科技日报 | 可靠性技术为城市轨道交通安全运行保驾护航

可靠性技术为城市轨道交通安全运行保驾护航

康锐

目前，北京已经全面启动全国科技创新中心建设，着力提升原始创新能力，打造原始创新策源地是其中的重要内容，以期将北京建设成为具有全球影响力的科技创新中心。为了号召更多科技工作者关心基础研究、关注原始创新突破，北京市自然科学基金特启动“我为科技创新中心建设作贡献”征文活动，邀请科研人员讲述参与科技创新中心建设的重要经历，作为落实北京市第十二次党代会的重要举措，并择优刊登。开篇特别邀请了北京航空航天大学可靠性与系统工程学院长江学者特聘教授、国家重大基础研究项目（973）首席科学家、可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室学术委员会主任委员康锐研究员，讲述他参与城市轨道交通行业可靠性体系建设的经历。

北京航空航天大学是我国最早培养可靠性专业人才的高等院校，是我国可靠性技术研究综合实力最强的单位，其可靠性与系统工程学院（以下简称北航可靠性学院）由国防科技界、教育界著名专家、北京市共产党员“十杰”之一的杨为民教授于1985年创立。杨为民教授提出的可靠性系统工程理论与技术体系，自上世纪90年代始，已在中国航空和航天领域进行了深入与广泛的应用，在若干重大工程实践中取得了显著效益。我一直在航空航天的可靠性领域开展研究，一次偶然的机会，源于一个电话，让我走进了轨道交通领域，之后通过一份指南、两个学生、两次调研、一份战略合作协议，将北航可靠性学院与轨道交通安全运行紧密联系在了一起，使我有幸能够将航空航天领域的理论与技术引入到城市轨道交通行业中，为城市轨道交通的安全运行贡献了一份力量。

穿针引线，一个电话，踏入轨道交通领域

2016年春季的一天，我接到了北京市科学技术委员会时任党组书记呼文亮同志的一个电话，说北京市自然科学基金（以下简称市基金）新成立了市基金—交控科技轨道交通联合基金，计划支持城市轨道交通领域的可靠性研究，需要咨询可靠性专家的意见。呼书记以前在北航工作多年，自然就想到了我，并让我参与制定指南。于是，我便收到了一份指南初稿，开始了解轨道交通领域的可靠性问题。

起初，我只是按照专业性对指南进行了修改，没想到几天之后，市科委和市基金领导亲自带队赴北航可靠性学院调研，联合基金的出资方交控科技股份有限公司（以下简称交控科技）还邀请了轨道交通领域规划、建设、运营等各个关键环节的专家参加，了解可靠性技术的发展动态，探讨轨道交通可靠性技术研究的着力点。我们发现，尽管可靠性技术是工程学科中一个比较成熟的领域，已被广泛应用于复杂网络的设计和管理，然而，作为复杂网络系统的城市轨道交通系统在可靠性研究方面尚属空白，迫切需要建立有针对性的可靠性理论和技术体系。我深切地意识到，航空航天领域可靠性研究方面的理论和方法在轨道交通领域将大有可为，比如可靠性工程中的故障传播及相关理论能够有效支撑城市轨道交通信号系统中故障传播规律、故障传播范围及各种影响因素的研究，可靠性工程中的维修性理论对城市轨道交通信号系统的维修控制策略具有很强的指导意义。我当时就提出，可靠性研究是轨道交通行业自主创新的“必选项”，也得到与会专家的广泛认同。

筑巢引凤，一份指南，调动行业外科研力量参与

经过与其他可靠性专家的反复研讨，一份高质量的、目标指向明确的联合基金指南诞生了。2016年重点聚焦在城市轨道交通车辆牵引、制动两大关键系统的可靠性研究，重点支持开展服役性能、失效机理及剩余寿命预测研究，以及故障诊断及预测研究等。

在这份指南发布之后，我在自己的研究圈子帮助宣传和动员，航空航天领域从事可靠性研究的同事和校友积极申报，同时，市基金和交控科技先后在北京航空航天大学、北京邮电大学和北京交通大学等组织召开政策宣讲会，10余家科研单位的100多位科研人员参加，许多研究者开始关注轨道交通领域的可靠性问题。

最终，首批获资助的项目成功吸引了北京航空航天大学、清华大学、中国空间技术研究院等轨道交通行业外的高水平单位参与研究，重点开展城市轨道交通牵引电机的绝缘在线监测与故障预警、牵引系统电子产品失效机理及剩余寿命预测关键技术、车辆摩擦制动元件损伤机制及疲劳可靠性等研究。

任务牵引，两个学生参与项目，实现基础研究对接行业需求

获资助项目中有两位我的学生。其中一位学生黄小凯博士毕业后在中国空间技术研究院下属的北京卫星环境工程研究所工作，在我的号召下积极申报，拟开展轨道交通信号系统电子元器件的可靠性研究。在立项启动会上，黄小凯和其他项目负责人与交控科技交流研究思路，使得项目在立项之初就把新思想、新原理、新技术与企业需求进行了有效对接。项目实施过程中交控科技又不断围绕行业需求与他们进行及时沟通，确保研究任务目标明晰。据我所知，已有6位项目负责人与交控科技开展了实质性研究合作，形成了轨道交通行业内外单位协同攻关的良好局面。

深化交流，一次调研，促成全面战略合作

在联合基金这一载体开创良好合作局面的激励下，今年3月初，我带领北航可靠性学院主要研究团队主动调研交控科技，围绕轨道交通行业的发展需求，有针对性地进行了技术交流。会上，双方确立了战略合作关系，将开展全方位合作。

双方将围绕城市轨道交通可靠性和弹性的技术研究以及产业需求，筹建联合实验室，合作开展可靠性与弹性测评技术研究、测评技术验证等相关研究工作；构建“学研用”协同创新模式，以技术联合体形式在数据研究资源、成果贮备资源、科研项目资源等不同维度开展合作，重点在硬件可靠性、软件可靠性、网络可靠性、信息物理系统可靠性与弹性等方面开展技术攻关和成果转化工作；还将在联合培养博士后、企业技术人员、吸纳优秀毕业生等方面搭建人才多方向多层次培养机制。目前，在北航可靠性合作团队的支持下，交控科技已初步完成轨道交通燕房线列车控制系统的可靠性建模和实地验证，为建立轨道交通可靠性研究体系奠定了基础，同时，北航可靠性学院一名刚刚毕业的研究网络可靠性的博士已经被交控科技录用。

可以说，北航可靠性学院充分发挥了“为民精神”，为城市轨道交通领域开辟了可靠性研究的新方向，为保障轨道交通的安全运营、可持续发展提供了强有力的支撑，实现了航天科技为民生建设服务的目标，也是基础研究促进行业发展、形成行业应用问题与基础研究的良性互动的一次有益尝试。

北航可靠性学院与交控科技将继续携手，在构建轨道交通领域可靠性体系上持续发力，力争建立城市轨道交通列控系统可靠性重点实验室、出台一系列列控系统可靠性标准，培养一批轨道交通行业水平领先、结构合理的青年科研人员，从而带动城市轨道交通行业整体水平的提升，成为产业自主创新的重要源头和提升企业持续创新能力的支撑平台。让航空航天可靠性的高科技为轨道交通安全运行保驾护航！

编辑：侯捷

（本文转载《科技日报》2017年7月21日第06版“建设全国科技创新中心”栏目，点击下方阅读原文可查看相关文章）