凝心聚力軌道旁 守望綠色交通夢
——記華東交通大學(xué)“鐵路環(huán)境振動與噪聲”教育部工程研究中心特聘教授雷曉燕及其團隊

□ 杜月嬌

雷曉燕實驗室工作照

把冷板凳坐“熱”

不管是高鐵還是城市軌道交通，在城市里駛過都會留下轟鳴聲。華東交通大學(xué)教授雷曉燕格外關(guān)注這種聲音，如果時間和條件允許，甚至?xí)ｉT前去感受一番，仔細聽一聽不同線路、不同區(qū)段列車運行引起的噪聲，感受乘客在車內(nèi)所受到的振動。從事軌道交通環(huán)境振動與噪聲研究多年，雷曉燕這種關(guān)注專業(yè)問題的習(xí)慣已經(jīng)成為一種本能。在本能的驅(qū)使下，他認(rèn)為，僅是感受遠遠不夠，還需要進一步了解軌道交通引起環(huán)境振動、噪聲污染的機理，以及列車通過強振動和高分貝噪聲區(qū)段軌道結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)的構(gòu)造特點，將其中的原因分析透徹。

近年來國家及地方“兩會”上關(guān)于軌道交通環(huán)境污染的提案越來越多，在雷曉燕看來，關(guān)注度越高意味著軌道交通減振降噪需要提升的空間越大、所要達到的標(biāo)準(zhǔn)越高?！斑@些年，國內(nèi)城市軌道交通快速發(fā)展，無論是運營里程還是在建規(guī)模均處世界第一，不僅如此，列車的運行速度普遍達到了80公里/小時，更快的超過了100公里/小時?！绷熊囁俣鹊拇蠓嵘龑?dǎo)致環(huán)境振動與噪聲問題日益突出，國際上已將環(huán)境振動與噪聲列為七大公害之一。另外，由于國人環(huán)保意識的逐漸增強，也使得軌道交通建設(shè)成為民眾關(guān)注的新焦點。

關(guān)注自然而然帶動學(xué)科發(fā)展，放眼當(dāng)下，“軌道交通環(huán)境振動與噪聲”研究方向不乏追逐者，但若將時間向前推移20年則是完全不同的局面。當(dāng)時國內(nèi)鐵路建設(shè)正處于大發(fā)展時期，鐵路建設(shè)的重點是高速、重載、既有線提速及青藏鐵路等。這些被冠以“高、大、上”的熱點問題吸引了眾多科學(xué)家的目光。而雷曉燕團隊那時卻偏偏挑了一張“冷板凳”，比起對熱門方向的追捧，他們更想要在軌道交通環(huán)境方面做文章，“團隊能夠發(fā)展到今天的規(guī)模，得益于我們當(dāng)初正確的抉擇，選擇了軌道交通環(huán)境振動與噪聲這么一個有特色的研究方向”。

多年來為了使軌道交通這個關(guān)乎民生的行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展，他們投入了大量時間，走一線、建模型、搞研發(fā)、做產(chǎn)品。雷曉燕深入了解后指出，在以往的線路規(guī)劃到建成通車的過程中，相關(guān)部門收到過不少改線建議和振動噪聲環(huán)境污染投訴。這些都是來自老百姓實實在在的反饋，是對軌道交通建設(shè)環(huán)境提升的督促。作為新一代軌道交通建設(shè)的護航人，他和團隊一直致力于軌道交通環(huán)境振動噪聲理論、預(yù)測、評價和控制技術(shù)的全方位保障，圍繞國家綠色發(fā)展、解決出行難等需求，在軌道旁樹立起“交通發(fā)展無礙生活”重要的標(biāo)桿。

時代賦予的使命感

不管是理論突破還是技術(shù)創(chuàng)造，其更新?lián)Q代意味著答疑解惑高潮迭起。對雷曉燕而言，科學(xué)研究的魅力正在于此，而他早在20世紀(jì)90年代前往奧地利因斯布魯克大學(xué)做訪問學(xué)者的時候就有所領(lǐng)略。

“當(dāng)時我們國家和奧地利合作進行‘Safety of Dams’科研項目，奧方團隊開發(fā)了大型結(jié)構(gòu)分析軟件‘FINAL’。這個軟件存在一個問題，那就是當(dāng)分析巖石裂縫的時候往往會出現(xiàn)解不收斂的情況。”雷曉燕回憶說。針對這個困擾課題組多年的問題，他苦苦思索了半年，“每天吃不下、睡不好，滿腦子都在想問題出在哪里”，最終通過仔細閱讀源程序代碼和進行大量的算例試算，發(fā)現(xiàn)是源程序中的一個判斷語句在作祟并成功解決問題。事情雖時隔多年，但如今勾起回憶，雷曉燕仍記得問題得到解答那一刻的激動，認(rèn)為“那就是科學(xué)研究的魅力”。也因此，他被獨特的科學(xué)魅力吸引至今，沉浸在他熱愛的研究中。

1994年年底，雷曉燕學(xué)成歸國，正值國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高潮。他目睹國家在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的發(fā)展，總結(jié)出兩大亮點：一是大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方興未艾，長大隧道、長大橋梁、大型土木建筑、復(fù)雜鐵路、公路在我國比比皆是，使我國擁有世界上最復(fù)雜、最困難的各類工程項目。二是1997年以來，國家持續(xù)進行的大規(guī)模高速鐵路、高速公路和城市軌道交通建設(shè)，已經(jīng)讓我國成為名副其實的交通大國，但由此帶來的安全問題和環(huán)境問題也日益突出。雷曉燕基于對國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)局勢的清晰認(rèn)識，圍繞國家需求并結(jié)合個人興趣，適時組建了“鐵路環(huán)境振動與噪聲”研究團隊，并將“高速鐵路軌道動力學(xué)”“軌道交通環(huán)境振動與噪聲”作為長期的攻關(guān)方向，把研究徹底扎根在軌道交通。

曼谷機場鐵路連接線振動噪聲現(xiàn)場測試

聚沙成塔，助力創(chuàng)新

2005年以后，雷曉燕領(lǐng)銜團隊厚積薄發(fā)，將研究工作逐漸駛?cè)肟燔嚨?。團隊圍繞國家軌道交通發(fā)展的重大需求，針對日益嚴(yán)重的軌道交通環(huán)境振動與噪聲問題，先后主持承擔(dān)了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃，國際科技合作與交流專項，國家、省部級自然科學(xué)基金，重大國際招標(biāo)，教育部、鐵路總公司、江西省科技發(fā)展計劃及企事業(yè)委托合作項目等60余項；先后獲得國家科技進步獎二等獎（2011年）、江西省自然科學(xué)獎一等獎（2005年）、江西省科技進步獎一等獎（2009年）、鐵道科學(xué)技術(shù)獎一等獎（2011年）、高等學(xué)校優(yōu)秀科學(xué)研究成果獎自然科學(xué)獎二等獎（2010年）、高等學(xué)校優(yōu)秀科學(xué)研究成果獎科技進步獎二等獎（2017年），獲授權(quán)發(fā)明專利40余項、計算機軟件著作權(quán)60余項等成果。

這些成果背后的突破性貢獻皆和一個詞語有著緊密的聯(lián)系，那就是“減振降噪”。雷曉燕指出，要使軌道交通行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展，有三大關(guān)鍵技術(shù)問題必須攻克：“一是在線路規(guī)劃階段，必須對軌道交通引起的環(huán)境問題進行精準(zhǔn)預(yù)測和評估，確定軌道交通線路對周邊環(huán)境的影響程度；二是要根據(jù)軌道交通環(huán)境評估結(jié)果，提出減振降噪治理方案，對軌道線路進行優(yōu)化設(shè)計；三是要研發(fā)軌道交通減振降噪裝備和相關(guān)產(chǎn)品，確保將振動噪聲降低到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)?！眹@上述三大關(guān)鍵技術(shù)，雷曉燕帶領(lǐng)團隊進行了長達20年的攻關(guān)，在軌道交通誘發(fā)環(huán)境振動和噪聲分析理論，構(gòu)建軌道交通環(huán)境振動與噪聲大型評價預(yù)測平臺，研發(fā)減振降噪系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)平臺、工藝和標(biāo)準(zhǔn)，以及軌道交通環(huán)境振動噪聲裝備產(chǎn)業(yè)化四個方面取得了突破，形成了一批具有國際水平的技術(shù)與裝備，實現(xiàn)了從基礎(chǔ)研究、工程設(shè)計創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)到工程應(yīng)用的跨越。研究成果廣泛應(yīng)用于北京、上海、廣州、深圳、南昌、長沙、鄭州等40多個城市軌道交通重點工程中，在節(jié)約城市土地，避免征地、拆遷、改線造成巨大經(jīng)濟損失中占據(jù)了不可替代的位置，尤其對奧運會、世博會、亞運會等工程發(fā)揮了重要的保障作用。

聚眾之力的產(chǎn)學(xué)研發(fā)展

“北京市城市軌道交通地鐵4號線、10號線、13號線都和2008年奧運會的比賽場地有關(guān)，經(jīng)過的地段有雍和宮和北宮門等古建筑，也有中國科學(xué)院微電子研究所、北京大學(xué)精密儀器實驗室、中航301研究所、北京衛(wèi)星制造廠等科研機構(gòu)，這些重要建筑對振動高度敏感，一般的減振技術(shù)無法滿足要求?！崩讜匝嘟榻B道。

針對這一難題，他們通過實施一系列優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計，研制了超低頻、超低結(jié)構(gòu)高度、內(nèi)置式和側(cè)置式鋼彈簧浮置板及橋梁隔振支座，應(yīng)用后完全滿足隔振要求。在整個研發(fā)過程中，雷曉燕強調(diào)，他們不是孤軍奮戰(zhàn)，而是和眾多單位強強聯(lián)合。“實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化是軌道交通研發(fā)的必由之路。一個成功的項目必須依靠產(chǎn)學(xué)研合作，不管是高校、設(shè)計院還是企業(yè)，單打獨斗都行不通。”以2011年度榮獲國家獎的項目為例，雷曉燕講述了其中的關(guān)系。當(dāng)年參與項目研究的單位有大學(xué)、設(shè)計院、軌道交通建設(shè)管理公司、振動控制公司等。他指出，“在項目實施過程中，每家單位最重要的是充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢，做自己擅長的事。比如，高校擅長理論創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)；但高校的發(fā)明和專利技術(shù)要通過設(shè)計院才能將成果轉(zhuǎn)化成設(shè)計圖紙；設(shè)計圖紙又必須依托企業(yè)才能加工生產(chǎn)出產(chǎn)品和裝備；而最終的產(chǎn)品又必須運用于實際工程中，軌道公司作為成果的應(yīng)用單位，能夠考量技術(shù)、產(chǎn)品的使用效果……”這一過程環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。

除此之外，在雷曉燕看來，科學(xué)研究既要“頂天”又要“立地”，既要注重理論創(chuàng)新更要注重解決實際問題?？蒲谐晒欢ㄒD(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和知識產(chǎn)權(quán)的問題，雷曉燕直言早期還有一段印象深刻的“教訓(xùn)”。2006年，他帶領(lǐng)團隊在眾多國際高水平競標(biāo)隊伍中脫穎而出，中標(biāo)泰國“曼谷機場鐵路連接線噪聲與振動控制研究”項目。“項目在實施過程中要接受第三方監(jiān)理，監(jiān)理方是德國和智利的專家。當(dāng)時為了使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，體現(xiàn)出研究的高水平，我們采用了國際上最新的研究方法，但這一做法并未得到工程監(jiān)理方的認(rèn)可。他們認(rèn)為，做工程項目依據(jù)的是成熟的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，最新、最前沿的方法畢竟沒有經(jīng)過大量實踐檢驗。”因此，雷曉燕課題組不得不推翻原有的研究，采用美國規(guī)范重新對項目進行計算。這件事也如同當(dāng)頭棒喝，讓他意識到形成技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)的重要性，“我們有價值的科研成果一定要及時申請專利保護，形成自己的知識產(chǎn)權(quán)，才能避免受制于人”。

京滬高鐵軌道結(jié)構(gòu)振動現(xiàn)場試驗

紅土地上的“申博”夢

理論創(chuàng)新享譽國際，應(yīng)用實例被業(yè)內(nèi)外人士熟知，也因此雷曉燕團隊于2007年成功申請了“鐵路環(huán)境振動與噪聲”教育部工程研究中心，成為全國唯一一家專門研究“鐵路環(huán)境振動與噪聲”的專業(yè)學(xué)術(shù)機構(gòu)。

雷曉燕欣慰團隊的快速發(fā)展，同時身為校長也記掛著華東交通大學(xué)的學(xué)科提升。早年間，他不止一次在采訪中提到“作為校長，我希望讓學(xué)校盡快成為博士學(xué)位授權(quán)單位，實現(xiàn)幾代交大人的夢想”。他這樣說，也這樣踐行著。2007年—2016年擔(dān)任校長期間，他促成建設(shè)了教育部重點實驗室、工程研究中心、“交通運輸工程”一級學(xué)科博士點、博士后科研工作站及雙一流優(yōu)勢學(xué)科等平臺，還在全國“2015年度我最喜愛的大學(xué)校長”活動中高票當(dāng)選。在頒獎的典禮上，他的一句“我愛我的學(xué)生！我愛我的大學(xué)！”擲地有聲，飽含了對紅土地上學(xué)校和學(xué)生的熱愛。

他作為江西人從1989年在清華大學(xué)博士畢業(yè)回到家鄉(xiāng)，已經(jīng)度過了整整30個春秋。在中國高層次人才奇缺的時代選擇回來，他說其中的原因，情懷自然是免不了的。“那個年代國家培養(yǎng)的博士很少，清華大學(xué)每年也就培養(yǎng)幾百名，他們之中能夠到江西工作的很少很少。”雷曉燕還提到，學(xué)校的大力支持也讓他甚為感動?！?994年年底，我剛從奧地利留學(xué)回來，希望能有一臺計算機繼續(xù)我的研究工作，那時一臺計算機要30多萬元人民幣，在當(dāng)時這不是一個小數(shù)目?！彼麌L試著跟學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)談了這個想法，沒想到領(lǐng)導(dǎo)立馬特批買了一臺。

國家和學(xué)校對科研、人才的重視讓雷曉燕堅定了學(xué)術(shù)報國的信念。他多次前往奧地利、日本、美國等國家訪學(xué)，但每次課題完成后立馬就啟程回國，對國外院校拋出的橄欖枝不為所動。為了實現(xiàn)“申博”夢，他積極彌補學(xué)校國家級課題少的短板，通過大力引進人才和精心組織申報，使學(xué)校從每年幾項國家級項目增加到了每年50余項，讓學(xué)校的綜合辦學(xué)實力也得到了明顯提升。2013學(xué)校成功增列為博士學(xué)位授權(quán)單位，雷曉燕個人也因為出色的科研、管理及教育成績先后入選了國家“百千萬人才工程”、全國優(yōu)秀科技工作者、“井岡學(xué)者”特聘教授、“贛鄱英才555工程”領(lǐng)軍人才……

弦歌不輟，薪火相傳

能獲得這些榮譽和稱號，雷曉燕說，自己的努力只是冰山一角，更多的是團隊上下一心拼搏的結(jié)果。

他指出，團隊發(fā)展至今得益于老中青三代人對研究方向的堅守及年輕血液的不斷補充，“我們團隊現(xiàn)有23人，50歲以上的有4人，40歲以上的有5人，其余的都是年輕人。成員中90%的具有博士學(xué)位，三分之一的人有海外留學(xué)經(jīng)歷?！痹诶讜匝嗫磥?，這是一支極具潛力、充滿朝氣的隊伍，不僅體現(xiàn)在年齡、學(xué)歷層次，還表現(xiàn)在知人善用、人盡其才的發(fā)展模式。在團隊人才利用上，他會根據(jù)每個人的特點安排工作?！氨热纾A(chǔ)扎實的人就去攻理論，動手能力強的人就去搞研發(fā)，精通計算機的人就去做編程，擅長對外交流的人就去產(chǎn)學(xué)研合作?！闭驗槿绱耍瑘F隊中涌現(xiàn)了一批科研“明星”，如中心副主任劉林芽教授作為教育部新世紀(jì)人才，是國內(nèi)輪軌振動噪聲知名專家，還在2019年提拔為華東交通大學(xué)副校長；中心副主任馮青松教授曾獲茅以升鐵道科技獎、詹天佑青年鐵道科技獎等榮譽，可謂是專業(yè)知識精湛全面，是團隊中挑大梁的核心人物。除此之外，還有海外引進人才、橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測知名專家陳華鵬教授，無縫線路穩(wěn)定性控制專家張鵬飛博士，軌道結(jié)構(gòu)故障診斷大師劉慶杰博士，高架軌道結(jié)構(gòu)振動噪聲行家羅錕博士，高速道岔輪軌關(guān)系研究專才張斌博士……在雷曉燕看來，他們既是團隊發(fā)展的基石，更是面向未來的希望。

對于學(xué)生和青年教師，雷曉燕說，他盡可能做到在學(xué)習(xí)上是導(dǎo)師、科研中是同事、生活上是父母、課外時間是朋友。他樂于花時間和精力指導(dǎo)青年教師，做好“傳幫帶”工作，也會適時放手讓年輕人大展拳腳一番。這恰好與他在課堂上的嚴(yán)謹(jǐn)是不同的。在課堂上，雷曉燕強調(diào)機會總是留給有準(zhǔn)備的人，讓學(xué)生牢記“強健身體、終身學(xué)習(xí)、重視細節(jié)、永不放棄”的16字要求。他說：“身體好才能干一番事業(yè)，終身學(xué)習(xí)才能不斷進步，重視細節(jié)就是把每一件小事做好，才有機會成就大事，最后就是瞄準(zhǔn)奮斗目標(biāo)，久久為功，永不放棄?！绷私饫讜匝嗟娜硕贾?，他不僅對學(xué)生，對自己的要求也一貫如此。年及花甲，他會在有限的8小時工作時間內(nèi)盡可能地提高效率，但凡當(dāng)天的工作絕不拖到第二天。他把時間看得很寶貴，研究工作會放手讓年輕人去干，無關(guān)緊要的會議能推則推，但必定會堅持每天散步1小時，充分利用休息時的碎片化時間學(xué)習(xí)。

他認(rèn)為，學(xué)無止境，在知識的汲取和不斷的探索過程中能夠建立與國家需求、世界發(fā)展的聯(lián)系，及時掌握學(xué)術(shù)前沿的最新研究動態(tài)。對于未來的布局，雷曉燕表示，團隊將專注軌道交通環(huán)境振動與噪聲研究領(lǐng)域，將攻克“更簡單、更精準(zhǔn)的軌道交通環(huán)境振動與噪聲預(yù)測、評估技術(shù)，和研發(fā)更適用、更有效的軌道交通減振降噪技術(shù)”作為己任，并立志把減振降噪研究擴展到高架軌道上，推動擴大高架軌道在城市軌道交通中的應(yīng)用面，為國家軌道交通建設(shè)、運營節(jié)約更多的經(jīng)濟和社會成本。

不管時代如何變遷，面對科技大潮的風(fēng)起云涌，雷曉燕和他的團隊甘愿佇立在軌道一旁，守望中國高速鐵路和城市軌道交通建設(shè)發(fā)展，為綠色軌道交通的安全暢通保駕護航。

時任江西省委書記強衛(wèi)視察工程研究中心