跨越山河　巨龍騰飛

無邊落木

2023年8月1日，我國第一條設計時速350公里的高鐵——京津城際鐵路迎來運營滿15周年。京津城際鐵路這個起點，翻開了中國高鐵發展的新篇章，見證了中國高鐵一段重要的發展歷程。

中國高鐵的篳路藍縷

1978年10月22日，時任國務院副總理的鄧小平抵達東京，展開為期8天的對日訪問行程。10月26日，鄧小平乘坐新干線從東京去往京都。當時的日本是世界上唯一擁有高鐵的國家，高鐵作為日本的重要標簽，是日本的驕傲。在列車上，鄧小平談到坐高鐵的感受：“就感覺到快，有催人跑的意思，我們現在正合適坐這樣的車。”隨著鄧小平乘坐新干線的新聞傳回中國，這種列車在中國人心中萌了芽：我們什么時候才能擁有啊？

然而，當時中國能夠正常使用的鐵路大約只有5萬公里，其中4萬公里還是蒸汽線路，跑的是冒著沖天煙柱的蒸汽火車，也就是當年英國人使用的老古董，全國電力機車不到200臺，火車平均運行時速剛過40公里。因此，時速210公里的新干線，在當時中國人的心中快得像出膛的子彈一樣。

雖然知道“臨淵羨魚，不如退而結網”這一道理，但沒錢、沒鋼材，中國的高鐵建設寸步難行。直到1993年，中國貫穿南北的最重要的交通大動脈京九鐵路才正式動工。連建設普通鐵路都如此艱難，高鐵更是遙不可及。

20世紀末，中國開始一步一步打通建設高鐵的可能性。1999年8月16日，中國第一條客運專線秦沈客運線開工建設。2003年10月12日，秦沈客運專線正式開通運營，設計時速200公里，并預留250公里的提速空間，山海關至綏中北區間可進行時速300公里的試驗。該線是中國第一條真正意義上的高速鐵路！在這條鐵路上，眾多國內學者多年研究的高速鐵路技術第一次得到了應用。而為了配合秦沈客運專線建設的我國自行研制的“先鋒號”和“中華之星”動車組在試驗中分別達到了時速292公里和321.5公里，創造了當時國內的最高速度紀錄。

2008年8月1日，北京奧運會前夕，京津城際鐵路建成通車，將北京和天津的運行時間縮短至半小時以內。這條鐵路是中國第一條設計時速350公里的高速鐵路，也是中國打造自主高速鐵路品牌CRH的第一炮。這離中國人第一次知道高鐵的存在，已經過去了30年。而中國人仰望新干線的日子，也終于到此為止。

短短幾十年，中國走完了西方鐵路強國百年才走完的路。篳路藍縷，履險若夷，中國高鐵將繼續前行，創造更多令世界感嘆的新速度和新奇跡，撐起更加巨大的發展空間和美好前景。

這期，我們就來看看在這條篳路藍縷的路上都有哪些高校的參與。

北京交通大學

千古百業興，先行在交通

2023年3月，教育部公布了“十四五”第一批教育部重點實驗室建設立項名單，北京交通大學“交通大數據與人工智能教育部重點實驗室”獲批立項。

實驗室面向“數字中國”“交通強國”“新一代人工智能”等國家戰略需求，設立交通大數據智能基礎理論、智能感知與傳輸、智能分析與決策技術、安全與隱私保護四個研究方向，以鐵路、公路、民航、水運、管道五大綜合交通運輸領域的智能化運營業務為服務對象，全面梳理我國交通運輸行業的重大需求，開展交通大數據與人工智能基礎理論與技術的系統化研究，推進以大數據和人工智能為主要驅動力的交通領域科技創新，構建新一代信息技術與交通運輸領域深度融合的交通大數據與人工智能創新發展平臺。

智慧閃耀九州

自1999年起，北京交通大學就開始參與京滬高速鐵路的科研工作，2008年正式大規模開展京滬高速鐵路的科研及管理工作。在技術引進談判組、新線安全評估專家組以及信號、供電、動車組等各類技術攻關組中，都活躍著北京交通大學學子的身影。

在列車信號與通信控制方面，北京交通大學唐濤教授主持研發的CTCS-3級列控系統互聯互通測試驗證關鍵技術，在我國高鐵列控系統設備的研發、測試及京滬、哈大、京廣等時速300公里以上的高速鐵路中得到了廣泛的應用，確保了高速鐵路CTCS-3級列控系統的互聯互通，為保障高速列車在全高速鐵路網中安全運營、跨線運行發揮了重要作用。

在攻關京滬高速鐵路無砟軌道梁端錨固結構的時候，北京交通大學高亮教授團隊針對橋上縱連板式無砟軌道的特點，通過大量理論分析及現場大型綜合試驗，創新性地提出了具有我國自主知識產權的梁端錨固體系，打破了國外技術的壟斷。這一體系僅應用于京滬高速鐵路徐州至上海段，就節約了建造成本約2億元。高亮教授本人也因此被評為“京滬高速鐵路十大技術創新人物”。

北京交通大學賈利民教授從2008年起先后擔任《中國高速列車自主創新聯合行動計劃》總體專家組副組長和“國家高速列車科技發展‘十二五重點專項”專家組組長，他和專家團隊設計并確定了中國高速列車相關核心裝備體系的頂層技術指標、技術架構，確立了牽引供電、運行控制、運輸組織、安全保障等關鍵系統技術的研發路線。正是在這些頂層技術指標的指引下，我國研發出了具有自主知識產權的CRH380系列高速列車。

……

北京交通大學始終瞄準科技發展前沿和國家重大戰略需求，為服務國家交通、物流、信息、新能源等行業以及北京經濟社會的發展做出積極貢獻。

如今巍巍中華，鐵路如巨龍般馳騁萬里，上可至“世界屋脊”，下可過江越海，從北境到南疆，從荒漠到水鄉，北京交通大學的智慧在九州內外閃耀光芒！

·成就的背后·

扛著百斤鋼板爬高十幾米，光著膀子在烈日下做試驗，這樣的經歷，幾個科學家有過？

高亮有過。

京滬高速鐵路建設期間，高亮帶著師生們在安徽滁州段做試驗。為了研發出更適應現場施工情況的無砟軌道新型梁端錨固裝置——端刺結構，他們需要進行現場大型原位試驗。那時是夏天，烈日暴曬之下，鐵架的溫度高達60多攝氏度，工作條件非常惡劣。而由于要趕進度，因此大家從早做到晚，晚上稍做休整后，便又接著干通宵。

試驗原定壓力加到1100噸，順利通過后，大家還沒來得及慶祝，有關方面就提出，為了在安全上萬無一失，要加壓繼續測試，壓力加到1700噸。

試驗急需架設鋼板，但當時已經入夜，施工單位的工人都已經回去休息了。為了不耽誤試驗進程，高亮和在場的師生們一起，硬生生地把100多斤重的鋼板一塊一塊地抬了上去。最終，試驗順利完成，雙柱型端刺結構系統通過考驗。

高鐵工地常在荒郊野嶺，無遮無擋，一到酷暑，烈日當頭，地面溫度超過40攝氏度是家常便飯。高亮和師生們就戴著草帽，光著膀子，埋頭苦干。

“很多老前輩在無縫線路、無砟軌道上都有深入的研究，但他們沒有我們那么幸運，趕上高鐵大發展的時期，新軌道一建就是上千公里。”高亮感激這個高鐵大發展的時代。

北京交通大學名片

北京交通大學是教育部直屬，教育部、交通運輸部、北京市人民政府和中國國家鐵路集團有限公司共建的全國重點大學，是“211工程”“985工程優勢學科創新平臺”項目建設高校。另外，學校是國家首批“雙一流”建設高校，首輪建設任務已順利完成，“智慧交通”一流學科領域建設得到評審專家的高度評價。

北京交通大學作為交通大學的三個源頭之一，歷史淵源可追溯到1896年，其前身是清政府創辦的鐵路管理傳習所，是中國第一所專門培養管理人才的高等學校，是中國近代鐵路管理、電信教育的發祥地。

經過百余年的積淀，北京交通大學形成了以鐵路為優勢和特色，涵蓋公路、城軌、民航等多種交通方式的高水平教學和研究團隊；建立了以交通運輸領域為主，向物流、電子商務、安全科學與工程、控制科學與工程等領域拓展的高層次人才培養體系。

筑起“交通強國”夢想

蘇格拉底曾言：“世界上最快樂的事，莫過于為理想而奮斗。”北京交通大學學子將自己的理想與“交通強國”緊密相連，創造出來的一個個中國乃至世界第一，見證著該校和國家的蓬勃發展。

研發的國內首套全自動無人駕駛系統，實現自主化技術零的突破；攻克的高性能磁性液體制備與密封技術難題，打破國外技術壟斷；創建的軌道安全狀態監測方法和軌道變形識別預警技術，達到國際先進水平；構建的城市地下工程建設安全保障技術體系，達到世界領先水平；研發的新一代智慧型城市軌道交通牽引供電系統、多模式儲能系統，引領中國新能源軌道交通車輛發展……

每一項建設性成果的背后都有北京交通大學學子求真務實，攻堅克難的身影。在一次次“知”與“行”的實踐中，北京交通大學學子夯實專業知識，筑起“交通強國”夢想，以科技創新筑牢國家交通事業核心競爭力。

浙江大學?求是創新

2015年夏天，一名在中國旅行的瑞典小伙，乘坐京滬高鐵時錄了一段9分鐘的視頻。視頻中，他將一枚硬幣立在時速310公里的高鐵車窗窗沿，硬幣穩穩站立長達9分鐘不倒，甚至在即將到站減速時依舊立得相當穩，直到列車變換軌道，硬幣才倒下。這段視頻引起了全世界對中國高鐵的關注。

在高速環境下，車廂能如此平穩，一項攻克了高鐵軌道沉降難題的研究起到了關鍵性作用——高速鐵路列車運行動力效應試驗系統。

實驗室里“跑”高鐵

軌道沉降會讓軌道變得不平順，甚至會造成軌道結構的損壞，而列車在這樣的軌道上行駛，乘坐舒適度降低、脫軌風險增大，甚至不得不限制車速。我國的許多高速鐵路都建在東部沿海地區的軟土地基上，因此軌道沉降便成了軌道路基面臨的一大難題。

歐美的高鐵建設早于中國，那里的科學家也意識到了路基中的軌道沉降問題，也試圖在實驗室里模擬出高鐵運行的“路況”。以美國鐵路聯合會交通技術中心（TTCI）和中國鐵道科學研究院為代表的研究機構，都采用了環形線路進行列車運行實驗，即讓一列真正的列車沿著環形線路運行，以此開展相關實驗。不過，由于曲率半徑的限制，實驗車速最高只能達到200公里，難以達到現有高鐵的實際運行速度。另一種被廣泛采用的實驗方式是定點循環加載，但它也有明顯的局限：無法再現列車連續移動時產生的動力效應。

在一次討論中，中國科學院院士、浙江大學建筑工程學院教授陳云敏靈光一現：要模擬車輪連續駛過路基的過程，不是非要用跑動的輪子，還可以在“不動”的軌枕上做文章。也就是說，輪子是動的，但支撐鐵軌的軌枕可以不動。因為荷載是通過鐵軌傳給路基的，所以模擬車輪移動的問題，可以轉化為模擬對軌枕加載的問題！

裝置的設計難題迎刃而解。基于這一思路，陳云敏院士團隊首次提出并設計了高速鐵路全比尺動力試驗創新裝置。

高速鐵路全比尺動力試驗創新裝置駐扎在浙江大學紫金港校區的建工試驗大廳中。高達數米的路基之上是軌枕和鐵軌，而鐵軌之上，不是列車，而是8個動力激振器。實際上，鐵軌也是分為8截互不相連的。“這些激振器每秒最快能起降30次，像‘彈鋼琴一樣快速地此起彼伏，把車輪駛過鐵軌的連續過程模擬出來，最高能夠模擬輪軸荷載達20噸的列車以360公里的時速駛過鐵軌。”該裝置獲得了國家發明專利11項，美國發明專利2項。

科學家們通過這套創新裝置，揭示了高鐵路基內部動應力放大效應及沿深度衰減規律、循環累積沉降規律和產生過大沉降的機理，并據此提出了路基循環累積沉降評價、控制和修復方法，且成功應用于軟土地基上的10余項高鐵和地鐵工程。

浙江大學名片

浙江大學是一所歷史悠久、聲譽卓著的高等學府，坐落于中國歷史文化名城、風景旅游勝地杭州。浙江大學的前身求是書院創立于1897年，為中國人自己最早創辦的新式高等學校之一。1928年，學校定名為國立浙江大學。1998年，學校與同根同源的四校實現合并，組建了新的浙江大學，邁上了創建世界一流大學的新征程。

現在的浙江大學是一所綜合型大學，它是全國學科門類最齊全的高校，學科涵蓋哲學、經濟學、法學、教育學、文學、歷史學、藝術學、理學、工學、農學、醫學、管理學等12個門類。

在第四輪學科評估中，浙江大學A類學科最多，共有39個，不僅是“華東五校”的NO.1，也是國內高校中A類學科最多的高校，甚至超過了清華大學的37個和北京大學的35個。而在2017年國家公布的“雙一流”建設名單中，浙江大學入選一流大學建設高校（A類），18個學科入選一流建設學科，居全國高校第三。

浙江大學的“三寶”

浙江大學有“三寶”：一是馬一浮先生作詞、應尚能先生譜曲的《大不自多歌》，二是竺校長的兩問，三是“求是創新”校訓。學校紫金港校區里有一塊大石頭，上面刻著竺校長的話：“諸位在校，有兩個問題應該自己問問：第一，到浙大來要做什么？第二，將來畢業后做什么樣的人？”對此，一些具有娛樂精神的同學回答道：“第一，混；第二，混混。”當然，這只是玩笑話。上大學，除了習得專業，能夠安身立命，究竟還有別的什么意義呢？山本耀司曾說：“‘自己這個東西是看不見的，撞上一些別的什么，反彈回來，才會了解‘自己。所以，跟很強的東西、可怕的東西、水準很高的東西相碰撞，然后才知道‘自己是什么。這才是自我。”來浙江大學求學，就是和強手如云的環境相撞，和浩渺無邊的知識海洋相撞，和未知的自己相撞，從而讓自己更加明白自身的使命所在。（浙江大學何悅）

西南交通大學

軌道交通領域的“科研發動機”

在所有的交通工具中，軌道交通自其誕生，就以其運量大、速度快等優點在人類歷史中發揮著獨一無二的作用。在我國，以高速鐵路為代表的軌道交通，不僅為我國的經濟社會發展做出了重大貢獻，也以高技術含量成為我國科技創新領域的一張靚麗名片。

2021年1月13日，采用西南交通大學牽引動力國家重點實驗室原創技術的世界首條高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線在成都正式啟用，這標志著我國在該領域實現了從無到有的突破，具備了工程化試驗示范條件。

鑄造典范? 引領軌道交通自主創新

作為發源于鐵路行業的中國重要的軌道交通科技研究基地之一，西南交通大學挑起了自主創新的重擔，目標就是要用中國人自己的智慧來建設更快速、更安全的軌道交通系統。

1993年，在著名機車車輛專家、兩院院士沈志云教授的主持下，西南交通大學建成了機車車輛整車滾動振動試驗臺。這是亞洲第一個、世界第二個機車車輛（四軸）整車滾動振動試驗臺。

這一試驗臺可對高速機車車輛進行時速高達400公里的試驗，規模和研究能力均超過當時世界第一的德國慕尼黑聯邦鐵路研究所的同類試驗臺，達到國際先進水平。

西南交通大學的機車車輛整車滾動振動試驗臺，是動車組和地鐵列車批量下線前最重要的安全性和舒適性測驗平臺。1999年，該項目獲得國家科學技術進步獎一等獎。后來，為了滿足京滬高鐵等新一代高速列車試驗研究的需要，該項目又進行了高速化改造，模擬運行時速一舉提高到600公里，成為世界第一。

以機車車輛整車滾動振動試驗臺為依托，西南交通大學立足高速鐵路、重載運輸的發展，結合新型機車車輛與牽引自動化研究及高級人才的培養，組建了牽引動力國家重點實驗室。

20世紀90年代初，牽引動力國家重點實驗室在國內外率先提出車輛—軌道耦合動力學理論。從此，實驗室與中國鐵路朝夕相伴。

“怎樣才能安全？速度提升后，什么樣的曲線參數既能保證行車安全又能保證乘坐舒適？實驗室要靠研究來回答這些問題。”中國科學院院士、西南交通大學首席教授翟婉明解釋了牽引動力國家重點實驗室的作用。

在廣深港高鐵線路的設計中，跨越珠江水域（獅子洋）究竟是采用橋梁、隧道還是橋隧結合的方式？設計單位給出了2個長隧道方案、2個橋隧結合方案。由于地形，橋隧結合方案所設計的坡度將超過千分之三十甚至達到千分之四十。這樣的大坡度時速300～350公里的列車能不能運行？翟婉明與他的學生運用車輛—軌道耦合動力學理論，仿真模擬高速列車在設計線上運行。

經分析，他們發現2個橋隧結合方案都不能滿足安全要求。那哪個長隧道方案更優呢？通過仔細對比，他們最后推薦了最優的沙仔島方案并被采納。2011年12月，廣深港高鐵廣深段正式開通運營。至今超過10年，高速動車組在獅子洋段依然安全平穩運行。

“為設計部門提供了科學支撐，在工程中發揮了直接作用，我感到十分欣慰。”翟婉明說，從基礎研究到應用，牽引動力國家重點實驗室實現了理論與實踐的高度結合。

西南交通大學名片

西南交通大學的前身為山海關北洋鐵路官學堂，是中國第一所工程高等學府，我國的土木工程、交通工程、礦冶工程學科都發源于此。學校以工科見長，擁有交通運輸工程、機械工程2個一級學科國家重點學科，其中交通運輸工程學科位居全國第一。另外，學校的材料科學、工程學、計算機科學、化學進入ESI全球排名前1%，其中工程學進入ESI全球排名前1‰。

使命與擔當

交通天下，成果卓然。西南交通大學立足軌道交通，建有軌道交通國家實驗室（籌）、牽引動力國家重點實驗室等13個國家級科技創新平臺和36個省部級科研基地，圍繞高速鐵路、磁浮交通、新型城軌、真空管道超高速（1000+）、超級高鐵等領域大力開展基礎研究與原始創新，構建了以世界公認的“沈氏理論”和“翟孫模型”為標志的鐵路大系統動力學基礎研究體系，科技成果三次入選“中國高校十大科技進展”。

學校在軌道交通領域獲得的國家科技獎勵總數位居全國高校、科研院所和行業企業第一，構建起了世界軌道交通領域最完備的學科體系、人才體系和科研體系，為中國軌道交通事業的發展做出了不可磨滅的貢獻。

西南交通大學創造的中國／世界第一（部分）：

·1909年，中國人自主設計施工的第一條鐵路——京張鐵路由校友詹天佑任總辦兼工程師

·1969年，中國第一條地鐵——北京地鐵1號線由校友施仲衡主持設計

·1984年，中國第一套檢測車微機數據處理系統——接觸網檢測車微機數據處理系統由西南交通大學研發

·2000年，世界第一輛載人高溫超導磁懸浮實驗車——“世紀號”由西南交通大學主持研制

·2006年，中國第一條中低速磁懸浮線路——青城山中低速磁懸浮列車工程由西南交通大學主持建設

·2011年，世界最高時速（600公里）的動車組運行模擬實驗平臺由西南交通大學主持研制

·2013年，中國第一輛氫燃料電池電動機車由西南交通大學主持研制

·2014年，世界上一次性建成通車里程最長的高速鐵路——蘭新高速鐵路有西南交通大學的參與

·2014年，世界第一個真空管超高速磁懸浮列車原型測試平臺由西南交通大學研制

·2016年，中國首條具有完全自主知識產權的中低速磁浮商業運營示范線（世界上最長的中低速磁浮運營線）——長沙磁浮快線，其核心技術來自西南交通大學

·2016年，世界首列新能源懸掛式空鐵由西南交通大學牽引動力國家重點實驗室牽頭主持研制，翟婉明院士擔任總設計師

·……

除了上述高校，還有以下一些高校在中國高鐵的發展中貢獻了自己的力量。

同濟大學：同濟大學2009年建成的被稱為“中國第一風洞”的“風洞中心”，曾經兩次承接京滬高鐵列車的測試，為“中國制造”高鐵列車設計完成了核心驗證。

中南大學：建在中南大學的高速鐵路建造技術國家工程實驗室是我國已立項建設的10個國家工程實驗室之一，中國鐵路工程總公司為實驗室法人，由中南大學、中國鐵道科學研究院、鐵道第三勘察設計院集團有限公司聯合組建。高速鐵路建造技術國家工程實驗室是我國高速鐵路建造技術科技創新公共平臺。

北京科技大學：修鐵路離不開鋼材以及相關的材料研究，作為冶金學科世界第一和材料學科聲名遠播的大學，北京科技大學在建設中國高鐵上責無旁貸。北京科技大學在研制高鐵關鍵零部件和高端裝備等方面有突出貢獻，如高鐵車輪及剎車片等。

知識鏈接

與高鐵相關的專業

1.車輛工程

車輛工程專業要求學生系統地學習機械設計與制造、微電子技術、計算機應用技術和信息處理技術等基礎知識。

這個專業不同學校研究的側重點不同。在鐵路、公路交通及城市軌道交通車輛設計制造方面比較有特色的高校有：西南交通大學、北京交通大學、同濟大學等；在工程車輛如重型運輸車、大型吊車、挖掘機、壓路機、工程搶險車等方面比較有實力的高校有：吉林大學、東北大學等；在車輛發動機（內燃機）方面實力較強的高校有：天津大學、西安交通大學、上海交通大學、清華大學等。

2.軌道交通信號與控制

軌道交通信號與控制專業即原來的鐵路信號技術專業，主要培養能系統掌握軌道交通信號與控制領域理論基礎及專業知識，具備較強的工程實踐能力，能夠在軌道交通信號與控制領域從事研究、設計、制造、運營、維護和管理等方面工作的高素質工程應用型人才。

主要高校有：北京交通大學、西南交通大學、蘭州交通大學、大連交通大學等。

3.機械設計制造及其自動化

機械設計制造及其自動化專業要求學生學習機械設計與制造、微電子技術、計算機應用技術和信息處理技術等基礎知識。

主要高校有：北京交通大學、中南大學、西南交通大學、華東交通大學等。

4.交通設備與控制工程

交通設備與控制工程專業要求學生學習交通設備、控制工程、機電技術等方面的基礎知識和技能，能在交通運輸領域進行交通設備的設計制造、檢修維護、科技開發、應用研究、運行管理等。該專業主要培養能適應智慧交通發展需求，具備扎實的專業基礎知識，較強的學習能力、實踐能力、創新能力，能在交通行業中從事與智能軌道交通相關的設計、研發、建設、監理、運營、維護與管理等工作的高級工程技術人才。

主要高校有：中南大學、哈爾濱工業大學、西北工業大學、重慶交通大學等。

5.電氣工程及其自動化

電氣工程及其自動化專業要求學生學習電力電子技術、自動化控制技術、計算機應用技術等相關領域的基礎知識和技能，并能從事電力設備的設計制造、自動控制技術的開發、電力系統的維護等工作。

以軌道牽引電氣化方向（電氣工程及其自動化專業的一個特色專業方向）為主的高校有：北京交通大學、西南交通大學、華東交通大學等。