁浮研究史上和中國高溫超導磁浮發展史上都具有里程碑意義，是中國推動高溫超導磁浮技術從實驗室走出的重要一步。

對此，西南交通大學首席教授張衛華介紹：“高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線項目可實現高溫超導高速磁浮工程化樣車的懸浮、導向、牽引、制動等基本功能，以及整個系統工程的聯調聯試，將滿足后期研究試驗需求。結合西南交通大學校內磁浮列車模型試驗臺（400+彈射試驗臺、700滾動試驗臺），可驗證高溫超導磁浮列車高速化及長期運行可靠性。”

西南交通大學的高溫超導高速磁浮項目一面世就吸引了各界目光，為學校贏得了美譽，也讓“交大磁浮”的牌子再一次打響。

事實上，西南交大早在20世紀80年代就開始了磁浮技術的研究，1997年獲批國家863計劃項目“高溫超導磁懸浮實驗車”，正式開展高溫超導磁浮車的研究。

2001年初，學校研制的世界首輛載人高溫超導磁懸浮實驗車“世紀號”在北京舉行的“863計劃15周年成果展”上初次亮相，引起了廣泛關注。

2004年，西南交大提出了600km/h及以上載人超高速高溫超導磁懸浮交通系統方案，從此開始了高溫超導磁浮車工程化的探索。在2019年，西南交大又建成了真空管道高溫超導磁浮車高速試驗平臺，最高試驗速度400km/h，可開展高溫超導磁浮車動力學、氣動、振動、噪聲等方面的研究。

經過40年的探索與實踐，西南交大突破了一系列理論和技術難題，在高溫超導磁浮基礎理論研究和關鍵技術創新方面已經形成了優勢和基礎，具備了工程化的條件。

高溫超導高速磁浮工程化的實現，得益于天時地利人和。“天時”是我國交通行業從科學研究到設計制造的整體提升;“地利”是云南、四川兩省政府的大力支持;“人和”是學校聯合中車唐山公司、中國中鐵等行業單位的協同攻關，以及校內交通運輸學科各科研團隊的密切配合。

2019年7月12日，云南省發改委面向社會公開招標昆楚大麗高鐵可行性研究，西南交大旗下的西南交大設計研究院（下稱“交大設計院”）一舉中標。具體負責該項目的交大設計院副總經理金朝輝介紹說，經過反復溝通和論證，可行性研究報告推薦比選了高速磁浮制式和高速輪軌制式，最終在磁浮與輪軌對比中選擇了磁浮，在磁浮技術對比中選擇了高溫超導磁浮。這意味著，西南交通大學的高溫超導高速磁浮項目將不再只是一個實驗室項目，有望在不久的將來完成科技成果工程化。

西南交大磁浮研究四十年磨一劍，而讓這“寶劍”出鞘的，正是交大設計院承擔的昆楚大麗高鐵可行性研究以及相關配套服務。

在磁浮制式選擇過程中，交大設計院和學校磁浮各團隊進行了深入交流，最終本著最科學、最可行的原則進行了取舍。在項目團隊看來，高溫超導磁懸浮技術還有一個重要優勢，那就是擁有完全自主的知識產權。

媒體一直持續關注西南交大的高溫超導磁浮研究，西南交通大學的研究員、博士生導師鄧自剛也曾獲首屆“科學探索獎”，是高溫超導磁懸浮技術四川省科研創新團隊帶頭人。但磁浮列車此前只能在實驗室實現懸浮和啟停，因為要實現工程化需要大量資金投入。

交大設計院的可行性報告可謂恰逢其時，送來了一陣“東風”。報告指出，昆明至麗江是一條黃金旅游線路，如能修建一條高速磁浮線，將有利于完善區域綜合交通網絡體系，進一步擦亮昆明—大理—麗江一線世界級黃金旅游名片。

高溫超導磁浮高速列車作為一種新制式交通工具，要實現工程化，除了工程化樣車，還包括懸浮系統、牽引系統、制動系統、運控系統、線下土建及附屬工程，以及整個系統工程的聯調聯試和綜合性能檢測系統等。

交大設計院負責總體設計和工程總集成，與科研團隊、中車唐山公司、中國中鐵等單位協同攻關，開展工程化研究、工程設計、線路施工、線路運行一體化管理。

車內場景

這其中，高溫超導磁浮列車的研制是重中之重。中車唐山公司是中國軌道交通工業的發軔之地，是中國鐵路的創業原點和中國中車的創業起點，也是我國最早參與磁浮技術研發的企業之一。曾先后研制七代中低速磁浮列車，第四代磁浮列車已成功在北京S1線投入載客試運營。此外，中車唐山公司還曾牽頭國內企業和科研機構，自主創新研發新型200km/h磁浮列車。

2020年9月，西南交通大學與中車唐山公司簽訂《高溫超導磁懸浮列車技術工程應用合作協議》，雙方共同進行總體設計和關鍵技術攻關。

2020年9月22日，西南交通大學批復同意在校內修建試驗線。交大設計院與中國中鐵二局進行了多次溝通，后者墊資開始了樣車線的施工，同時雙方一起對高溫超導高速磁懸浮列車工程化實際施工中遇到的各種技術問題進行研討，解決了多項施工技術難題，以高效率、高質量在較短的時間內完成了施工任務。

金朝輝認為，項目推進過程中的首要難題就是方案圖如何變成施工圖。張衛華、鄧自剛團隊的研究成果已經十分成熟，但進入工程化中會遇到很多具體難題，比如方案的可施工性、成本問題、施工周期問題等。因此，交大設計院加入研發團隊后，依靠自身的工程經驗，逐一提出解決方案，和科研團隊一起研討，通過教授團隊仿真分析等技術手段，最終選擇最優解決方案。

項目的順利完成，同樣得益于學校長期積累的高鐵領域前沿成果，以及設計院與學校各科研團隊建立起的良好合作關系。

交大設計院總經理趙世春思考的是另外一個方向性問題，他認為磁浮樣車及試驗線的成功落地，是政產學研聯合下科技成果轉化的一條新路子，是學校總協調、設計院總負責、科研成果實現總集成的體現，更是“學校重大科研成果實現學校主導的重大工程轉化”典型案例。

試驗線落成已經過去一年多時間了，在這一年多時間里，以試驗線為依托，西南交通大學科研團隊圍繞高溫超導高速磁浮交通系統總體設計、懸浮導向、永磁軌道相關核心技術與關鍵裝備開展研究，不斷形成全系統關鍵重大裝備及核心技術研發和研制能力。在圍繞高溫超導磁浮交通系統的工程化應用方面，交大設計院開展高溫超導高速磁浮交通工程設計關鍵技術研究，特別是在永磁軌道、牽引制動和測控運控等關鍵機電系統工程化方面取得了突破性進展。

責編：姚坤 yaokun@ceweekly.cn

美編：孟凡婷