跨越山河 巨龙腾飞

无边落木

2023年8月1日，我国第一条设计时速350公里的高铁——京津城际铁路迎来运营满15周年。京津城际铁路这个起点，翻开了中国高铁发展的新篇章，见证了中国高铁一段重要的发展历程。

中国高铁的筚路蓝缕

1978年10月22日，时任国务院副总理的邓小平抵达东京，展开为期8天的对日访问行程。10月26日，邓小平乘坐新干线从东京去往京都。当时的日本是世界上唯一拥有高铁的国家，高铁作为日本的重要标签，是日本的骄傲。在列车上，邓小平谈到坐高铁的感受：“就感觉到快，有催人跑的意思，我们现在正合适坐这样的车。”随着邓小平乘坐新干线的新闻传回中国，这种列车在中国人心中萌了芽：我们什么时候才能拥有啊？

然而，当时中国能够正常使用的铁路大约只有5万公里，其中4万公里还是蒸汽线路，跑的是冒着冲天烟柱的蒸汽火车，也就是当年英国人使用的老古董，全国电力机车不到200台，火车平均运行时速刚过40公里。因此，时速210公里的新干线，在当时中国人的心中快得像出膛的子弹一样。

虽然知道“临渊羡鱼，不如退而结网”这一道理，但没钱、没钢材，中国的高铁建设寸步难行。直到1993年，中国贯穿南北的最重要的交通大动脉京九铁路才正式动工。连建设普通铁路都如此艰难，高铁更是遥不可及。

20世纪末，中国开始一步一步打通建设高铁的可能性。1999年8月16日，中国第一条客运专线秦沈客运线开工建设。2003年10月12日，秦沈客运专线正式开通运营，设计时速200公里，并预留250公里的提速空间，山海关至绥中北区间可进行时速300公里的试验。该线是中国第一条真正意义上的高速铁路！在这条铁路上，众多国内学者多年研究的高速铁路技术第一次得到了应用。而为了配合秦沈客运专线建设的我国自行研制的“先锋号”和“中华之星”动车组在试验中分别达到了时速292公里和321.5公里，创造了当时国内的最高速度纪录。

2008年8月1日，北京奥运会前夕，京津城际铁路建成通车，将北京和天津的运行时间缩短至半小时以内。这条铁路是中国第一条设计时速350公里的高速铁路，也是中国打造自主高速铁路品牌CRH的第一炮。这离中国人第一次知道高铁的存在，已经过去了30年。而中国人仰望新干线的日子，也终于到此为止。

短短几十年，中国走完了西方铁路强国百年才走完的路。筚路蓝缕，履险若夷，中国高铁将继续前行，创造更多令世界感叹的新速度和新奇迹，撑起更加巨大的发展空间和美好前景。

这期，我们就来看看在这条筚路蓝缕的路上都有哪些高校的参与。

北京交通大学

千古百业兴，先行在交通

2023年3月，教育部公布了“十四五”第一批教育部重点实验室建设立项名单，北京交通大学“交通大数据与人工智能教育部重点实验室”获批立项。

实验室面向“数字中国”“交通强国”“新一代人工智能”等国家战略需求，设立交通大数据智能基础理论、智能感知与传输、智能分析与决策技术、安全与隐私保护四个研究方向，以铁路、公路、民航、水运、管道五大综合交通运输领域的智能化运营业务为服务对象，全面梳理我国交通运输行业的重大需求，开展交通大数据与人工智能基础理论与技术的系统化研究，推进以大数据和人工智能为主要驱动力的交通领域科技创新，构建新一代信息技术与交通运输领域深度融合的交通大数据与人工智能创新发展平台。

智慧闪耀九州

自1999年起，北京交通大学就开始参与京沪高速铁路的科研工作，2008年正式大规模开展京沪高速铁路的科研及管理工作。在技术引进谈判组、新线安全评估专家组以及信号、供电、动车组等各类技术攻关组中，都活跃着北京交通大学学子的身影。

在列车信号与通信控制方面，北京交通大学唐涛教授主持研发的CTCS-3级列控系统互联互通测试验证关键技术，在我国高铁列控系统设备的研发、测试及京沪、哈大、京广等时速300公里以上的高速铁路中得到了广泛的应用，确保了高速铁路CTCS-3级列控系统的互联互通，为保障高速列车在全高速铁路网中安全运营、跨线运行发挥了重要作用。

在攻关京沪高速铁路无砟轨道梁端锚固结构的时候，北京交通大学高亮教授团队针对桥上纵连板式无砟轨道的特点，通过大量理论分析及现场大型综合试验，创新性地提出了具有我国自主知识产权的梁端锚固体系，打破了国外技术的垄断。这一体系仅应用于京沪高速铁路徐州至上海段，就节约了建造成本约2亿元。高亮教授本人也因此被评为“京沪高速铁路十大技术创新人物”。

北京交通大学贾利民教授从2008年起先后担任《中国高速列车自主创新联合行动计划》总体专家组副组长和“国家高速列车科技发展‘十二五重点专项”专家组组长，他和专家团队设计并确定了中国高速列车相关核心装备体系的顶层技术指标、技术架构，确立了牵引供电、运行控制、运输组织、安全保障等关键系统技术的研发路线。正是在这些顶层技术指标的指引下，我国研发出了具有自主知识产权的CRH380系列高速列车。

……

北京交通大学始终瞄准科技发展前沿和国家重大战略需求，为服务国家交通、物流、信息、新能源等行业以及北京经济社会的发展做出积极贡献。

如今巍巍中华，铁路如巨龙般驰骋万里，上可至“世界屋脊”，下可过江越海，从北境到南疆，从荒漠到水乡，北京交通大学的智慧在九州内外閃耀光芒！

·成就的背后·

扛着百斤钢板爬高十几米，光着膀子在烈日下做试验，这样的经历，几个科学家有过？

高亮有过。

京沪高速铁路建设期间，高亮带着师生们在安徽滁州段做试验。为了研发出更适应现场施工情况的无砟轨道新型梁端锚固装置——端刺结构，他们需要进行现场大型原位试验。那时是夏天，烈日暴晒之下，铁架的温度高达60多摄氏度，工作条件非常恶劣。而由于要赶进度，因此大家从早做到晚，晚上稍做休整后，便又接着干通宵。

试验原定压力加到1100吨，顺利通过后，大家还没来得及庆祝，有关方面就提出，为了在安全上万无一失，要加压继续测试，压力加到1700吨。

试验急需架设钢板，但当时已经入夜，施工单位的工人都已经回去休息了。为了不耽误试验进程，高亮和在场的师生们一起，硬生生地把100多斤重的钢板一块一块地抬了上去。最终，试验顺利完成，双柱型端刺结构系统通过考验。

高铁工地常在荒郊野岭，无遮无挡，一到酷暑，烈日当头，地面温度超过40摄氏度是家常便饭。高亮和师生们就戴着草帽，光着膀子，埋头苦干。

“很多老前辈在无缝线路、无砟轨道上都有深入的研究，但他们没有我们那么幸运，赶上高铁大发展的时期，新轨道一建就是上千公里。”高亮感激这个高铁大发展的时代。

北京交通大学名片

北京交通大学是教育部直属，教育部、交通运输部、北京市人民政府和中国国家铁路集团有限公司共建的全国重点大学，是“211工程”“985工程优势学科创新平台”项目建设高校。另外，学校是国家首批“双一流”建设高校，首轮建设任务已顺利完成，“智慧交通”一流学科领域建设得到评审专家的高度评价。

北京交通大学作为交通大学的三个源头之一，历史渊源可追溯到1896年，其前身是清政府创办的铁路管理传习所，是中国第一所专门培养管理人才的高等学校，是中国近代铁路管理、电信教育的发祥地。

经过百余年的积淀，北京交通大学形成了以铁路为优势和特色，涵盖公路、城轨、民航等多种交通方式的高水平教学和研究团队；建立了以交通运输领域为主，向物流、电子商务、安全科学与工程、控制科学与工程等领域拓展的高层次人才培养体系。

筑起“交通强国”梦想

苏格拉底曾言：“世界上最快乐的事，莫过于为理想而奋斗。”北京交通大学学子将自己的理想与“交通强国”紧密相连，创造出来的一个个中国乃至世界第一，见证着该校和国家的蓬勃发展。

研发的国内首套全自动无人驾驶系统，实现自主化技术零的突破；攻克的高性能磁性液体制备与密封技术难题，打破国外技术垄断；创建的轨道安全状态监测方法和轨道变形识别预警技术，达到国际先进水平；构建的城市地下工程建设安全保障技术体系，达到世界领先水平；研发的新一代智慧型城市轨道交通牵引供电系统、多模式储能系统，引领中国新能源轨道交通车辆发展……

每一项建设性成果的背后都有北京交通大学学子求真务实，攻坚克难的身影。在一次次“知”与“行”的实践中，北京交通大学学子夯实专业知识，筑起“交通强国”梦想，以科技创新筑牢国家交通事业核心竞争力。

浙江大学 求是创新

2015年夏天，一名在中国旅行的瑞典小伙，乘坐京沪高铁时录了一段9分钟的视频。视频中，他将一枚硬币立在时速310公里的高铁车窗窗沿，硬币稳稳站立长达9分钟不倒，甚至在即将到站减速时依旧立得相当稳，直到列车变换轨道，硬币才倒下。这段视频引起了全世界对中国高铁的关注。

在高速环境下，车厢能如此平稳，一项攻克了高铁轨道沉降难题的研究起到了关键性作用——高速铁路列车运行动力效应试验系统。

实验室里“跑”高铁

轨道沉降會让轨道变得不平顺，甚至会造成轨道结构的损坏，而列车在这样的轨道上行驶，乘坐舒适度降低、脱轨风险增大，甚至不得不限制车速。我国的许多高速铁路都建在东部沿海地区的软土地基上，因此轨道沉降便成了轨道路基面临的一大难题。

欧美的高铁建设早于中国，那里的科学家也意识到了路基中的轨道沉降问题，也试图在实验室里模拟出高铁运行的“路况”。以美国铁路联合会交通技术中心（TTCI）和中国铁道科学研究院为代表的研究机构，都采用了环形线路进行列车运行实验，即让一列真正的列车沿着环形线路运行，以此开展相关实验。不过，由于曲率半径的限制，实验车速最高只能达到200公里，难以达到现有高铁的实际运行速度。另一种被广泛采用的实验方式是定点循环加载，但它也有明显的局限：无法再现列车连续移动时产生的动力效应。

在一次讨论中，中国科学院院士、浙江大学建筑工程学院教授陈云敏灵光一现：要模拟车轮连续驶过路基的过程，不是非要用跑动的轮子，还可以在“不动”的轨枕上做文章。也就是说，轮子是动的，但支撑铁轨的轨枕可以不动。因为荷载是通过铁轨传给路基的，所以模拟车轮移动的问题，可以转化为模拟对轨枕加载的问题！

装置的设计难题迎刃而解。基于这一思路，陈云敏院士团队首次提出并设计了高速铁路全比尺动力试验创新装置。

高速铁路全比尺动力试验创新装置驻扎在浙江大学紫金港校区的建工试验大厅中。高达数米的路基之上是轨枕和铁轨，而铁轨之上，不是列车，而是8个动力激振器。实际上，铁轨也是分为8截互不相连的。“这些激振器每秒最快能起降30次，像‘弹钢琴一样快速地此起彼伏，把车轮驶过铁轨的连续过程模拟出来，最高能够模拟轮轴荷载达20吨的列车以360公里的时速驶过铁轨。”该装置获得了国家发明专利11项，美国发明专利2项。

科学家们通过这套创新装置，揭示了高铁路基内部动应力放大效应及沿深度衰减规律、循环累积沉降规律和产生过大沉降的机理，并据此提出了路基循环累积沉降评价、控制和修复方法，且成功应用于软土地基上的10余项高铁和地铁工程。

浙江大学名片

浙江大学是一所历史悠久、声誉卓著的高等学府，坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。浙江大学的前身求是书院创立于1897年，为中国人自己最早创办的新式高等学校之一。1928年，学校定名为国立浙江大学。1998年，学校与同根同源的四校实现合并，组建了新的浙江大学，迈上了创建世界一流大学的新征程。

现在的浙江大学是一所综合型大学，它是全国学科门类最齐全的高校，学科涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、艺术学、理学、工学、农学、医学、管理学等12个门类。

在第四轮学科评估中，浙江大学A类学科最多，共有39个，不仅是“华东五校”的NO.1，也是国内高校中A类学科最多的高校，甚至超过了清华大学的37个和北京大学的35个。而在2017年国家公布的“双一流”建设名单中，浙江大学入选一流大学建设高校（A类），18个学科入选一流建设学科，居全国高校第三。

浙江大学的“三宝”

浙江大学有“三宝”：一是马一浮先生作词、应尚能先生谱曲的《大不自多歌》，二是竺校长的两问，三是“求是创新”校训。学校紫金港校区里有一块大石头，上面刻着竺校长的话：“诸位在校，有两个问题应该自己问问：第一，到浙大来要做什么？第二，将来毕业后做什么样的人？”对此，一些具有娱乐精神的同学回答道：“第一，混；第二，混混。”当然，这只是玩笑话。上大学，除了习得专业，能够安身立命，究竟还有别的什么意义呢？山本耀司曾说：“‘自己这个东西是看不见的，撞上一些别的什么，反弹回来，才会了解‘自己。所以，跟很强的东西、可怕的东西、水准很高的东西相碰撞，然后才知道‘自己是什么。这才是自我。”来浙江大学求学，就是和强手如云的环境相撞，和浩渺无边的知识海洋相撞，和未知的自己相撞，从而让自己更加明白自身的使命所在。（浙江大学何悦）

西南交通大学

轨道交通领域的“科研发动机”

在所有的交通工具中，轨道交通自其诞生，就以其运量大、速度快等优点在人类历史中发挥着独一无二的作用。在我国，以高速铁路为代表的轨道交通，不仅为我国的经济社会发展做出了重大贡献，也以高技术含量成为我国科技创新领域的一张靓丽名片。

2021年1月13日，采用西南交通大学牵引动力国家重点实验室原创技术的世界首条高温超导高速磁浮工程化样车及试验线在成都正式启用，这标志着我国在该领域实现了从无到有的突破，具备了工程化试验示范条件。

铸造典范  引领轨道交通自主创新

作为发源于铁路行业的中国重要的轨道交通科技研究基地之一，西南交通大学挑起了自主创新的重担，目标就是要用中国人自己的智慧来建设更快速、更安全的轨道交通系统。

1993年，在著名机车车辆专家、两院院士沈志云教授的主持下，西南交通大学建成了机车车辆整车滚动振动试验台。这是亚洲第一个、世界第二个机车车辆（四轴）整车滚动振动试验台。

这一试验台可对高速机车车辆进行时速高达400公里的试验，规模和研究能力均超过当时世界第一的德国慕尼黑联邦铁路研究所的同类试验台，达到国际先进水平。

西南交通大学的机车车辆整车滚动振动试验台，是动车组和地铁列车批量下线前最重要的安全性和舒适性测验平台。1999年，该项目获得国家科学技术进步奖一等奖。后来，为了满足京沪高铁等新一代高速列车试验研究的需要，该项目又进行了高速化改造，模拟运行时速一举提高到600公里，成为世界第一。

以机车车辆整车滚动振动试验台为依托，西南交通大学立足高速铁路、重载运输的发展，结合新型机车车辆与牵引自动化研究及高级人才的培养，组建了牵引动力国家重点实验室。

20世纪90年代初，牵引动力国家重点实验室在国内外率先提出車辆—轨道耦合动力学理论。从此，实验室与中国铁路朝夕相伴。

“怎样才能安全？速度提升后，什么样的曲线参数既能保证行车安全又能保证乘坐舒适？实验室要靠研究来回答这些问题。”中国科学院院士、西南交通大学首席教授翟婉明解释了牵引动力国家重点实验室的作用。

在广深港高铁线路的设计中，跨越珠江水域（狮子洋）究竟是采用桥梁、隧道还是桥隧结合的方式？设计单位给出了2个长隧道方案、2个桥隧结合方案。由于地形，桥隧结合方案所设计的坡度将超过千分之三十甚至达到千分之四十。这样的大坡度时速300～350公里的列车能不能运行？翟婉明与他的学生运用车辆—轨道耦合动力学理论，仿真模拟高速列车在设计线上运行。

经分析，他们发现2个桥隧结合方案都不能满足安全要求。那哪个长隧道方案更优呢？通过仔细对比，他们最后推荐了最优的沙仔岛方案并被采纳。2011年12月，广深港高铁广深段正式开通运营。至今超过10年，高速动车组在狮子洋段依然安全平稳运行。

“为设计部门提供了科学支撑，在工程中发挥了直接作用，我感到十分欣慰。”翟婉明说，从基础研究到应用，牵引动力国家重点实验室实现了理论与实践的高度结合。

西南交通大学名片

西南交通大学的前身为山海关北洋铁路官学堂，是中国第一所工程高等学府，我国的土木工程、交通工程、矿冶工程学科都发源于此。学校以工科见长，拥有交通运输工程、机械工程2个一级学科国家重点学科，其中交通运输工程学科位居全国第一。另外，学校的材料科学、工程学、计算机科学、化学进入ESI全球排名前1%，其中工程学进入ESI全球排名前1‰。

使命与担当

交通天下，成果卓然。西南交通大学立足轨道交通，建有轨道交通国家实验室（筹）、牵引动力国家重点实验室等13个国家级科技创新平台和36个省部级科研基地，围绕高速铁路、磁浮交通、新型城轨、真空管道超高速（1000+）、超级高铁等领域大力开展基础研究与原始创新，构建了以世界公认的“沈氏理论”和“翟孙模型”为标志的铁路大系统动力学基础研究体系，科技成果三次入选“中国高校十大科技进展”。

学校在轨道交通领域获得的国家科技奖励总数位居全国高校、科研院所和行业企业第一，构建起了世界轨道交通领域最完备的学科体系、人才体系和科研体系，为中国轨道交通事业的发展做出了不可磨灭的贡献。

西南交通大学创造的中国／世界第一（部分）：

·1909年，中国人自主设计施工的第一条铁路——京张铁路由校友詹天佑任总办兼工程师

·1969年，中国第一条地铁——北京地铁1号线由校友施仲衡主持设计

·1984年，中国第一套检测车微机数据处理系统——接触网检测车微机数据处理系统由西南交通大学研发

·2000年，世界第一辆载人高温超导磁悬浮实验车——“世纪号”由西南交通大学主持研制

·2006年，中国第一条中低速磁悬浮线路——青城山中低速磁悬浮列车工程由西南交通大学主持建设

·2011年，世界最高时速（600公里）的动车组运行模拟实验平台由西南交通大学主持研制

·2013年，中国第一辆氢燃料电池电动机车由西南交通大学主持研制

·2014年，世界上一次性建成通车里程最长的高速铁路——兰新高速铁路有西南交通大学的参与

·2014年，世界第一个真空管超高速磁悬浮列车原型测试平台由西南交通大学研制

·2016年，中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁浮商业运营示范线（世界上最长的中低速磁浮运营线）——长沙磁浮快线，其核心技术来自西南交通大学

·2016年，世界首列新能源悬挂式空铁由西南交通大学牵引动力国家重点实验室牵头主持研制，翟婉明院士担任总设计师

·……

除了上述高校，还有以下一些高校在中国高铁的发展中贡献了自己的力量。

同济大学：同济大学2009年建成的被称为“中国第一风洞”的“风洞中心”，曾经两次承接京沪高铁列车的测试，为“中国制造”高铁列车设计完成了核心验证。

中南大学：建在中南大学的高速铁路建造技术国家工程实验室是我国已立项建设的10个国家工程实验室之一，中国铁路工程总公司为实验室法人，由中南大学、中国铁道科学研究院、铁道第三勘察设计院集团有限公司联合组建。高速铁路建造技术国家工程实验室是我国高速铁路建造技术科技创新公共平台。

北京科技大学：修铁路离不开钢材以及相关的材料研究，作为冶金学科世界第一和材料学科声名远播的大学，北京科技大学在建设中国高铁上责无旁贷。北京科技大学在研制高铁关键零部件和高端装备等方面有突出贡献，如高铁车轮及刹车片等。

知识链接

与高铁相关的专业

1.车辆工程

车辆工程专业要求学生系统地学习机械设计与制造、微电子技术、计算机应用技术和信息处理技术等基础知识。

这个专业不同学校研究的侧重点不同。在铁路、公路交通及城市轨道交通车辆设计制造方面比较有特色的高校有：西南交通大学、北京交通大学、同济大学等；在工程车辆如重型运输车、大型吊车、挖掘机、压路机、工程抢险车等方面比较有实力的高校有：吉林大学、东北大学等；在车辆发动机（内燃机）方面实力较强的高校有：天津大学、西安交通大学、上海交通大学、清华大学等。

2.轨道交通信号与控制

轨道交通信号与控制专业即原来的铁路信号技术专业，主要培养能系统掌握轨道交通信号与控制领域理论基础及专业知识，具备较强的工程实践能力，能够在轨道交通信号与控制领域从事研究、设计、制造、运营、维护和管理等方面工作的高素质工程应用型人才。

主要高校有：北京交通大学、西南交通大学、兰州交通大学、大连交通大学等。

3.機械设计制造及其自动化

机械设计制造及其自动化专业要求学生学习机械设计与制造、微电子技术、计算机应用技术和信息处理技术等基础知识。

主要高校有：北京交通大学、中南大学、西南交通大学、华东交通大学等。

4.交通设备与控制工程

交通设备与控制工程专业要求学生学习交通设备、控制工程、机电技术等方面的基础知识和技能，能在交通运输领域进行交通设备的设计制造、检修维护、科技开发、应用研究、运行管理等。该专业主要培养能适应智慧交通发展需求，具备扎实的专业基础知识，较强的学习能力、实践能力、创新能力，能在交通行业中从事与智能轨道交通相关的设计、研发、建设、监理、运营、维护与管理等工作的高级工程技术人才。

主要高校有：中南大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、重庆交通大学等。

5.电气工程及其自动化

电气工程及其自动化专业要求学生学习电力电子技术、自动化控制技术、计算机应用技术等相关领域的基础知识和技能，并能从事电力设备的设计制造、自动控制技术的开发、电力系统的维护等工作。

以轨道牵引电气化方向（电气工程及其自动化专业的一个特色专业方向）为主的高校有：北京交通大学、西南交通大学、华东交通大学等。