科技创新工作的实践与思考

郑 健 上海铁路局科研所

科技创新工作的实践与思考

郑 健 上海铁路局科研所

1 科技创新工作的主要实践

科技创新工作必须围绕高铁运营安全，创新应用先进的技术及其手段与设备，增强高铁运营安全的可靠性，实现科技保障安全。科研所科技创新主要实践体现在以下四个方面。

1.1 坚持问题导向，跟踪掌握高铁运营安全的关键项

（1）多渠道收集“问题”构成科研攻关源谱。一是学习路局月度例会、周交班会精神，重点关注高铁安全、设备隐患等方面的“问题”。二是及时捕捉行动处室月度工作整治专项中强调的“问题”。三是充分挖掘行动处室典型问题库和安监室每周安全情况通报等“问题”信息。四是深入到各专业现场调研，与一线职工面对面交流，深化掌握“问题”的第一手资料。五是对所收集到的“问题”信息梳理加工成科研攻关源谱，定期进行动态充实、修正，确保系统立项研究有“的”可放矢。

（2）多维度剖析“问题”找准内在关键项点。一是抓住最有可能影响高铁运营安全的问题，分专业分类别逐条梳理“问题”内在的表现特征、形成原因、典型案例、现场照片、现有技术手段和解决效果，总结归纳出相关运营设备的可靠性关键问题。二是对照专业系统技术发展规划，从现成检测监控技术的空白点、覆盖面、准确性和有效性等方面多维度剖析，论证扩大使用、深化应用或优化完善的关键对策。三是审视路局、站段、车间三级拥有的海量数据，剖析海量数据是否纳入综合分析、联动分析，以及海量数据指导管理的有效性、指挥生产的有用性，总结出数据运用中存在的差距，提炼出深度应用的关键项点。

（3）下功夫搭建“问题”与“技术”对接之桥。一是检索当今科技前沿技术及其专业应用，掌握先进技术、功能可能拓展的对象，分析其与“问题”对接的可行性。二是对初步分析有一定可行性的技术手段或解决方案，展开预可研，为科研立项攻关做好准备。三是细致分析“不同问题用同一种技术解决”、“同一种问题用不同技术解决”以及“综合问题用多种技术解决”等科技攻关手段，对症下药，找准“问题”与“技术”对接之桥，以利组织科研攻关。

1.2 聚力乘“需”而入，跟进研发运营安全保障技术及其设备

近几年，科研所聚焦高铁运营维护的现场问题，注重发挥优势技术，乘“需”而入，凝神聚力开展课题研发，取得了阶段性成果。

1.2.1 针对钢轨病害和缺陷

（1）创新运用B扫描探伤技术，实现对双轨同步快速检测伤损和智能判别，极大地提高了现场检测效率。

（2）研制成“伤损钢轨加固急救装置”，解决伤损钢轨的临时快速应急处置。

（3）研制成的“闪光焊接技术”，能对钢轨断轨实施焊接修复处理。

1.2.2 针对轨道结构病害或缺陷

（1）创新运用机器视觉技术对轨道结构进行高速巡检，实现了对轨道板裂缝、光带异常、扣件异位或脱落等的快速检测和智能识别。

（2）采用激光测量技术实施对钢轨平直度的测量，实现了同步对双轨1 m、3 m和5 m波磨的动态监测，填补了国际空白。

（3）着力研究无砟轨道混凝土伤损修补材料和修补技术，利用专用修补材料对混凝土缺损、裂缝和离缝等缺陷进行修补。

1.2.3 聚焦高铁沿线视频监控资源的综合利用

开展沪杭客专视频监控智能预警系统研究，实现对高铁沿线基础路段、公铁并行区段、救援疏散通道、车站咽喉口、公跨铁立交等关键区域的视频图像进行在线智能识别处理，实现对侵入事件的自动预警和取证，为生产调度和公安部门实施应急处置提供实时的、有效的、准确的视频图像信息。

1.2.4 针对道口安全防护

（1）研制成“道口安全防护自动预警系统”，实现了列车接近道口报警、栏木（门）开闭状态自动检测、道口故障自动报警功能，消除了人员作业安全隐患。

（2）研制成“平过道预警系统”，实现了站内道口来车信息的检测和预警功能，为行包、邮政等运输车辆以及站场内职工安全通过平过道提供列车接近警示信息。

（3）研制成“道口状态巡检管理系统”，解决了道口设备的标准化巡检、图像采集，以及巡检作业数据真实性的追溯。

1.2.5 针对桥梁隧道安全防护

（1）研制成“桥梁防撞预警系统”，实现了对超高船舶的声光报警、图像抓拍取证以及肇事报警等功能，有效预防了

船舶撞桥事故的发生。

（2）着力研究铁路隧道状态巡检小车，以实现对高铁隧道内侧结构的快速图像采集，病害检测、识别、定位和报警功能。

1.2.6 围绕接触网结构病害

（1）攻克接触网线磨耗动态检测技术，实现了对接触网线磨耗、几何参数的非接触式动态监测。

（2）研制成“接触网悬挂状态检测监测装置”（简称C4），实现了对接触网线几何状态参数检测、悬挂装置结构状态异常的监测，以及沿线设施状态的监测。

（3）研制成“接触网断线监测装置”，实现了对接触网断线故障进行快速检测、定位和报警等功能，为预防接触网断线事故提供技术手段。

1.2.7 围绕牵引变电所供变电设施运行状态监测

研制成“红外线热成像温度智能预警系统”，实现了对变电所电力设施和电接点温度全天候检测、故障报警与定位、状态趋势分析等，为监测供变电设施运行状态提供技术手段。

1.2.8 围绕站台、雨棚设施状态检测

（1）研制了站台限界设备，实现了站台限界尺寸检测、超限报警功能，为站台维护提供准确数据。

（2）开展对雨棚限界检测设备和无柱雨棚屋面监控系统的研究，实现对雨棚限界尺寸测量、超限报警等功能，监控雨棚屋面设施的固定状态，及时判别和预警雨棚设施的异位或缺失。

1.2.9 聚焦动车组

（1）开展了动车组转向架惯性故障规律分析研究，实现了对轮对轴承（轴箱）、盘形制动、电机齿轮传动装置等关键部件故障数据录入、统计分析，预测倾向性故障功能，为动车故障检修作业提供参考依据。

（2）开展动车组齿轮箱油样光谱分析研究，判断油样中铬、铜、铁、锌等元素含量是否超标，为齿轮箱维修提供参考依据。

1.3 积极扩大应用，促进科技成果转化为现实生产力

近几年，科研所在推出科技成果的同时，着重强化科技成果的现场运用，促进科技成果示范化推广和产品化进程，并转化为实实在在的生产力。

1.3.1 用好路局示范性推广政策

一是争取路局示范性推广课题立项，从路局科技管理层面推进科技成果在现场示范性推广试用，借机充分修正科技成果潜在的不足，为科技成果的产品化定型奠定基础。如“双轨自走行B扫描探伤小车”在杭州、徐州工务段示范性推广过程中，修正了缺陷，提升了可靠性。二是争取专业处室支持和站段配合，选择有代表性的试验场所进行试用。如“车载智能轨道巡检系统”获准安装在上海、合肥工务段重型轨道车上投入试用、验证；“道口安全防护自动预警系统”安排在南何线严家浜路道口试用。三是联合多个站段推广试用新的科技创新成果，实施规模化考核。如“数显式站台限界测量尺”在全局五个房建段投入全面试用，加速了站台尺的优化完善和产品化定型进程。

1.3.2 积极培育科技新产品

现场试用考核是检验科技成果、培育新产品的重要手段。一是密切跟踪科技成果的现场试用，重视现场试用反馈意见，掌握现场更齐全的试用数据和设备状态。二是分析总结现场试用情况，梳理科技成果在“故障导向安全”、“上下道便捷性”、“性能稳定性”、“数据准确性”、“质量可靠性”等方面可能暴露出来的不足，并逐项采取针对性对策予以完善优化。三是在经历试用考核和优化完善后，着力进行科技成果的产品化定型设计和专业化加工制造，提升科技产品的适用性和可靠性。如“智能轨道检查仪”前后历经三代样机的设计与大量试用、验证与考核，成为过得硬的科技新产品。

1.3.3 走“科工用贸”融合发展之路

“科工用贸”是科技成果转化为现实生产力的重要环节，不可或缺。推进“科工用贸”融合发展，发挥各方优势，强强联合，联合立项，联手开发，联动转化，有利于推进科技成果转化，形成科技产品加速应用的合力。科研所负责技术支撑，通过自主研发、联合开发等多种方式，开展科研攻关，形成并示范性推广科技成果；科技成果成熟一个就向路局相关专业公司流转一个；专业公司负责孵化科技成果、加工制造科技产品，进行经营推广；运输站段负责科技成果或产品的现场应用。通过融合发展联动机制，构建了“课题决策～成果研发～示范性推广～产品化加工制造～经营贸易～产品应用”的工作格局，形成以科技研发为支撑、以工业制造为主体、以经营创收为目的价值链，推动科技创新实业发展。如《钢轨胶接绝缘接头》、《智能轨道检查仪》等科技产品成为"科工用贸"融合发展的成功案例，投入了应用，占领了市场，实现了价值。

1.4 注重实践育人，打造一支高素质科技创新团队

（1）制定人才规划，有序录用人才。基于科研工作发展定位，坚持规划在前、适度超前的原则，研究制订人才规划，细化主体专业人才、支撑专业人才及其专业能力、技术特长研究方向和年龄结构等要素。积极争取路局支持，有重点地录用西南交大、北京交大毕业的硕士或博士生，统筹录用其它高校通用专业的优秀毕业生，把好“进口”关，形成科研骨干队伍。

（2）强化实践锻炼，因材施教培养。一是参加课题组，承担研发任务，加快青年人才融入研发团队，丰富“实战”经验。二是实行“导师带徒”，有针对性地帮教与辅导，加速提升专业技能。三是实施博士生“半年”、硕士生“双月”的站段现场实践锻炼，掌握更多现场实情。四是选派优秀青年科技人才参加专业系统在职硕士、在职博士深造，培养专业技术带头人。五是组织参观各类专业展览会、高校实验室，参与专题研讨会、成果评审会，进一步开阔视野增长见识。六是定期组织技术总结和论文竞赛，引逼思考，取长补短，共同提高。

（3）积极选树典型，激发“明星”引领

作用。主动争取各方支持，积极推荐优秀人才接受上级评选。目前拥有铁总詹天佑成就奖1人、詹天佑青年奖1人、茅以升青年奖1人、青年科技拔尖人才1人；上海市市长创新奖1名、上海市市长创新奖提名奖1名；最美上铁人1名、路局技术精英3名、路局学科带头人3人、中青年科技人才5人。全所党政工团组织发挥优势，开展活动，大力营造学习先进、争当先进的深厚氛围，创新光荣、争先创优已蔚然成风。

2 科技创新实践的几点启示

近年来，路局科研所在以科研课题、科技成果、科技产品为基本轨迹的科技创新实践中，付出了辛勤劳动，收获了创新成果，积累了有益启示。

启示之一：牢固树立“紧扣现场、问题导向、追求实用”的理念。科技创新活动应做到"有的放矢"，就是紧贴高铁运营安全主战场，坚持具体问题导向，铆牢事关高铁运营安全的关键项，综合集成业务处室指导意见和站段现场实际情况，多渠道收集、甄别“问题”，动态修正科研攻关源谱；从现场具体问题中来，到解决现场实际应用中去，把科研人员和现场"“捆”在一起，做深做透现场“问题”这一功课，在整治薄弱点上精准发力，立项攻关，不断增强科研课题立项针对性，为提高科技成果有效性打好前提基础。

启示之二：坚持遵循“系统化立项、工程化研发、示范化推广、规范化管理”的基本思路。系统化立项，就是在密切跟踪掌握高铁运营安全问题库基础上，对安全问题重点难点进行分门别类，充分运用当今现有先进技术及其可靠设备，把握有限目标，掌握轻重缓急，递次实施首次立项研发与二次深度研发，从而达到“各个击破”、“歼灭战”效果。工程化研发，就是借鉴运用工程施工思路，分阶段，划进度，定目标，细分工，明责任，重点做好“技术方案评审”、“功能性样机组装调试”、“上道试验审查”、“科技成果验收”等过程管理，强化监督检查，严格掌控好研发质量。示范化推广，就是消化吸收科技成果验收专家的意见建议，对功能性样机的安全、可靠、便捷等要素进行优化完善，形成“示范推广样机”，选择1～3处实施示范性推广应用，进一步验证稳定性、可靠性与实用性。规范化管理，就是依据有关规定规则规范，对以科研课题、科技成果、科技产品为基本轨迹的科技创新活动中的各个环节、各种要素实施有效管理，确保工作有序有效、依法合规。

启示之三：坚持走好“自主创新”与“协同创新”之路，掌握更多的自主知识产权。一方面积极争取路局重视与支持，想方设法配强用好科研专业技术人才，千方百计建成科研试验平台，实施以科研课题为项目部的技术力量、试验力量、管理力量的柔性组合，走好精耕细作、自我完善、自主创新之路，掌握更多核心技术与拳头产品；另一方面主动联合西南交大、北京交大、铁科院等一流高等院校资源，着力推进“多专业联手承揽大课题、多技术对接构筑大平台、多力量互动形成大团队、多能效聚合推出大成果”的协同创新，力求又好又快地解决现场跨系统多专业的复杂问题。

启示之四：千方百计打通科技成果示范化推广的“最后一公里”。科技成果贵在有应用价值，有价值科技成果重在现实推广，转化成实实在在的生产力；可难就难在转化应用的“最后一公里”，打通了“最后一公里”就是科技成果之商，否则便是科技成果之殇。路局应高度重视科技成果示范性推广在站段现场具体应用工作。因为任何一项科研成果都是对既有现状的更新，都是新变化，表现为“从无到有、从人工到自动、从传统到升级、从分散到集成”，必然会对包括设备、作业模式、时间、人力、修程修制、生产组织、规章等等带来新要求新挑战；虽然“磨刀不误砍柴功”，但磨刀之时自然需要额外条件与代价。在科技成果示范化推广这一“磨刀”之时，在现成规章不可变的前提下，对站段来说是额外工作量，需要站段更多的担当和奉献。因此，在科技成果示范化推广以及科技产品投入实际应用之时，应统筹考虑科技产品应用所涉及到的修程修制改革、现场生产组织变革等配套情况，在路局《行规》、《段细》中有所体现，确保可操作可执行。就大面积推广应用而言，应坚持走好研发、使用、加工贸易这一“科工用贸”融合发展之路，充分释放出科技创新的价值。

3 科技创新工作的新发展

当前和今后几年，全局一方面继续保持着“高铁集中投产，路网规模快速扩张，新技术新装备大量投入运用，运输生产工作量高位增长”的这一发展态势，另一方面既有的高铁设备故障与病害逐渐暴露，防范和控制安全风险的压力持续加大，依靠科技保安全的任务更为繁重，集中表现为，一是如何把握铁路安全风险全系统性、全过程性和易发多变性的特征，扎实推进安全管理规范化、现场作业标准化和检查整治常态化，研究掌握高铁设备运用变化规律；二是如何实施移动装备动态检测精致检修、固定设备在线监测精准养修，开展高铁设备养修技术创新；三是如何着眼运用机器视觉技术代替人工检查作业，提升巡线、巡查、巡守的科技含量与有效有用性；四是如何推动安全信息、海量数据的综合运用的一体化管理，构建全方位、多层次的技防加物防的现代智能安保防线，等等，由此可见，全局科技创新面临着巨大机遇也蕴含着严峻挑战。

路局科研所作为全局科技创新的主力军，将继续把握“思稳思进思发展，创新创效创一流”主旋律，坚决并快速地响应路局要求，有力又有效地承载起科技创新工作主要任务，千方百计培育优良人才与优势技术，多出快出现场急需的优秀科研成果和优质科技产品。

3.1 重点研发的科研课题有

（1）《高铁沿线视频监控智能预警技术及其应用的研究》

该课题目前通过了现场视频图像的智能识别功能测试。计划一季度安排在沪杭客专嘉兴南区间安装综合视频监控智能预警系统，进行系统测试、验证，研

究减少误报、漏报的技术对策，研究报警信息分类处置以及重要报警信息如何为调整运行计划、下达行车管制、应急救援、抢修维修等工作提供参考应用。

（2）《基于特殊地段轮轨磨耗分析的动车组轮轨关系》

该课题研究联合了本南交大的技术力量。通过研究动车在低速和小半径曲线上运行轮轨磨耗产生的机理，提出减少和控制非正常轮缘磨耗和特殊地段钢轨磨耗的最佳途径和方法，为动车组检修运用和线路养护维修提供优化决策和技术依据；通过对不同型号动车组以不同速度通过同一曲线轨道受力性能测试，研究分析各型动车组通过小半径曲线能力，提出动车组结构优化改进意见。

（3）《综合利用海量检测数据增强高铁运营可靠性的研究》

该课题研究联合了铁科院的技术力量。通过研究综合利用不同类型、不同标准的检测、监测数据，采用科学统计方法，对各类大数据进行无量纲化处理及权重分析，建立高铁固定设施质量状态综合评价指标和养修维护决策，以增强高铁运营的可靠性。

（4）《铁路路基地质雷达探测技术及其装置研究》

该课题着眼于运用地质雷达技术来研究铁路路基内部结构组成和缺陷（溶洞、含水等）探测技术及其专门装置。

（5）《高铁接触网检测小车的研究》

该课题采用机器视觉技术，研制接触网检测小车，实现对接触网导高、拉偏值等几何参数的检测。

（6）《隧道状态测量小车的研究》

该课题采用图像智能识别技术，研制隧道状态检测小车，实现对隧道内壁结构状态的巡检和隧道结构病害的智能识别。

（7）《高性能道岔锁闭装置的研究》

该课题研究适合于工务、电务和车务系统的统一的高性能道岔锁闭装置。

（8）《高铁车站无柱雨棚检查技术设备的研究》

高铁雨棚大多采用无站台柱钢架结构，目前还未制订养护标准，检测雨棚结构病害也缺少技术手段和配套设备，该课题旨在研究高铁雨棚的检查技术和配套设备，以提升房建部门对站房雨棚的维保效率和质量，消除危及行车的安全隐患。

（9）《大型客站能效管理综合平台的应用研究》

该课题旨在将总公司课题"大型客站能效管理综合平台研究"的研究成果在某大型客站进行应用，从技术创新和管理创新上实现大型客站的节能降耗。

3.2 重点形成的科技产品（或核心技术）主要有

《高铁沿线视频监控智能预警技术》、《高铁钢轨平直度测量系统》、《接触网断线监测装置》、《高铁接触网检测小车》、《高性能道岔锁闭装置》等。

3.3 积极推进机制创新

进一步加大对科技的投入，提高科技投入在运营成本支出中的比例，为科技创新“屯粮积草”；强化知识产权保护与管理，踊跃开展专利申报工作，对获得授权且产生效益的各种专利和软件著作权等给予提成或专门奖励。重视并强力推进科研实验室、科研试验线建设，把握要素齐全、功能适宜、通用性强的科研试验目标条件，为新技术、新产品的上道试验试用提供保障。大力营造深厚的科技创新氛围，弘扬科学精神，发展创新文化，在舆论上鼓励创新，在行动上支持创新，营造严谨、向上的科研环境，大力推进“人才、平台、项目”相结合的科技创新团队建设，更好地推动创新活力竞相迸发、结出累累硕果。

好风凭借力，扬帆正当时！路局科研所继续坚持自主创新，坚持走合作开放、融合发展之路，千方百计培育优良人才，想方设法壮大优势技术，精益求精打造优秀科研成果，凝神聚力推出优质科技产品，以高标准严要求锤炼工作精品，当好全局科技创新排头兵。

责任编辑：万宝安

来稿日期：2015-03-06