鄭偉：高鐵安全守望者

侯孟蝶

從航天控制到軌道交通控制，從磁懸浮列車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)到高鐵信號(hào)系統(tǒng)測(cè)試，在漫漫人生路上，他的研究經(jīng)歷了兩次轉(zhuǎn)變。壓力之下，快速學(xué)習(xí)能力和樂觀向上的心態(tài)使他順利度過轉(zhuǎn)型，接下來的每一步他走得又是那樣的堅(jiān)實(shí)與自信。他就是北京交通大學(xué)國家軌道交通安全評(píng)估研究中心副主任、電子信息工程學(xué)院教授鄭偉。

現(xiàn)代交通誕生于19世紀(jì)初。歷經(jīng)100多年，交通運(yùn)輸發(fā)展日新月異。鐵路、公路、航空、管道等相繼出現(xiàn)，水運(yùn)也因動(dòng)力裝置變革而空前活躍。改革開放以來，我國加快了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，交通運(yùn)輸成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)。21世紀(jì)，交通運(yùn)輸開始轉(zhuǎn)向高新技術(shù)廣泛應(yīng)用、高速交通全面發(fā)展的時(shí)代。鄭偉應(yīng)時(shí)而來，見證并參與了這場(chǎng)非凡的變遷。

專注高鐵安全

如今，我國高速鐵路以1.9萬公里位列世界里程第一。它們一列列飛馳在高架橋上，穿越隧道，橫跨江河，最終將旅客安全送達(dá)目的地。鄭偉致力于高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及測(cè)試、安全苛求系統(tǒng)的安全分析技術(shù)，在幕后默默堅(jiān)守，為高鐵的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

2002年，鄭偉從哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院控制科學(xué)與工程系自動(dòng)化專業(yè)博士畢業(yè)，剛一進(jìn)入北京交通大學(xué)，就開始做磁懸浮國產(chǎn)化項(xiàng)目?！澳菚r(shí)候我們團(tuán)隊(duì)主攻地面控制系統(tǒng)，我參加的是地面分區(qū)控制系統(tǒng)的研制”，他回憶到。

那是我國第一次做磁懸浮國產(chǎn)化，沒有任何基礎(chǔ)，可謂是零開始。因此，項(xiàng)目組參考我國已經(jīng)建造的上海龍陽路到浦東機(jī)場(chǎng)磁懸浮列車線路進(jìn)行研發(fā)，“主要是借鑒了北交大之前在鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)研發(fā)方面積累的大量技術(shù)及工程經(jīng)驗(yàn)”，最終，成功研制了磁懸浮列車地面控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化樣機(jī)。

德國是磁懸浮列車技術(shù)的發(fā)源地。為了深入掌握磁懸浮控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，2007年，鄭偉作為國家公派訪問學(xué)者進(jìn)入德國布倫瑞克工業(yè)大學(xué)交通安全與自動(dòng)化工程研究所，跟隨曾經(jīng)身為西門子磁懸浮系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門創(chuàng)始人的Eckehard Schnieder教授進(jìn)行磁懸浮列控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。1年后學(xué)成回國的鄭偉，看到的又是一番新的景象。從鐵路第六次大提速開始，我國進(jìn)入了高鐵時(shí)代。

新興事物的出現(xiàn)，總會(huì)伴隨一些疏漏，高鐵事故無小事，安全保障尤為重要。在我國高鐵快速發(fā)展的背景下，控制系統(tǒng)投入使用之前的安全測(cè)試方法及安全保障基礎(chǔ)理論方法技術(shù)需要同時(shí)補(bǔ)強(qiáng)。于是，鄭偉以德國洪堡學(xué)者的身份第二次赴德，學(xué)習(xí)高鐵控制系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)及各類安全保障方法技術(shù)。

“我現(xiàn)在負(fù)責(zé)高鐵地面核心控制設(shè)備無線閉塞中心的測(cè)試平臺(tái)研制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能及系統(tǒng)安全性能的測(cè)試”，鄭偉說。由于我國無線閉塞中心的測(cè)試序列較多，鄭偉也需要研究測(cè)試案例及序列自動(dòng)生成的自適應(yīng)優(yōu)化算法，從而提高測(cè)試效率?！拔覀冋诟鶕?jù)鐵路管理部門對(duì)測(cè)試平臺(tái)的最新需求不斷進(jìn)行深化，設(shè)計(jì)并補(bǔ)充測(cè)試案例及序列，期望能夠盡快完善測(cè)試平臺(tái)，以滿足工程應(yīng)用需求，執(zhí)行地面核心控制系統(tǒng)的測(cè)試工作”。測(cè)試平臺(tái)如果能夠獲得國家認(rèn)證部門的測(cè)試資質(zhì)，地面核心控制設(shè)備在投入運(yùn)行前就需要按照相應(yīng)測(cè)試規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)接受測(cè)試，測(cè)試通過后方可投入運(yùn)營，這樣便是從源頭加強(qiáng)了高鐵的安全保障。

除了高鐵列控系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)研制，在高鐵運(yùn)營安全保障的基礎(chǔ)理論方面，事故致因模型及事故分析模型也是鄭偉主攻的領(lǐng)域。據(jù)他介紹，一方面，通過對(duì)鐵路管理部門多年來積累的各類事件及事故的系統(tǒng)分析，將事故與導(dǎo)致事故發(fā)生的多類因素建立多維映射關(guān)系模型，這樣可以根據(jù)對(duì)列車實(shí)時(shí)運(yùn)營狀況的監(jiān)測(cè)進(jìn)行在線事故預(yù)警。另一方面，面向具體的事故，從組織、人因、設(shè)備及環(huán)境不同層次確定導(dǎo)致事故發(fā)生的事故鏈條，找出與事故相關(guān)的組織及個(gè)人的深層次原因，從而為事故防范措施的設(shè)計(jì)和管理提供明確的指導(dǎo)性意見。

鄭偉指出，鐵路系統(tǒng)的大部分事故是惡劣的自然環(huán)境、系統(tǒng)自身缺陷及不完善的管理這三者復(fù)雜作用的后果，其中組織管理及人員問題占很大比重。所以，事故致因模型及事故分析模型都是為了找到導(dǎo)致事故發(fā)生的深層次原因。“比如，一件事故是因?yàn)樗緳C(jī)犯錯(cuò)誤導(dǎo)致的，如果只是對(duì)司機(jī)進(jìn)行了懲罰，他記住了這件事情，下次可能依舊在另一個(gè)方面犯錯(cuò)。對(duì)我們科研工作者而言，更重要的是查明司機(jī)為什么犯錯(cuò)誤，唯有這樣才能找到導(dǎo)致事故發(fā)生的真正原因，從而從根本上解決問題。是企業(yè)安全文化氛圍不足？組織培訓(xùn)力度不夠？倒班制度不合理導(dǎo)致睡眠不足？家里有事導(dǎo)致心理出現(xiàn)異常波動(dòng)？”目前我國鐵路運(yùn)營部門也逐漸意識(shí)到了企業(yè)安全文化、安全組織及安全管理對(duì)于列車安全運(yùn)營的重要性，正在和鄭偉開展相關(guān)方面的合作。

做有需求的科研

涉足軌道交通自動(dòng)化與控制領(lǐng)域十余年來，鄭偉從一個(gè)青年學(xué)者逐漸成長為主持國家級(jí)項(xiàng)目的科研工作者。2010年，在我國信息化與工業(yè)化融合的大背景下，鄭偉參加了“863”主題項(xiàng)目“面向信息物理融合的系統(tǒng)平臺(tái)”，具體負(fù)責(zé)“軌道交通CPS系統(tǒng)的感知、運(yùn)行和安全技術(shù)應(yīng)用驗(yàn)證”的課題研究，旨在將物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)相融合，對(duì)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)與列車動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行綜合建模分析，在更高層面上探索高速鐵路的安全保障技術(shù)。

2013年，北京交通大學(xué)國家軌道交通安全評(píng)估研究中心成立，鄭偉任中心副主任，“成立這個(gè)中心也是為了進(jìn)一步加強(qiáng)高鐵安全保障方法技術(shù)的研究工作，面向高鐵動(dòng)車、通信信號(hào)、牽引供電、牽引電傳動(dòng)及電磁兼容方面，從上線前到運(yùn)營中直到報(bào)廢，對(duì)其進(jìn)行全生命周期內(nèi)的循環(huán)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)分析，進(jìn)而保證系統(tǒng)處于我們所需要的安全等級(jí)”。在我國高鐵安全保障基本方法技術(shù)領(lǐng)域，鄭偉認(rèn)為“我們需要盡快學(xué)習(xí)高鐵發(fā)達(dá)國家既有的運(yùn)營安全保障理論方法技術(shù)，再根據(jù)我們自己國家的實(shí)際運(yùn)營條件，不斷提出適合我國高鐵的安全評(píng)估及安全保障方法和工具，切實(shí)提高高鐵運(yùn)營安全。”

德國高鐵運(yùn)行已接近30年，日本甚至長達(dá)50年，而我國的高鐵還略顯年輕，運(yùn)營至今不到10年，許多運(yùn)營問題還沒有顯現(xiàn)。所以，“我們當(dāng)前需要去國外吸收已有的運(yùn)營安全保障經(jīng)驗(yàn)，他們運(yùn)行時(shí)間足夠長，一些與時(shí)間相關(guān)的問題已經(jīng)暴露出來，雖然運(yùn)行環(huán)境不完全相同，但總有我們可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)?！苯衲?月，鄭偉又將前往德國，學(xué)習(xí)借鑒德國鐵路股份有限公司在高鐵安全保障方面的技術(shù)方法及標(biāo)準(zhǔn)體系，“這些不是課本上能學(xué)習(xí)到的知識(shí)，要通過學(xué)習(xí)交流才能知道。他們出現(xiàn)的問題，日后我們也可能遇到，早知道就可以提前預(yù)防，他們的安全保障方法技術(shù)我們也可以選擇性地借鑒過來”。在鄭偉看來，這是保障高鐵運(yùn)營非常重要的一環(huán)。

“我們國家現(xiàn)在有世界最長的高鐵運(yùn)營里程，而且國內(nèi)高鐵運(yùn)營環(huán)境的復(fù)雜程度是其他國家所沒有的，比如東北的高寒、南部的潮濕、西部的風(fēng)沙，世界上運(yùn)營里程最長的京廣線從南到北2294公里的動(dòng)車長距離持續(xù)運(yùn)行，這些我國特有自然環(huán)境下的高鐵安全保障經(jīng)驗(yàn)無從學(xué)習(xí)，只能依靠我們國家的廣大鐵路從業(yè)者逐步積累。這雖然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，但同時(shí)也是機(jī)遇，一旦我們積累了各種復(fù)雜自然環(huán)境下及長距離持續(xù)運(yùn)行的高鐵運(yùn)營保障經(jīng)驗(yàn)，就能夠促進(jìn)中國高鐵昂首‘走出去，將來外國人就需要到我們這里來‘取經(jīng)了”，鄭偉說道。

在高鐵的發(fā)展歷程中，鄭偉貢獻(xiàn)了自己的一份力量，是堅(jiān)定的安全守望者。而他也總是說，自己只是其中的一個(gè)參與者。的確，高鐵的建設(shè)運(yùn)營是項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要多部門、多專業(yè)人員協(xié)同配合，高校承擔(dān)基礎(chǔ)理論方法研究、企業(yè)做設(shè)備研發(fā)、測(cè)試機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)測(cè)試評(píng)估認(rèn)證……正因如此，高鐵才能安全平穩(wěn)地馳騁于天地之間。

未來，任重而道遠(yuǎn)。鄭偉希望盡快形成一支強(qiáng)有力的研究隊(duì)伍，與中國鐵路總公司和國家鐵路局對(duì)接，建立合作關(guān)系。他說，“頂天立地”是北京交通大學(xué)科研工作者的信條，在研究方法技術(shù)上要有國際視野、高瞻遠(yuǎn)矚，但研究成果最后要能夠回到地面上，直接服務(wù)于高鐵的實(shí)際運(yùn)營。因此“團(tuán)隊(duì)研究方向與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營需求的無縫對(duì)接”是重中之重，因?yàn)椤安恢佬枨笫鞘裁?，做出來的成果就無法發(fā)揮作用。只有知道需求，才能為高鐵安全運(yùn)營提供更好的服務(wù)及保障。”