凝心聚力轨道旁 守望绿色交通梦——记华东交通大学“铁路环境振动与噪声”教育部工程研究中心特聘教授雷晓燕及其团队

□ 杜月娇

雷晓燕实验室工作照

把冷板凳坐“热”

不管是高铁还是城市轨道交通，在城市里驶过都会留下轰鸣声。华东交通大学教授雷晓燕格外关注这种声音，如果时间和条件允许，甚至会专门前去感受一番，仔细听一听不同线路、不同区段列车运行引起的噪声，感受乘客在车内所受到的振动。从事轨道交通环境振动与噪声研究多年，雷晓燕这种关注专业问题的习惯已经成为一种本能。在本能的驱使下，他认为，仅是感受远远不够，还需要进一步了解轨道交通引起环境振动、噪声污染的机理，以及列车通过强振动和高分贝噪声区段轨道结构和地基基础的构造特点，将其中的原因分析透彻。

近年来国家及地方“两会”上关于轨道交通环境污染的提案越来越多，在雷晓燕看来，关注度越高意味着轨道交通减振降噪需要提升的空间越大、所要达到的标准越高。“这些年，国内城市轨道交通快速发展，无论是运营里程还是在建规模均处世界第一，不仅如此，列车的运行速度普遍达到了80公里/小时，更快的超过了100公里/小时。”列车速度的大幅提升导致环境振动与噪声问题日益突出，国际上已将环境振动与噪声列为七大公害之一。另外，由于国人环保意识的逐渐增强，也使得轨道交通建设成为民众关注的新焦点。

关注自然而然带动学科发展，放眼当下，“轨道交通环境振动与噪声”研究方向不乏追逐者，但若将时间向前推移20年则是完全不同的局面。当时国内铁路建设正处于大发展时期，铁路建设的重点是高速、重载、既有线提速及青藏铁路等。这些被冠以“高、大、上”的热点问题吸引了众多科学家的目光。而雷晓燕团队那时却偏偏挑了一张“冷板凳”，比起对热门方向的追捧，他们更想要在轨道交通环境方面做文章，“团队能够发展到今天的规模，得益于我们当初正确的抉择，选择了轨道交通环境振动与噪声这么一个有特色的研究方向”。

多年来为了使轨道交通这个关乎民生的行业健康、可持续发展，他们投入了大量时间，走一线、建模型、搞研发、做产品。雷晓燕深入了解后指出，在以往的线路规划到建成通车的过程中，相关部门收到过不少改线建议和振动噪声环境污染投诉。这些都是来自老百姓实实在在的反馈，是对轨道交通建设环境提升的督促。作为新一代轨道交通建设的护航人，他和团队一直致力于轨道交通环境振动噪声理论、预测、评价和控制技术的全方位保障，围绕国家绿色发展、解决出行难等需求，在轨道旁树立起“交通发展无碍生活”重要的标杆。

时代赋予的使命感

不管是理论突破还是技术创造，其更新换代意味着答疑解惑高潮迭起。对雷晓燕而言，科学研究的魅力正在于此，而他早在20世纪90年代前往奥地利因斯布鲁克大学做访问学者的时候就有所领略。

“当时我们国家和奥地利合作进行‘Safety of Dams’科研项目，奥方团队开发了大型结构分析软件‘FINAL’。这个软件存在一个问题，那就是当分析岩石裂缝的时候往往会出现解不收敛的情况。”雷晓燕回忆说。针对这个困扰课题组多年的问题，他苦苦思索了半年，“每天吃不下、睡不好，满脑子都在想问题出在哪里”，最终通过仔细阅读源程序代码和进行大量的算例试算，发现是源程序中的一个判断语句在作祟并成功解决问题。事情虽时隔多年，但如今勾起回忆，雷晓燕仍记得问题得到解答那一刻的激动，认为“那就是科学研究的魅力”。也因此，他被独特的科学魅力吸引至今，沉浸在他热爱的研究中。

1994年年底，雷晓燕学成归国，正值国内基础设施建设的高潮。他目睹国家在基础设施建设方面的发展，总结出两大亮点：一是大规模基础设施建设方兴未艾，长大隧道、长大桥梁、大型土木建筑、复杂铁路、公路在我国比比皆是，使我国拥有世界上最复杂、最困难的各类工程项目。二是1997年以来，国家持续进行的大规模高速铁路、高速公路和城市轨道交通建设，已经让我国成为名副其实的交通大国，但由此带来的安全问题和环境问题也日益突出。雷晓燕基于对国内基础设施建设局势的清晰认识，围绕国家需求并结合个人兴趣，适时组建了“铁路环境振动与噪声”研究团队，并将“高速铁路轨道动力学”“轨道交通环境振动与噪声”作为长期的攻关方向，把研究彻底扎根在轨道交通。

曼谷机场铁路连接线振动噪声现场测试

聚沙成塔，助力创新

2005年以后，雷晓燕领衔团队厚积薄发，将研究工作逐渐驶入快车道。团队围绕国家轨道交通发展的重大需求，针对日益严重的轨道交通环境振动与噪声问题，先后主持承担了国家重点基础研究发展计划，国际科技合作与交流专项，国家、省部级自然科学基金，重大国际招标，教育部、铁路总公司、江西省科技发展计划及企事业委托合作项目等60余项；先后获得国家科技进步奖二等奖（2011年）、江西省自然科学奖一等奖（2005年）、江西省科技进步奖一等奖（2009年）、铁道科学技术奖一等奖（2011年）、高等学校优秀科学研究成果奖自然科学奖二等奖（2010年）、高等学校优秀科学研究成果奖科技进步奖二等奖（2017年），获授权发明专利40余项、计算机软件著作权60余项等成果。

这些成果背后的突破性贡献皆和一个词语有着紧密的联系，那就是“减振降噪”。雷晓燕指出，要使轨道交通行业能够实现健康可持续发展，有三大关键技术问题必须攻克：“一是在线路规划阶段，必须对轨道交通引起的环境问题进行精准预测和评估，确定轨道交通线路对周边环境的影响程度；二是要根据轨道交通环境评估结果，提出减振降噪治理方案，对轨道线路进行优化设计；三是要研发轨道交通减振降噪装备和相关产品，确保将振动噪声降低到环境标准允许范围内。”围绕上述三大关键技术，雷晓燕带领团队进行了长达20年的攻关，在轨道交通诱发环境振动和噪声分析理论，构建轨道交通环境振动与噪声大型评价预测平台，研发减振降噪系统设计开发平台、工艺和标准，以及轨道交通环境振动噪声装备产业化四个方面取得了突破，形成了一批具有国际水平的技术与装备，实现了从基础研究、工程设计创新、产品研发到工程应用的跨越。研究成果广泛应用于北京、上海、广州、深圳、南昌、长沙、郑州等40多个城市轨道交通重点工程中，在节约城市土地，避免征地、拆迁、改线造成巨大经济损失中占据了不可替代的位置，尤其对奥运会、世博会、亚运会等工程发挥了重要的保障作用。

聚众之力的产学研发展

“北京市城市轨道交通地铁4号线、10号线、13号线都和2008年奥运会的比赛场地有关，经过的地段有雍和宫和北宫门等古建筑，也有中国科学院微电子研究所、北京大学精密仪器实验室、中航301研究所、北京卫星制造厂等科研机构，这些重要建筑对振动高度敏感，一般的减振技术无法满足要求。”雷晓燕介绍道。

针对这一难题，他们通过实施一系列优化创新设计，研制了超低频、超低结构高度、内置式和侧置式钢弹簧浮置板及桥梁隔振支座，应用后完全满足隔振要求。在整个研发过程中，雷晓燕强调，他们不是孤军奋战，而是和众多单位强强联合。“实现产学研一体化是轨道交通研发的必由之路。一个成功的项目必须依靠产学研合作，不管是高校、设计院还是企业，单打独斗都行不通。”以2011年度荣获国家奖的项目为例，雷晓燕讲述了其中的关系。当年参与项目研究的单位有大学、设计院、轨道交通建设管理公司、振动控制公司等。他指出，“在项目实施过程中，每家单位最重要的是充分发挥自身的优势，做自己擅长的事。比如，高校擅长理论创新和关键技术研发；但高校的发明和专利技术要通过设计院才能将成果转化成设计图纸；设计图纸又必须依托企业才能加工生产出产品和装备；而最终的产品又必须运用于实际工程中，轨道公司作为成果的应用单位，能够考量技术、产品的使用效果……”这一过程环环相扣，缺一不可。

除此之外，在雷晓燕看来，科学研究既要“顶天”又要“立地”，既要注重理论创新更要注重解决实际问题。科研成果一定要转化为生产力，形成具有自主知识产权的规范和标准。有关标准和知识产权的问题，雷晓燕直言早期还有一段印象深刻的“教训”。2006年，他带领团队在众多国际高水平竞标队伍中脱颖而出，中标泰国“曼谷机场铁路连接线噪声与振动控制研究”项目。“项目在实施过程中要接受第三方监理，监理方是德国和智利的专家。当时为了使分析结果更加准确，体现出研究的高水平，我们采用了国际上最新的研究方法，但这一做法并未得到工程监理方的认可。他们认为，做工程项目依据的是成熟的规范标准，最新、最前沿的方法毕竟没有经过大量实践检验。”因此，雷晓燕课题组不得不推翻原有的研究，采用美国规范重新对项目进行计算。这件事也如同当头棒喝，让他意识到形成技术规范标准和相关知识产权的重要性，“我们有价值的科研成果一定要及时申请专利保护，形成自己的知识产权，才能避免受制于人”。

京沪高铁轨道结构振动现场试验

红土地上的“申博”梦

理论创新享誉国际，应用实例被业内外人士熟知，也因此雷晓燕团队于2007年成功申请了“铁路环境振动与噪声”教育部工程研究中心，成为全国唯一一家专门研究“铁路环境振动与噪声”的专业学术机构。

雷晓燕欣慰团队的快速发展，同时身为校长也记挂着华东交通大学的学科提升。早年间，他不止一次在采访中提到“作为校长，我希望让学校尽快成为博士学位授权单位，实现几代交大人的梦想”。他这样说，也这样践行着。2007年—2016年担任校长期间，他促成建设了教育部重点实验室、工程研究中心、“交通运输工程”一级学科博士点、博士后科研工作站及双一流优势学科等平台，还在全国“2015年度我最喜爱的大学校长”活动中高票当选。在颁奖的典礼上，他的一句“我爱我的学生！我爱我的大学！”掷地有声，饱含了对红土地上学校和学生的热爱。

他作为江西人从1989年在清华大学博士毕业回到家乡，已经度过了整整30个春秋。在中国高层次人才奇缺的时代选择回来，他说其中的原因，情怀自然是免不了的。“那个年代国家培养的博士很少，清华大学每年也就培养几百名，他们之中能够到江西工作的很少很少。”雷晓燕还提到，学校的大力支持也让他甚为感动。“1994年年底，我刚从奥地利留学回来，希望能有一台计算机继续我的研究工作，那时一台计算机要30多万元人民币，在当时这不是一个小数目。”他尝试着跟学校领导谈了这个想法，没想到领导立马特批买了一台。

国家和学校对科研、人才的重视让雷晓燕坚定了学术报国的信念。他多次前往奥地利、日本、美国等国家访学，但每次课题完成后立马就启程回国，对国外院校抛出的橄榄枝不为所动。为了实现“申博”梦，他积极弥补学校国家级课题少的短板，通过大力引进人才和精心组织申报，使学校从每年几项国家级项目增加到了每年50余项，让学校的综合办学实力也得到了明显提升。2013学校成功增列为博士学位授权单位，雷晓燕个人也因为出色的科研、管理及教育成绩先后入选了国家“百千万人才工程”、全国优秀科技工作者、“井冈学者”特聘教授、“赣鄱英才555工程”领军人才……

弦歌不辍，薪火相传

能获得这些荣誉和称号，雷晓燕说，自己的努力只是冰山一角，更多的是团队上下一心拼搏的结果。

他指出，团队发展至今得益于老中青三代人对研究方向的坚守及年轻血液的不断补充，“我们团队现有23人，50岁以上的有4人，40岁以上的有5人，其余的都是年轻人。成员中90%的具有博士学位，三分之一的人有海外留学经历。”在雷晓燕看来，这是一支极具潜力、充满朝气的队伍，不仅体现在年龄、学历层次，还表现在知人善用、人尽其才的发展模式。在团队人才利用上，他会根据每个人的特点安排工作。“比如，基础扎实的人就去攻理论，动手能力强的人就去搞研发，精通计算机的人就去做编程，擅长对外交流的人就去产学研合作。”正因为如此，团队中涌现了一批科研“明星”，如中心副主任刘林芽教授作为教育部新世纪人才，是国内轮轨振动噪声知名专家，还在2019年提拔为华东交通大学副校长；中心副主任冯青松教授曾获茅以升铁道科技奖、詹天佑青年铁道科技奖等荣誉，可谓是专业知识精湛全面，是团队中挑大梁的核心人物。除此之外，还有海外引进人才、桥梁结构健康检测知名专家陈华鹏教授，无缝线路稳定性控制专家张鹏飞博士，轨道结构故障诊断大师刘庆杰博士，高架轨道结构振动噪声行家罗锟博士，高速道岔轮轨关系研究专才张斌博士……在雷晓燕看来，他们既是团队发展的基石，更是面向未来的希望。

对于学生和青年教师，雷晓燕说，他尽可能做到在学习上是导师、科研中是同事、生活上是父母、课外时间是朋友。他乐于花时间和精力指导青年教师，做好“传帮带”工作，也会适时放手让年轻人大展拳脚一番。这恰好与他在课堂上的严谨是不同的。在课堂上，雷晓燕强调机会总是留给有准备的人，让学生牢记“强健身体、终身学习、重视细节、永不放弃”的16字要求。他说：“身体好才能干一番事业，终身学习才能不断进步，重视细节就是把每一件小事做好，才有机会成就大事，最后就是瞄准奋斗目标，久久为功，永不放弃。”了解雷晓燕的人都知道，他不仅对学生，对自己的要求也一贯如此。年及花甲，他会在有限的8小时工作时间内尽可能地提高效率，但凡当天的工作绝不拖到第二天。他把时间看得很宝贵，研究工作会放手让年轻人去干，无关紧要的会议能推则推，但必定会坚持每天散步1小时，充分利用休息时的碎片化时间学习。

他认为，学无止境，在知识的汲取和不断的探索过程中能够建立与国家需求、世界发展的联系，及时掌握学术前沿的最新研究动态。对于未来的布局，雷晓燕表示，团队将专注轨道交通环境振动与噪声研究领域，将攻克“更简单、更精准的轨道交通环境振动与噪声预测、评估技术，和研发更适用、更有效的轨道交通减振降噪技术”作为己任，并立志把减振降噪研究扩展到高架轨道上，推动扩大高架轨道在城市轨道交通中的应用面，为国家轨道交通建设、运营节约更多的经济和社会成本。

不管时代如何变迁，面对科技大潮的风起云涌，雷晓燕和他的团队甘愿伫立在轨道一旁，守望中国高速铁路和城市轨道交通建设发展，为绿色轨道交通的安全畅通保驾护航。

时任江西省委书记强卫视察工程研究中心