可靠性技術為城市軌道交通安全運行保駕護航
2017-07-21
來源:中國城市軌道交通資訊網
標簽: 交通安全  可靠性  軌道 
 目前,北京已經全面啟動全國科技創新中心建設,著力提升原始創新能力,打造原始創新策源地是其中的重要內容,以期將北京建設成為具有全球影響力的科技創新中心。為了號召更多科技工作者關心基礎研究、關注原始創新突破,北京市自然科學基金特啟動“我為科技創新中心建設作貢獻”征文活動,邀請科研人員講述參與科技創新中心建設的重要經歷,作為落實北京市第十二次黨代會的重要舉措,并擇優刊登。開篇特別邀請了北京航空航天大學可靠性與系統工程學院長江學者特聘教授、國家重大基礎研究項目(973)首席科學家、可靠性與環境工程技術國防科技重點實驗室學術委員會主任委員康銳研究員,講述他參與城市軌道交通行業可靠性體系建設的經歷。

  北京航空航天大學是我國最早培養可靠性專業人才的高等院校,是我國可靠性技術研究綜合實力最強的單位,其可靠性與系統工程學院(以下簡稱北航可靠性學院)由國防科技界、教育界著名專家、北京市共產黨員“十杰”之一的楊為民教授于1985年創立。楊為民教授提出的可靠性系統工程理論與技術體系,自上世紀90年代始,已在中國航空和航天領域進行了深入與廣泛的應用,在若干重大工程實踐中取得了顯著效益。我一直在航空航天的可靠性領域開展研究,一次偶然的機會,源于一個電話,讓我走進了軌道交通領域,之后通過一份指南、兩個學生、兩次調研、一份戰略合作協議,將北航可靠性學院與軌道交通安全運行緊密聯系在了一起,使我有幸能夠將航空航天領域的理論與技術引入到城市軌道交通行業中,為城市軌道交通的安全運行貢獻了一份力量。

  穿針引線,一個電話,踏入軌道交通領域

  2016年春季的一天,我接到了北京市科學技術委員會時任黨組書記呼文亮同志的一個電話,說北京市自然科學基金(以下簡稱市基金)新成立了市基金—交控科技軌道交通聯合基金,計劃支持城市軌道交通領域的可靠性研究,需要咨詢可靠性專家的意見。呼書記以前在北航工作多年,自然就想到了我,并讓我參與制定指南。于是,我便收到了一份指南初稿,開始了解軌道交通領域的可靠性問題。

  起初,我只是按照專業性對指南進行了修改,沒想到幾天之后,市科委和市基金領導親自帶隊赴北航可靠性學院調研,聯合基金的出資方交控科技股份有限公司(以下簡稱交控科技)還邀請了軌道交通領域規劃、建設、運營等各個關鍵環節的專家參加,了解可靠性技術的發展動態,探討軌道交通可靠性技術研究的著力點。我們發現,盡管可靠性技術是工程學科中一個比較成熟的領域,已被廣泛應用于復雜網絡的設計和管理,然而,作為復雜網絡系統的城市軌道交通系統在可靠性研究方面尚屬空白,迫切需要建立有針對性的可靠性理論和技術體系。我深切地意識到,航空航天領域可靠性研究方面的理論和方法在軌道交通領域將大有可為,比如可靠性工程中的故障傳播及相關理論能夠有效支撐城市軌道交通信號系統中故障傳播規律、故障傳播范圍及各種影響因素的研究,可靠性工程中的維修性理論對城市軌道交通信號系統的維修控制策略具有很強的指導意義。我當時就提出,可靠性研究是軌道交通行業自主創新的“必選項”,也得到與會專家的廣泛認同。

  筑巢引鳳,一份指南,調動行業外科研力量參與

  經過與其他可靠性專家的反復研討,一份高質量的、目標指向明確的聯合基金指南誕生了。2016年重點聚焦在城市軌道交通車輛牽引、制動兩大關鍵系統的可靠性研究,重點支持開展服役性能、失效機理及剩余壽命預測研究,以及故障診斷及預測研究等。

  在這份指南發布之后,我在自己的研究圈子幫助宣傳和動員,航空航天領域從事可靠性研究的同事和校友積極申報,同時,市基金和交控科技先后在北京航空航天大學、北京郵電大學和北京交通大學等組織召開政策宣講會,10余家科研單位的100多位科研人員參加,許多研究者開始關注軌道交通領域的可靠性問題。

  最終,首批獲資助的項目成功吸引了北京航空航天大學、清華大學、中國空間技術研究院等軌道交通行業外的高水平單位參與研究,重點開展城市軌道交通牽引電機的絕緣在線監測與故障預警、牽引系統電子產品失效機理及剩余壽命預測關鍵技術、車輛摩擦制動元件損傷機制及疲勞可靠性等研究。

  任務牽引,兩個學生參與項目,實現基礎研究對接行業需求

  獲資助項目中有兩位我的學生。其中一位學生黃小凱博士畢業后在中國空間技術研究院下屬的北京衛星環境工程研究所工作,在我的號召下積極申報,擬開展軌道交通信號系統電子元器件的可靠性研究。在立項啟動會上,黃小凱和其他項目負責人與交控科技交流研究思路,使得項目在立項之初就把新思想、新原理、新技術與企業需求進行了有效對接。項目實施過程中交控科技又不斷圍繞行業需求與他們進行及時溝通,確保研究任務目標明晰。據我所知,已有6位項目負責人與交控科技開展了實質性研究合作,形成了軌道交通行業內外單位協同攻關的良好局面。

  深化交流,一次調研,促成全面戰略合作

  在聯合基金這一載體開創良好合作局面的激勵下,今年3月初,我帶領北航可靠性學院主要研究團隊主動調研交控科技,圍繞軌道交通行業的發展需求,有針對性地進行了技術交流。會上,雙方確立了戰略合作關系,將開展全方位合作。

  雙方將圍繞城市軌道交通可靠性和彈性的技術研究以及產業需求,籌建聯合實驗室,合作開展可靠性與彈性測評技術研究、測評技術驗證等相關研究工作;構建“學研用”協同創新模式,以技術聯合體形式在數據研究資源、成果貯備資源、科研項目資源等不同維度開展合作,重點在硬件可靠性、軟件可靠性、網絡可靠性、信息物理系統可靠性與彈性等方面開展技術攻關和成果轉化工作;還將在聯合培養博士后、企業技術人員、吸納優秀畢業生等方面搭建人才多方向多層次培養機制。目前,在北航可靠性合作團隊的支持下,交控科技已初步完成軌道交通燕房線列車控制系統的可靠性建模和實地驗證,為建立軌道交通可靠性研究體系奠定了基礎,同時,北航可靠性學院一名剛剛畢業的研究網絡可靠性的博士已經被交控科技錄用。

  可以說,北航可靠性學院充分發揮了“為民精神”,為城市軌道交通領域開辟了可靠性研究的新方向,為保障軌道交通的安全運營、可持續發展提供了強有力的支撐,實現了航天科技為民生建設服務的目標,也是基礎研究促進行業發展、形成行業應用問題與基礎研究的良性互動的一次有益嘗試。

  北航可靠性學院與交控科技將繼續攜手,在構建軌道交通領域可靠性體系上持續發力,力爭建立城市軌道交通列控系統可靠性重點實驗室、出臺一系列列控系統可靠性標準,培養一批軌道交通行業水平領先、結構合理的青年科研人員,從而帶動城市軌道交通行業整體水平的提升,成為產業自主創新的重要源頭和提升企業持續創新能力的支撐平臺。讓航空航天可靠性的高科技為軌道交通安全運行保駕護航!