翟婉明：高鐵夢(mèng)就是我的“中國夢(mèng)”

“高鐵不僅以它特有的‘顏值’和‘氣質(zhì)’變革著人們的出行方式，提升人們的生活品質(zhì)，而且不斷縮小祖國內(nèi)陸與邊疆、城市與農(nóng)村的差別，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)起到重要作用?！边@是翟婉明在中國科學(xué)院第20次院士大會(huì)全體院士學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)上的一段演講。

翟婉明，中國科學(xué)院院士，美國國家工程院外籍院士，西南交通大學(xué)首席教授。2021年，他被授予“全國優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”稱號(hào)。從入大學(xué)求學(xué)到現(xiàn)在，翟婉明見證了中國高鐵從無到有，再到形成世界最大的高速鐵路網(wǎng)，總里程超過3.8萬千米的歷程，也見證了鐵路密布、高鐵飛馳、天塹變通途的奇跡。

翟模型 翟方法創(chuàng)新發(fā)展解決世界難題

1981年，翟婉明考上了西南交通大學(xué)。開學(xué)前夕，他乘火車趕赴學(xué)校所在地，這是他有生以來第一次坐火車?！皼]想到大雨致使寶成鐵路一段路基塌方。只好繞道，我輾轉(zhuǎn)三天四夜，才從老家江蘇靖江趕到位于四川峨眉山的學(xué)校。”翟婉明回憶說。

首次乘火車的經(jīng)歷讓翟婉明深刻認(rèn)識(shí)到中國鐵路亟待發(fā)展。他上車后發(fā)現(xiàn)，車廂被擠得水泄不通，想找個(gè)站的地方都難，更別提有空座了。他只好擠著站在通道上?！暗谝淮纬嘶疖?，我很興奮，但也吃驚地發(fā)現(xiàn)，中國鐵路竟然如此落后，好像當(dāng)頭挨了一棒?！钡酝衩髡f。窮則思變，這一次經(jīng)歷讓他心底萌發(fā)了改變中國鐵路落后面貌的想法。

考上大學(xué)不容易，對(duì)翟婉明這樣的農(nóng)村青年更是如此。他深知這一點(diǎn)，倍加珍惜來之不易的求學(xué)機(jī)會(huì)，拿出拼命三郎的勁頭，如饑似渴、夜以繼日地勤奮鉆研。苦心人，天不負(fù)，翟婉明很快嶄露頭角，成績名列前茅，并一路以“第一”的優(yōu)異表現(xiàn)完成了本科、碩士、博士的學(xué)業(yè)，進(jìn)入中國鐵路交通科研的前沿領(lǐng)域。

軌道交通工程動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)控制是翟婉明長期研究的方向。經(jīng)典的車輛動(dòng)力學(xué)、軌道動(dòng)力學(xué)理論是將車輛和軌道分開進(jìn)行研究的，不能很好地解決復(fù)雜的車輛與軌道動(dòng)態(tài)相互作用的問題。針對(duì)傳統(tǒng)研究的局限性，翟婉明大膽地提出“車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)”，即把車輛系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)視為一個(gè)相互作用、相互耦合的大系統(tǒng)，綜合研究列車在線路上的動(dòng)態(tài)行為，結(jié)束了長期以來將機(jī)車車輛和軌道割裂開來研究的局面，在國際上被稱作“翟模型”。

不僅如此，為了高效解決這一復(fù)雜大系統(tǒng)問題，翟婉明還創(chuàng)造了適合于大系統(tǒng)動(dòng)力分析的快速顯式數(shù)值積分方法，后來在國際上被稱為“翟方法”，得到廣泛采用。同時(shí)，翟婉明提出了機(jī)車車輛與線路動(dòng)力性能最佳匹配設(shè)計(jì)原理及方法，并主持研究建立了高速列車-軌道-橋梁動(dòng)力相互作用理論及安全評(píng)估技術(shù)……

從就讀西南交通大學(xué)到留校任教，翟婉明一直從事軌道交通工程領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)工作，成為西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)科（全國學(xué)科評(píng)估排名第一）的帶頭人。

新標(biāo)準(zhǔn) 新規(guī)范戰(zhàn)略需求催生高鐵科創(chuàng)

談到中國高鐵發(fā)展至今遇到的挑戰(zhàn)，翟婉明表示，高鐵發(fā)展初期，我們由于沒有任何相關(guān)設(shè)計(jì)和建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，遭遇到多方面挑戰(zhàn)。

其中，最大的挑戰(zhàn)是沒有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建造標(biāo)準(zhǔn)。沒有標(biāo)準(zhǔn)怎么來設(shè)計(jì)高速鐵路線橋基礎(chǔ)設(shè)施？以高鐵線路為例，平面曲線和縱斷面曲線的半徑最小可以取多少？曲線和直線之間的連接有個(gè)緩和曲線，如果處理得不好，高速列車就會(huì)在運(yùn)行中突然抖動(dòng)，影響乘坐體驗(yàn)。這個(gè)緩和曲線長度該如何選取？線路坡度最大能到多少？“這些設(shè)計(jì)參數(shù)影響線路上高速列車運(yùn)行的安全性和平穩(wěn)性。當(dāng)時(shí)，我國在這些方面沒有任何經(jīng)驗(yàn)，一片空白，困難重重?！钡酝衩髡f。

該難題得以解決，是因?yàn)榈酝衩魈岢龅母鶕?jù)動(dòng)力學(xué)理論來預(yù)測(cè)行車的動(dòng)態(tài)性能的方案和大量試驗(yàn)驗(yàn)證，即在高速列車行駛過程中，看行車的性能指標(biāo)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)，從而倒推線路設(shè)計(jì)參數(shù)的合理值。如今，中國已經(jīng)有了高鐵的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，包括線路平縱斷面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

高鐵工程建設(shè)中的另一個(gè)難題是，以前橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)只適用于時(shí)速200千米以下的行車速度，而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不完全適用于當(dāng)下。準(zhǔn)確評(píng)估高鐵列車通過橋梁的安全性至關(guān)重要，為此，當(dāng)時(shí)的鐵道部成立了聯(lián)合攻關(guān)組，翟婉明出任組長。經(jīng)過10年艱辛努力，翟婉明帶領(lǐng)聯(lián)合攻關(guān)組最終提出列車-軌道-橋梁動(dòng)力相互作用理論，建立了高速列車過橋的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)安全評(píng)估方法，成功解決了上述難題。該理論、方法被全面應(yīng)用于為高鐵設(shè)計(jì)的各種特殊橋梁，特別是特大型橋梁。如今，車線橋動(dòng)力仿真評(píng)估技術(shù)作為不可替代的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，已被納入中國高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范。

中國高鐵科技領(lǐng)域能取得上述卓越成就，是翟婉明等科技工作者長期攜手努力奮斗的結(jié)果，彰顯了他們刻苦鉆研、矢志不渝、勇攀科技高峰的創(chuàng)新精神和奉獻(xiàn)精神。然而，談到這些成就，翟婉明說：“它們都是基于國家工程建設(shè)需求設(shè)立的重大攻關(guān)課題而取得，是國家重大戰(zhàn)略需求拉動(dòng)的結(jié)果?？蒲腥藛T只是響應(yīng)號(hào)召，滿足需求，做了一些具體工作。如果脫離了國家的重大需求和強(qiáng)有力支持，我們不可能做出什么東西，就是做出來，也是紙上談兵。”

更快速 更智能新輝煌繼續(xù)造福全世界

從20世紀(jì)90年代起，中國開始了高速列車的研究與探索，誕生了以“神州號(hào)”“先鋒號(hào)”“中華之星”等國產(chǎn)動(dòng)車組為代表的創(chuàng)新成果。2004年，中國開始全面引進(jìn)國外高速動(dòng)車組并創(chuàng)新研制了“和諧號(hào)”系列動(dòng)車組。2012年以來，中國標(biāo)準(zhǔn)高速動(dòng)車組的自主研制工作深入推進(jìn)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了高速列車技術(shù)完全自主化。

2016年7月15日，鄭徐高鐵創(chuàng)造了時(shí)速420千米列車交會(huì)的新世界紀(jì)錄。2017年9月21日，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組“復(fù)興號(hào)”在京滬高鐵上實(shí)現(xiàn)時(shí)速350千米商業(yè)運(yùn)營，中國由此成為高速鐵路運(yùn)營速度最快的國家，為中國“高鐵走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施提供了強(qiáng)有力支撐。