铁路上，他们与“风”共舞——访第二十一届中国专利金奖项目发明人、中南大学高速列车研究中心团队

风，是由空气流动引起的一种自然现象。在中国工程院院士、中南大学教授田红旗及其带领的中南大学高速列车研究中心团队成员眼中，自然界中的风却兼具挑战与浪漫的成分。

作为轨道交通工程技术领域的专家，田红旗是一位与恶劣大风打过“狠”交道的人。为了攻克青藏铁路、新疆铁路等重大工程的防风难题，田红旗带领团队成员经历生死考验，在“世界屋脊”与戈壁沙漠上与“风”共舞，形成了多项创新成果。其中，“铁路大风监测预警系统及方法”专利获得第二十一届中国专利金奖。

“这件专利具备监测、分析、预警和行车指挥功能，系国际上首创的大风环境下确保列车安全运行的自动指挥系统，解决列车‘盲跑、慢跑、怯跑’问题，助力我国大风环境下铁路行车安全技术处于国际领先地位。”作为“铁路大风监测预警系统及方法”专利研发团队成员之一，中南大学教授许平在科研工作的闲暇之余接受了记者的采访。

不畏艰难的“逆行者”

“逆风而行，是我们开展轨道交通工程技术研究的态度，也是‘铁路大风监测预警系统及方法’专利得以面世的重要原因。”许平告诉记者。

1994年，为适应我国发展高速铁路技术的需要，原长沙铁道学院成立由田红旗领衔的高速列车研究中心团队，在国内开拓轨道交通空气动力学、列车撞击动力学两大方向。其中的空气动力学，包含对大风环境下列车运行安全性的研究。

全长1956公里的青藏铁路，其沿线风环境十分复杂，风力风向瞬变的极端恶劣天气频繁发生，年均大风期150天左右，严重威胁铁路运输安全，成为雪域“天路”安全运营亟待解决的重大难题之一。研究青藏铁路沿线大风特征以及提出相应解决措施的任务，便落在田红旗及其团队成员的肩上。

“青藏铁路格尔木至拉萨段全长1142公里，大部分海拔都在3000米以上。由于是无人区，风非常大，不曾有人对这一地域的风况进行研究。”许平说，2002年，在田红旗的带领下，他们提出了一个大胆的设想——在青藏铁路恶劣风环境下建立安全行车指挥系统。

为了完成技术研发任务，田红旗及其团队成员跋山涉水，远赴青藏高原铁路沿线进行实地研究。“当恶劣大风来临，大家通常都会想到先避风，而我们正是在风大时就开始行动。”许平回忆，为了获得铁路沿线风速数据，他们经常在摄氏零下30多度的高原之夜，顶着寒风和雪花冰粒，在野外一站就是几个小时；为了掌握不同地貌空气动力特征，他们强忍着强烈的高原反应，双脚踏遍了青藏铁路沿线的山山岭岭。

在田红旗及其团队成员的日夜攻坚下，安全行车指挥系统的研究稳步推进，好消息一个接一个地传出：位于风火山的无线智能测风站安装调试成功，覆盖960公里风区的无人值守测风站数据采集传输正常，特殊风环境下避免列车倾覆的安全速度限值确定，恶劣风环境下行车安全保障集成系统形成……

“经过前期的努力，2006年，世界唯一的高原铁路大风监测预警与行车指挥系统建成。”许平向记者详细介绍，该系统的核心技术正是铁路大风监测预警系统。通过利用网络通讯与控制相关先进技术，该系统构建了辖域达1120公里的高原铁路长大区域大风连续监测网络体系，提出列车—大风—路况等多源信息融合处理方法，实现了我国铁路应对恶劣风灾害能力的重大技术突破。

永不停歇的“追风人”

对于在青藏高原的研究工作，田红旗及其团队成员将其乐观而浪漫地称为“追风”。在铁路行车安全技术创新研发中，他们也是一群永不停歇的“追风人”。

“高原铁路大风监测预警与行车指挥系统自2006年在青藏铁路投入运用后，有力保证了列车运行安全。之后，我们又将该技术运用于新疆铁路的行车安全试验中，并不断通过创新研发改进技术。”参与“铁路大风监测预警系统及方法”专利研发工作的团队成员、中南大学教授刘堂红告诉记者。

“为了完成新疆铁路大风环境行车安全试验，我们经历过摄氏零下20多度的严寒和摄氏40多度酷热的戈壁，即使条件困苦，仍坚持认真测试、核对每一条数据。”刘堂红回忆，在一次风力达15级的大风试验中，他们发现工棚有立刻倾覆的危险。在这种情况下，他们首先想到的不是自己的安危，而是全力将珍贵的试验数据从工棚里抢出来。“当最终取得宝贵试验数据的时候，我们心里像是乐开了花，刚刚经历的危险便全然抛在了脑后。”刘堂红说。

“通过不断研究与分析数据，我们在原来系统的基础上完成了新疆铁路立体防风体系气动设计。”刘堂红介绍，该设计综合考虑风区沿线地形、线路、防风设施等因素，合理划分风区的行车子域和相应的速度分级控制，制定了不同区段、不同车型安全运行速度限值管理办法，在确保安全的基础上大幅提高了风环境下铁路运输能力。

经过持续研究与改进，如今，以“铁路大风监测预警系统及方法”专利为核心的技术已广泛运用在青藏铁路、新疆铁路、京沪高铁、京广高铁、沪昆高铁等铁路工程中，为列车的安全运行保驾护航。对每一位中南大学高速列车研究中心团队成员来说，迎风而起的“舞蹈”，仍将继续。