華南
第25屆中國青年五四獎?wù)芦@得者、中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司(簡稱“鐵科院”)機車車輛研究所牽引制動研究室主任黃金的時間,像黃金一樣寶貴。
4月27日從外地出差回來,加班加點、見縫插針忙完各種案頭工作,5月3日,他又出發(fā)了。這次,他將與團隊一起,為中國鐵路史上又一個“第一”保駕護航。
從參與中國標準動車組“復(fù)興號”研發(fā)至今,這樣的“第一”,黃金親歷多次。近九年時間,他全過程參與具有完全知識產(chǎn)權(quán)、達到世界先進水平的“復(fù)興號”系列動車組技術(shù)條件制定、方案設(shè)計及試驗組織;作為項目負責人,為兩列“復(fù)興號”安全平穩(wěn)實現(xiàn)世界首次時速420公里、相對時速840公里交會試驗作出重要貢獻;身為“智能高鐵”技術(shù)踐行者,助力京張智能動車組在世界上首次實現(xiàn)時速350公里自動駕駛功能……幾乎每一條關(guān)于高鐵列車“中國速度”的新聞背后,都有他的貢獻。
現(xiàn)在,按照國鐵集團“CR450科技創(chuàng)新工程”部署,黃金和團隊已經(jīng)陸續(xù)開展時速400公里高鐵頂層設(shè)計,研發(fā)更高速度、更加安全、更加環(huán)保、更加節(jié)能、更加智能的“復(fù)興號”動車組新產(chǎn)品。
這些外人想象中跌宕起伏的歷程,在黃金腦海中并沒有留下太多感性記憶,在計算機前埋頭進行仿真模擬的夜晚、在試驗列車上不分晝夜測試數(shù)據(jù)的緊張、一次次重要試驗的統(tǒng)籌調(diào)配、一個個困難迎刃而解、一項項創(chuàng)新成果志在必得,占據(jù)他全部時間和注意力。機車車輛所高級工程師余俊記得,寡言得有些沉悶的黃金,曾在一次通宵測試后,難得感情流露:“這份事業(yè)是我的真理想、真熱愛?!?h3>積淀
黃金的職業(yè)成長軌跡,與中國高速鐵路發(fā)展并行。
2007年4月18日零時,中國鐵路實施第六次大提速。京哈、京滬、京廣、隴海、浙贛、膠濟、武九、廣深等鐵路運營時速大面積提速至200公里,總里程6003公里。根據(jù)國際鐵路聯(lián)盟定義,既有線鐵路改造提速至?xí)r速200公里以上,或新建線路設(shè)計時速250公里以上就是高速鐵路。中國一夜之間擁有6003公里高速鐵路,成為世界高速鐵路第一大國。中國高鐵元年正式到來。
那時,西南交通大學(xué)電氣工程專業(yè)本科生黃金,正沉浸在專業(yè)學(xué)習(xí)的快樂和滿足中,并不知道自己未來將與中國高速鐵路發(fā)展連接如此緊密。2010年,黃金從西南交通大學(xué)碩士研究生畢業(yè)后,進入鐵科院,成為機車車輛研究所牽引制動研究室一名新兵。
成立于1950年的鐵科院,伴隨共和國成長。自上世紀70年代起,機車車輛研究所一代代科研人員研究效率更高、功率更大的交流傳動牽引技術(shù),提升列車牽引和制動性能。進入高速鐵路時代,這里被譽為“復(fù)興號”搖籃。
進入研究室,黃金第一項任務(wù)是參與“交通系統(tǒng)節(jié)能與優(yōu)化控制技術(shù)基礎(chǔ)”973項目中“高速動車組牽引控制優(yōu)化技術(shù)研究”。當時,“和諧號”動車組已經(jīng)運營一段時間,我國鐵路運力有了大幅提升,但“和諧號”列車四大生產(chǎn)廠家標準不統(tǒng)一,車輛投入運營后,需要準備不同標準零部件,供車輛日常養(yǎng)護、檢修,既麻煩,又浪費。而且“國外公司從來不可能對核心技術(shù)進行轉(zhuǎn)讓”,因此,“和諧號”列車有時會被軟件故障“卡脖子”。
“復(fù)興號”時代,我國下決心從源頭進行自主研發(fā)。黃金參與的項目,就是對“復(fù)興號”牽引系統(tǒng)進行頂層設(shè)計。他和幾名同事分工,在8T(1T=1024G)的龐大數(shù)據(jù)庫里梳理海量信息,對比各種數(shù)據(jù),進行綜合整理,為“復(fù)興號”牽引系統(tǒng)設(shè)計提供決策依據(jù)?!芭吭陔娔X前經(jīng)常一干到半夜,很有挑戰(zhàn)性,但找到有價值的數(shù)據(jù)很有樂趣,也很有成就感,就像拆盲盒,也像探秘,時有驚喜”。數(shù)不清的“盲盒”拆開,黃金對既有高速列車牽引動力優(yōu)缺點了然于心。2013年,他與陸陽等前輩、同事發(fā)表論文《高速動車組牽引控制優(yōu)化技術(shù)研究》,為“復(fù)興號”牽引系統(tǒng)頂層設(shè)計“畫了藍圖”。
與此同時,剛工作三年的黃金,作為青年技術(shù)骨干參與到“復(fù)興號”牽引試驗中。這是中國成為世界高速鐵路第一大國第六年,經(jīng)過“引進吸收消化再創(chuàng)新”,中國鐵路總公司(國鐵集團前身)牽頭集合鐵路行業(yè)優(yōu)質(zhì)力量,開始研制具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的標準化、系列化、簡統(tǒng)化的“復(fù)興號”中國標準動車組。動力牽引控制系統(tǒng)是高速動車組的核心,是其動力來源和運營安全的根本保障,被譽為“高速列車的心臟”。如何讓“復(fù)興號”擁有“中國心”,是鐵科院機輛所牽引制動研究室研究人員亟待解決的問題。
黃金的師父陸陽是鐵科院首席研究員、機車車輛研究所牽引制動研究室主任,也是技術(shù)組組長。一些辦公會、技術(shù)討論,他總叫上黃金。起初參加,黃金有點懵,“專家、前輩們濟濟一堂,三言兩語討論完一個觀點,好像一說他們就彼此明白,可我跟不上節(jié)奏”。“跟不上節(jié)奏”的黃金,把這些觀點記下來、記完整,回去查資料自學(xué)。
此后,黃金一邊工作,一邊“補課”,逐步建立起自己的知識體系?!澳嵌螘r間壓力相當大,但著急也沒用”。半年后,他不但能夠跟上專家們的節(jié)奏,也能就一些關(guān)鍵指標問題,獨立組織技術(shù)討論。
黃金個頭不高,皮膚黝黑,不善言語,眼神中總是透著一種執(zhí)著,當時才二十多歲的他,舉手投足已頗為老成持重。即便如此,最初組織技術(shù)論證會時,仍免不了有專家嫌這個坐在主持人位置的小伙子太年輕,言語中流露出擔心和不信任。黃金并不在意,“剛開始嘛,難免的”,幾次會議后,這種聲音消失了。
陸陽對黃金很嚴格,在某次考察最惡劣工況試驗中,黃金自認為有把握,擅自將試驗速度由65公里提高到80公里,雖然取得了成功,卻遭到陸陽的嚴厲批評。“陸老師說,沒有足夠充分的認證,任何激進行為都不可取”,黃金由此明白了科研要謹言慎行,需“大膽假設(shè),小心求證”。
對“復(fù)興號”牽引系統(tǒng)頂層設(shè)計最后階段,如何將各方生產(chǎn)的列車統(tǒng)一標準,是必須解決的難題。黃金記得,他們用大量數(shù)據(jù)進行論證,才艱難說服各執(zhí)己見的各生產(chǎn)方統(tǒng)一意見。2014年,時速350公里的中國標準動車組牽引和輔助變流器自主研制成功,2015年完成裝車考核,成為“復(fù)興號”動車組“心臟”。與“和諧號”動車組相比,“復(fù)興號”標準動車組牽引變流器的功率從8000多千瓦提升到10000多千瓦。
黃金參與高速鐵路自主知識產(chǎn)權(quán)“從0到1的過程”,并在這個過程中不斷錘煉,加速成長,成為一名年輕的“老同志”。北方交通大學(xué)碩士畢業(yè)的宋永豐,2013年入職機輛所,他和黃金年齡相差三歲左右,專業(yè)相同,閑暇時很能聊到一起。不過,在工作時,宋永豐覺得黃金實實在在是一位“老大哥”,“我跟著黃金干了入職后第一個項目,他給我講所里各項要求和項目要點。黃金善于抓大放小,講完大方向就放手讓你干,不會瑣瑣碎碎”。宋永豐很喜歡這種風格,也由此感覺到“黃金看問題格局很大,腦子里有東西”。
中國開創(chuàng)世界高速鐵路新紀錄的時刻,在2016年7月到來。
自6月25日至7月15日,我國自行設(shè)計研制、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的兩列中國標準動車組“金鳳凰”和“藍海豚”,在鄭徐客專(鄭州至徐州鐵路客運專線)開始進行高速綜合試驗。按照計劃,7月15日,綜合試驗將開展420km/h速度級的交會試驗。
420km/h的交會試驗,在世界上尚屬首次。動車組創(chuàng)造新的速度,僅靠盲目增加動力遠遠不夠,需要測試團隊以嚴謹?shù)姆抡嬖囼?、科學(xué)的數(shù)據(jù)測算作保障。為交會試驗保駕護航的,就是鐵科院中國標準動車組沖高團隊(簡稱“沖高團隊”)。
黃金是這次綜合試驗項目經(jīng)理,也就是試驗現(xiàn)場“當家人”。正值而立之年的他,開始擔任大項目負責人。
面對這場“世界首次”試驗,團隊需要挑戰(zhàn)的技術(shù)困難也是“世界首次”:由于420km/h的速度已經(jīng)遠超列車控制系統(tǒng)頂棚速度,試驗中只能通過目視確認前方的線路條件;高速運行、交會時產(chǎn)生的強大離心力、交會壓力波,可能導(dǎo)致列車脫軌;已經(jīng)相當于飛機在高空的巡航時速,交會瞬間產(chǎn)生的壓力波相當于1平方米瞬時受重近200公斤,人體受力的大小相當于一顆20克的子彈擊中一個距離3米的人,如此高的壓強下如何保證列車平穩(wěn)運行、如何保障車上試驗人員安全,對沖高團隊來說是個巨大考驗。
超高速運行的列車動能巨大,一旦意外觸發(fā)緊急制動,會產(chǎn)生不可預(yù)計的后果。但黃金說,現(xiàn)在科技保障、試驗場站及沿線都設(shè)有預(yù)警系統(tǒng),團隊只要考慮怎樣把試驗做好就行,“這些年我沒有在試驗過程中遇到危及生命的安全隱患”。
4月初,黃金就帶隊到鄭州駐場,為“沖高試驗”做準備。他帶領(lǐng)團隊成員在試驗開始前開展了上百種方案的仿真計算。團隊成員通過對整個試驗過程中速度、脫軌系數(shù)、輪重減載率、交會壓力波等參數(shù)做精確的仿真,對試驗安全性做了評估。這不僅讓車上試驗人員卸下包袱,也讓司機心中有數(shù)。
2016年6月25日,沖高試驗在鄭徐客專拉開序幕。受各方面因素限制,“沖高團隊”需要在20天內(nèi)完成平時接近兩個月的工作量,團隊成員立刻進入戰(zhàn)斗狀態(tài)。通過比選確定最終試驗方案,“沖高團隊”在試驗中安裝和運用了500多個傳感器。由四十名骨干組成的“沖高團隊”被分成三隊:一隊負責晚上測試設(shè)備的安全確認,另外兩隊負責兩列標準動車組的試驗測試工作?!霸O(shè)備的晚上確認與試驗測試組之間必須做到信息及時傳遞,試驗測試工作中的設(shè)備問題要求在當天晚上解決。每天試驗完,晚上都要開技術(shù)會,晚上設(shè)備的安全確認結(jié)果無論多晚要通知到試驗測試組,確保試驗安全順利開展”。
全程參與沖高試驗的余俊還記得,“那段時間每人平均每天工作12小時以上,整個團隊沒日沒夜地干。黃金是負責人,他最忙”。
時任鐵科院團委宣傳干事楊銳,在試驗場第一次看到黃金。40℃高溫的中原大地,黃金在驕陽下逆著光迎面走來,楊銳甚至看不太清黃金的五官,但黝黑發(fā)亮的臉龐上,炯炯的目光讓楊銳記憶至今。
7月15日,沖高試驗開始。在“沖高團隊”仿真數(shù)據(jù)指導(dǎo)下,司機信心十足地駕駛切除了制動的列車,以420km/h的速度飛馳。余俊當時站在司機室擔任行車指揮,黃金則在車廂中監(jiān)測試驗數(shù)據(jù)和列車狀況。
鄭州到徐州高鐵K426處,中國標準動車組在舉世矚目下,“金鳳凰”和“藍海豚”兩列高鐵列車以超過420公里的時速交會,相對時速瞬間達到840公里。短短一秒鐘,乘客“飛”過117米,列車平穩(wěn),交會試驗圓滿完成,“沖高”成功。
成功交會的瞬間,檢測車里一片歡呼雀躍。中外媒體贊譽沖高試驗“唱響了中國高速鐵路試驗的最強音”,探索了400km/h及以上高速鐵路系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)性能和參數(shù)的變化規(guī)律,創(chuàng)造了新的世界紀錄,為世界高鐵“教科書”寫下嶄新一章。
楊銳當時正好坐在黃金旁邊,看著他平時“泰山崩于前而色不變”的黝黑臉龐,瞬間激動地漲得通紅,身體不由自主半躍起來,終于還是強忍住又坐下。他回過頭沖楊銳憨憨一笑:“這是我第一次全面掌控這么重要的試驗,在此之前我只能做外圍基礎(chǔ)工作,試驗結(jié)束時看看數(shù)據(jù)解饞,這一次數(shù)據(jù)是我和大家一點一點跑出來的,真像我們的孩子??!”
這么值得紀念,又如此激動,為什么蹦起來一半還把自己“按回座位”?黃金說:“后面還有收尾工作和數(shù)據(jù)收集,我是負責人,要穩(wěn)住?!?/p>
喜怒不形于色,是同事對黃金的一致評價,他們說他在工作中就是“冷面殺手”。宋永豐和余俊都認識黃金將近十年,兩人想了半天,沒見過黃金特別激動或者特別憤怒的樣子。
“嗨!他就是這么個低調(diào)的人!”余俊總結(jié)了一句。
習(xí)近平總書記指出,“復(fù)興號奔馳在祖國廣袤的大地上”,“復(fù)興號高速列車邁出了從追趕到領(lǐng)跑的關(guān)鍵一步”,“我國自主創(chuàng)新的一個成功范例就是高鐵”。
入職十余年,黃金幾乎參與中國高速鐵路牽引動力系統(tǒng)發(fā)展所有關(guān)鍵節(jié)點項目。近9年時間,“復(fù)興號”系列動車組速度等級覆蓋時速160公里至350公里,牽引動力包括分散動力式和集中動力式,編組包括8至18輛多種編組型式。黃金牽頭承擔十余種“復(fù)興號”動車組試驗檢測及科研任務(wù),每個型號樣車完成60萬公里運用考核,相當于圍繞地球跑完15圈,積累大量試驗數(shù)據(jù),為進一步優(yōu)化“復(fù)興號”性能提供依據(jù)。
“諧波”一詞起源于電磁學(xué),在生產(chǎn)生活中,諧波危害嚴重卻又詭異,難以被“抓住”,被稱為“幽靈故障”。
近年來,隨著大量交-直-交電力機車和動車組同時投入運行,牽引負載存在有功和無功功率的隨機大幅度波動,會引發(fā)牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓波動,出現(xiàn)諧波,嚴重時將導(dǎo)致牽引負載牽引封鎖,影響列車安全運行。黃金主持《動車組諧波抑制與車網(wǎng)匹配研究》課題,破解諧波“幽靈”,防止危害發(fā)生。
一次,余俊和同事跟著黃金到西安,在西寶線(西安-寶雞)做諧波故障測試。當時,有人在地面變電站做測試,有人隨車測試。留給他們測試的時間短,只夠做幾次測試,大家?guī)缀?4小時連軸轉(zhuǎn),通宵工作?!坝幸惶?,我們從早上八點一直干到第二天凌晨三點,在車上車下都布置好測點。因為第二天早上七點車就要開車測試,我們決定不睡了,找個小吃店吃早飯。”余俊說,他眼看著點餐時還和同事有說有笑的黃金,在端起碗的瞬間睡著了,睡得很沉。
而早上七點,出現(xiàn)在測試現(xiàn)場的黃金,依舊精神抖擻、嚴謹專注。
經(jīng)過一系列測試、研究,黃金提出諧波抑制策略和諧振抑制方案,研究成果對解決運輸一線故障起到關(guān)鍵作用?!安还茏鍪裁?,我們的宗旨只有一個,就是老院長茅以升提出的:一切為科研,科研為運輸。”
如今,中國已成為世界上唯一高鐵成網(wǎng)運行的國家,營業(yè)里程世界第一。面對龐大的運營需求,如何更好將科研成果服務(wù)于鐵路運輸安全一線,是黃金始終堅持的研究方向。2019年12月起,他作為負責人啟動“復(fù)興號”高鐵列車服役跟蹤項目,跟蹤“復(fù)興號”運用情況。項目涉及參與研發(fā)的高校和科研機構(gòu)、機輛所相關(guān)專業(yè)部門、列車生產(chǎn)方等很多單位,各方面也給項目提出很多要求,難度很大。而且項目需要每周和所有相關(guān)方開例會跟蹤進度,匯總情況,非常繁瑣。余俊說:“黃金是項目負責人,千頭萬緒集中在他一個人?!?/p>
很多閃光的瞬間,背后都是寂寂無名的平常日子。由于鐵路試驗需要,黃金到過中國大部分省、市、自治區(qū),見證過很多重要的成功,卻不記得有什么屬于自己的高光時刻。無論順逆,他都沒有太大情緒起伏,“好像都是團隊作戰(zhàn),去克服一個個困難,有些大項目試驗,我們經(jīng)常派四五十人的團隊駐場”。
在他心中,也不存在高不可攀的山峰,“按照現(xiàn)有技術(shù),我們都可以攻關(guān),只是有時時間緊張,要在有限時間里完成任務(wù),就比較難”。
無名的焦灼感和壓力時有來襲,睡眠不足時,他會感到頭疼,好像頭頂籠著罩子一樣悶悶地痛。他吃一點止疼片緩解,而后繼續(xù)馬不停蹄。肩周炎也是黃金和同事們的職業(yè)病,余俊也有肩周炎,有一次買了護具,黃金看到后說,“我有止疼片,還是這個管用”。余俊說著就無奈地笑,“有一次黃金肩頸疼得幾乎爬不起來,但那天所里開會,他還是來了,還裝得若無其事”。
余俊和宋永豐說,已經(jīng)很久沒和黃金湊在一起踢足球、打籃球或者打游戲了。研究所的青年也很難組隊打比賽,“中國高鐵發(fā)展快,所里項目多,幾乎每天都有一半同事在外面出差”。
陸陽總說,“干我們這行,八小時工作制肯定不夠。一天工作10個小時,還覺得不夠用”?,F(xiàn)在,擔任研究室主任的黃金,肩上擔子更重,跟同事談工作,也經(jīng)常是夜半時分。同事很理解,“他就是太忙了”。
早已沒有人再“嫌”黃金太年輕,他在越來越多重要的項目里成為頂梁柱。黃金作為團隊核心成員提煉牽引計算基礎(chǔ)理論,總結(jié)出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)用方法,完成了鐵路行業(yè)重要的基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范《列車牽引計算規(guī)程——機車篇》,為鐵路移動裝備的性能優(yōu)化、線路經(jīng)濟運量的計算分析、輔助駕駛等智能設(shè)備的研制、線路基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)參數(shù)的確定提供了技術(shù)支持,社會效益巨大;主持開展《電動車組能耗評估技術(shù)研究》科研課題,提出基于實測效率曲線的能耗仿真方法,研究成果對“復(fù)興號”歷次綜合試驗起到理論支撐作用;作為團隊核心成員,參與京張智能動車組技術(shù)條件制定,并以此為基礎(chǔ)參與智能動車組各項性能持續(xù)提升和驗證工作,“不久后,智能動車組將陸續(xù)投入京滬、京哈、京廣、成渝等高鐵線路”。
偶有閑暇,黃金總想起一張圖片,那是2016年“沖高試驗”成功后,一位已經(jīng)退休的前輩發(fā)在微信群里的照片。
“沖高試驗結(jié)束后,大家在微信群里發(fā)了很多照片——跟速度顯示屏的合影、跟‘復(fù)興號的合影、跟同事的合影。有一位退休的老前輩發(fā)了2002年,我國自主研制的‘中華之星電動車組在秦沈線(秦皇島-沈陽)試驗結(jié)束時的照片。在這張照片里,我看到自己在學(xué)校時的老師、機輛所的前輩,他們那么年輕,那么意氣風發(fā)、自信篤定,中國高速鐵路牽引動力的基石,是他們用青春鋪就的。”
黃金說,每當想起那張照片里的身影與場景,敬意和自豪感油然而生,“復(fù)興號”奔馳在祖國大地上,并不是一朝一夕的成就,而是近半個世紀的積淀獲得的結(jié)晶。“我們之所以能一次次領(lǐng)跑世界,創(chuàng)造歷史、創(chuàng)造紀錄,要感謝前輩們打下的堅實基礎(chǔ),給我們這一代鐵路人搭建平臺、提供機會。我們要做的,就是為持續(xù)鞏固我國高鐵領(lǐng)跑優(yōu)勢提供堅強技術(shù)支撐”。
今年年初,國鐵集團組織啟動“CR450科技創(chuàng)新工程”,在科學(xué)分析、把握路情基礎(chǔ)上,計劃基于時速350公里高鐵基礎(chǔ)設(shè)施條件,主要通過對高鐵移動裝備技術(shù)的全面提升,研發(fā)新一代更高速度、更加安全、更加環(huán)保、更加節(jié)能、更加智能的“復(fù)興號”動車組新產(chǎn)品,實現(xiàn)中國高鐵更高商業(yè)運營速度。“新技術(shù)下牽引動力頂層指標的確定,很多難點需要突破。新一代高鐵列車什么樣,目前世界上沒有,我們要創(chuàng)造它”。接棒前行,黃金與團隊為“新一代”高鐵列車下定義。