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“当火车响起时,金子是两千”。
去年是改革开放40周年和中国高铁10周年。从无到有,从来没有任何先发优势,现在其建设规模和运营速度都走在世界前列,中国高铁已经成为最耀眼的“国家名片”。
从无砟轨道的研究和试验,到第一条高速客运专线的建设,从我国第一次自主开发的“中华之星”高速列车试验,到时速350公里的复兴运营,中国铁路在创新中一次又一次地发展——作为中国科学院院士、西南交通大学首席教授、国家重点基础研究发展计划(973计划)首席科学家的严万明,不仅是轨道交通科技的创新者,也是创新者。
他首次提出并系统地建立了一个全新的“车辆-轨道耦合动力学”理论体系,相关模型在国际上被广泛采用,被称为“翟-孙模型”和“翟模型”。在我国,该理论和模型已成功应用于我国列车提速、重载和高速铁路领域的20多个重点项目(产品)。
今年2月13日,关于加快成都建设成为充分体现新发展观的城市的会议召开。会上,成都市表彰了31个改革创新先进集体和200名先进个人。作为一名尖端的科研人员,翟万明也在其中。
在中国过去的高铁发展中,哪些节点可以称为里程碑式的创新?目前,350公里/小时的中国高铁是世界上运行速度最快的。未来会有进一步的突破吗?在未来,如何更好地转化科技成果?中国高铁科技创新将何去何从?翟万明最近接受了《国家商报》记者的独家采访。
两个节点创新
“今天,中国的高铁吸引了全世界的目光。但谁能想到呢,20多年前,高铁对我们来说还很遥远,甚至可以说是遥不可及。”
从全球来看,高铁诞生于半个世纪前。严明回忆说,在20世纪90年代初,当他还是一名博士的时候,“我们看到外国铁路的速度是如此之快,技术是如此之先进。”我们真诚地羡慕它,并利用它。”
他坦率地说,当时中国铁路落后,经济实力远不如现在。因此,“我们进行高铁研究时,没有把理论分析和具体工程实践的研究结合起来”——“当时,我们觉得中国在短期内几乎不可能有高铁”。
说到这里,翟万明停顿了一下,仿佛要平息他的激动。“谁能想到,中国高铁的发展能在短短十几年内突飞猛进,在速度和规模上都跃居世界前列!”
为什么中国的高铁发展如此迅速?在翟万明看来,成功的因素有三个:前期的科研积累、后期的引进、消化和创新,更重要的是国家经济腾飞的支撑。
在他看来,作为高速铁路的后发展国家,“站在巨人的肩膀上”确实为中国高速铁路的快速发展提供了可能。“我们从国外引进最先进的技术,然后在中国消化吸收。在此基础上,我们结合中国不同的区域特点和中国的交通运输需求,通过再创新解决自己的实际问题。”翟万明说道。
同时,在翟万明看来,前期科学研究的积累也为后期的快速消化吸收,甚至自主“再创新”提供了可能。
中国第一条快速客运专线——秦沈快速客运专线就是一个很好的例子。当时,中国铁路的速度一般在160公里以下,秦沈客运专线的速度要求是200公里他介绍说,一个66.8公里长的高速试验段已经建成,用于测试高速列车和研究高速铁路。
在轨道方面,据翟万明介绍,在包括他在内的研究人员的积极倡导下,本试验段首次对三座特大桥进行了无碴轨道试验和实践。与维护要求较高的传统有砟轨道(轨道下有碎石道床的轨道)相比,无砟轨道具有结构稳定、可维护性好的优点。“秦沈客运专线无碴轨道的成功试验,为我国高速铁路大规模采用无碴轨道奠定了基础。”翟万明表示,他也有幸参与其中,负责无砟轨道的结构参数优化和动力性能评估,并在其中一座特大桥上承担了无砟轨道的现场高速试验。
在列车方面,中国自主研发的高速列车原型“中国之星”高速试验列车也首次在这条线上以321.5公里/小时的速度运行。
“因为这是一次全新的测试,当时,我国没有说时速300公里,甚至连时速250公里以上的测试速度都不存在。测试列车能跑多快?它会翻滚并出轨吗?这些是不确定的。”翟万明回忆说,当时,火车的速度测试从低速开始,逐步提高。
“每次试一试,加十多公里看看指数是否安全。如果安全裕度足够,速度将被提高和测试,这是一步一步到每小时321.5公里。当时,这是中国最高的速度记录,被称为中国铁路的第一速度。”
正因为如此,翟万明认为,这是中国高铁发展史上的一次重要节点创新。
客运专线高速试验段和“中华之星”高速试验列车完全由中国人自己创新实现,拥有完全的知识产权。“这是我们研究积累、消化、吸收和再创新的基础,否则我们只能完全依赖别人。”翟万明被深深感动了。
他认为,正因为如此,中国高铁出现了另一个节点创新:时速350公里的“复兴”高速动车组成功运营。“它的研发和运营无疑是我国高铁发展的一大亮点。”
翟万明一直是中国时速高达350公里的高速铁路的积极倡导者和推动者。在他看来,复兴的投产提高了网络的速度,这对交通和经济有着重要的意义。这是中国高铁经过科研积累、引进和吸收后“再创新”的标志性事件。更重要的是,“这使我们成为世界上铁路运营速度最快的国家,这对于未来行业标准的制定具有重要意义,并为下一步‘引领高铁发展’提供了可能。”
不过,翟万明也坦言,“目前我们还不能完全说自己是领跑者。更确切地说,我们现在应该处于竞选和领导之间的过渡阶段。”
他提到,中国的轨道交通行业发展迅速,但与德国、日本、法国等高速铁路原始国家相比,高速铁路的发展还存在一些差距。“我们未来的梦想是‘引领世界高铁发展’,但我们不能盲目自大。”
“时速400公里的电动车组正在开发中”
所有的过去都是前言。
经过十年的快速发展,中国高铁的未来应该指的是什么?在翟万明看来,如果我们想真正“引领”未来的发展,就应该既注重速度和效率,又注重技术和标准。
高速铁路的速度能“高”到什么程度?这似乎是高铁研究的终极命题。
如今,中国高铁350公里/小时的速度已经是世界上最高的运行速度。那么,这个速度会有突破吗?对于这个问题,翟万明首先提到了“超高速铁路”。他指出,如果速度要提高到每小时500公里以上,就不可避免地要解决一个问题,那就是空空气动力problem-"空空气阻力、空气动力效应、能源消耗噪音等指标,都随着速度的提高而迅速提高。为了大大加快速度,真正的空管道的想法应运而生。
不过,翟万明承认,这一概念是数百年前提出的,但无论是国外马斯克的超环还是中国西南交通大学正在研究的超高速磁悬浮技术,“应该说还处于探索阶段,更积极的研究是为了更长远的未来。”为民用和商业运营运送乘客还有很长的路要走。”。
那么,就速度突破而言,是否有一个更接近、更值得期待的“未来”?答案是肯定的。
翟万明向《国家商报》记者透露,这实际上是目前国家重点研发项目之一。“目前,时速400公里的高速电动车组正在开发中,测试样机将很快问世。”
除了科学研究在速度上的突破,翟万明认为,“中国要引领发展,就要通过研究、实验和实践来回答世界:综合考虑经济性、安全性、可靠性和可持续性,什么是‘最合理的速度’?——总之,就是要找到那个“平衡点”。未来发展的另一个重点应该是操作和维护技术,最后是研究和制定操作和维护标准,并建立安全预警系统进行检查和监测。
他指出,中国的最高运行速度已达到每小时350公里,其技术正在成熟。“系统不断运行,其性能将不可避免地演变甚至恶化”。因此,他认为有必要研究和揭示系统动态性能和状态控制策略的演化规律,这也为我国运维技术的研究提供了最好的试验场和数据库。
翟万明表示,他目前的主要任务之一是高速铁路运营和维护标准的基础研究。他正在承担国家自然科学基金重大项目“高速轨道交通系统动态性能演化与控制”,这也是国家自然科学基金在高速铁路领域的第一个重大项目。本研究项目以西南交通大学为主体,汇集了国家相关科研力量。该项目已进入第二个年头,预计将为今后相关标准的制定提供必要的理论依据。
“每一个环节都应该离转型更近一步”
正如科学研究和创新推动了中国高铁的发展一样,人们越来越关注科技创新的成果如何更好地落地,如何更好地将科技转化为现实生产力,以及中国高铁的腾飞如何也出现在其他领域。
“科研成果的转化令人头痛。你的成果是好的成果和创新,但在某些行业的实践和社会中,它暂时不会被使用。”翟万明说,从成果到实践有一个中间过程,这就是技术转移和转化的问题。
他指出,困难在于,在纯粹的科学研究中,有许多意想不到的因素和实际问题往往得不到考虑。“不同的行业都是个性化的,差异很大。因此,在每个工业应用中,结果转换的问题可能完全不同。如果中间环节不解决,就不能使用。”
总的来说,可行的方法是抓住根源,从“热情”开始,使每个细分领域的人都有更多的动力去研究成就落地中的人格问题。
翟万明说,目前,国家和地方政府高度重视科技成果转化。“一方面,国家出台了一系列激励政策;另一方面,像西南交通大学和它所在的成都一样,已经出台了许多政策和措施来促进科技成果的转化。近年来,自上而下取得了良好的成果。”
此外,他认为这座城市以工业为基础,是科学研究的最佳试验场;大学专注于科学研究,这是询问工业问题的最佳场所。“因此,当科学研究成果脱颖而出时,这两个关键环节就有必要共同努力。”翟万明绝对肯定地说道。
一方面,就全市工业部门而言,他建议他们应该“更加积极地相互联系,提供科研和应用条件、工业场地,以及包括资金在内的各方面支持。”
同时,企业拥有最大数量的现场工业技术人员,企业技术人员和高校研究人员应更积极地对接,提供工业实践中的经验和问题。
政府、产业、教育和科研的整合,“每一个环节都应该向中间转化领域靠近一步”。
另一方面,所谓“仰望星空空,脚踏实地”。在他看来,对于高等院校的科研人员来说,他们可以在辽阔的海洋空土地上进行探索、研究和创新;但是,从事工程的科技人员认为,“我们必须登陆,否则我们的最终目标应该是为了实际生产”。
翟万明诚恳地说,科学研究和创新要面对生产的现实并不难。最困难的是大部分研究不可避免地会提前。在最终成功应用之前,我们不仅要面对外界可能的“理论”怀疑,还要面对因“前所未有”的彻底创新而导致的不断挫折,从而产生自我怀疑。
“就像我最初的研究一样,当中国铁路不像现在这样强大的时候,科学研究非常困难,实践更加疯狂。但是,如果我放弃了当时的前沿基础理论研究,等待铁路提速和高速铁路发展到迫切需要动力学理论来支持系统的动态安全设计,甚至需要想出具体的问题解决方案,我将束手无策,更不用说有理论应用了。大舞台。”
翟万明说,今年是他从事铁路科学研究的整整30年,现在他深深地感到,“科学研究的最大困难是没有最大的困难”——“这是一条孤独而又荆棘丛生的道路,但当你一个一个地克服科学研究的困难时,它是充满喜悦的。”科技创新非常困难,而在创新成果落地过程中遇到的困难可能更微不足道。“只有保持一颗坚韧的心,不追求功利主义,愿意孤独,我们才能在科学研究的道路上走得更好、更远。”
标题:翟婉明:做科研 只有保持不追功利的心才能走得更远
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