封面专访｜中国工程院院士、北京交通大学校长宁滨

擘画轨道交通强国大计

——专访中国工程院院士、北京交通大学校长宁滨

前段时间，在一项名为“最想把中国的什么带回国”的调查中，许多国家和地区的青年人纷纷选择了“中国的高铁”。世界有目共睹，近些年在交通领域的很多方面，中国已经走在了世界发达国家的前面。今天，如果生活在北京，外国朋友们会发现，北京的地铁覆盖全城、高铁联通全国、快递次日可达。不只是北京，越来越多的城市也在加快轨道交通建设步伐，中国轨道交通正处于发展的“黄金期”。

经过几十年努力，我国已经成为名副其实的轨道交通大国：高速铁路总里程、地铁通车里程都已位居世界第一，全社会客运量、货运量稳居世界前茅。成为轨道交通大国，让我们拥有了迈向轨道交通强国的底气。十九大报告提出了建设“交通强国”的宏伟目标，“交通”首次与“教育”、“科技”、“人才”等同被列为国家大计。

2018年是我国交通强国建设的起步之年。“轨道交通作为建设交通强国的重要力量，应当起到带头作用。身为轨道人，我们赶上了一个好时代，也意味着应有更多的责任和担当。”宁滨说。

轨道交通强国应该是什么样子？建设轨道交通强国，我们还需要从哪些方面努力？带着这些问题，《世界轨道交通》杂志记者近日对中国工程院院士、北京交通大学校长宁滨先生进行了专访。

路网是“本”，服务国民经济

建设轨道交通强国，一定规模的、完善的、便捷的、高效的轨道交通网络是基础。在这方面，我国近些年取得的成绩举世瞩目。铁路方面，截至2017年年底，全国铁路营业里程达到12.7万公里，其中高铁营业里程2.6万公里，居世界第一，“四纵四横”的高速铁路网已基本建成；全国铁路路网密度已达132.2公里/万平方公里；中西部铁路网骨架也正在加快形成。城轨方面，根据《中国城市轨道交通2017年度统计分析报告》，到去年年底，我国内地共34个城市开通城市轨道交通，线路总计165条，运营线路长度达到5033公里，拥有2条或2条以上运营线路的城市已增至26个。

随着轨道交通网络的逐步完善，其带来的红利也日益凸显，极大地促进了国民经济的发展。以2017年为例，客货运输能力增长强劲，国家铁路完成旅客发送量30.39亿人，其中动车组发送17.13亿人；货物发送量也已达29.18亿吨。尤其是高铁的快速发展，极大地缩短了城市和地区间的“时间距离”，已经成为人们出行的首选。高铁还在诸多城市群之间形成了“半小时”、“一小时”交通圈，强化了各区域中心城市的辐射带动作用。“高铁快运”“高铁极速达”正在改变着物流界的业态，给现代生活带来前所未有的便利。

“可以说，从线网总量来看，我国毋庸置疑已成为轨道交通大国。但是由‘大’变‘强’，还有较大的提升空间。比如，铁路线网分布不均，中西部地区仍需加强建设；与某些发达国家相比，我国城市轨道交通在公共交通中所占的比重依旧偏低等。”宁滨表示。

所以，轨道交通线网建设依然不能松懈，根据国家制定的有关计划和目标，到2020年，全国铁路营业里程要达到15万公里左右，基本覆盖20万人口以上的城市；到2025年，铁路网规模达到17.5万公里左右，其中，高铁3.8万公里左右；到2035年，率先建成发达完善的现代化铁路网，为基本实现社会主义现代化提供强大的干线运输保障，更好地为国民经济服务。城市轨道交通方面，则将按照《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》所明确的目标，即到2020年全国城市轨道交通运营总里程预计达到6000公里这个方向前进。

创新为“魂”，壮大发展动能

建设交通强国，需要培养强大的创新能力。由于起步较晚，我国轨道交通也走过引进、消化、吸收、再创新的路子，在某些核心领域也曾陷于受制于人的被动局面。所以，推动轨道交通的持续、安全、高水平发展，跻身交通强国之列，必须拥有强大的自我创新实力。在宁滨院士看来：

人才是创新的主体，是关键。要加大科技领军人才的培养与引进力度，充分重视尖端人才在科技创新中的关键性作用；重视传统优势学科和重点发展学科的科技团队建设，并培育高水平的教学科研创新团队，形成科技创新的集团优势和技术、学术高地。

同时，还要重视产学研合作和强化科技成果转化工作，推动产学研深度融合，实现科技与产业的无缝对接，在与企业的沟通合作中寻找和凝练创新方向，通过转化反哺和激励创新研究，更好地承担科技服务国民经济主战场的责任。

此外，我们要认真落实习近平总书记在刚刚召开的两院院士大会上对科技创新的要求，要营造良好的创新环境。尊重科研规律，尊重科研人员的探索和劳动，切实提高科研人员的内在积极性。

关键技术领域，引领世界趋势

“在轨道交通领域的各个方面都能引领世界的发展方向，这也是交通强国的重要标志。”宁滨院士表示，中国的轨道交通以高铁、城铁为代表，近年来发展迅猛，在某些领域已经引领世界走势了。

例如，在高速动车方面，时速350公里的复兴号动车组列车已推广应用；在列车控制运行方面，全自动驾驶技术已开始应用于城市轨道交通；在移动支付方面，目前越来越多的城市轨道交通已经采用了移动支付购票、刷手机过闸等新兴技术；在磁悬浮方面，中国的中低速磁悬浮列车取得了较大进展，时速可达160公里以上的新一代磁浮工程样车已试验成功，而时速达600公里的高速磁悬浮列车也正在研制之中；在桥梁建设方面，大吨位桥梁建造技术取得重大突破，深水大跨桥梁建造技术也已进入世界先进行列……

那么，在未来，我们还需要在哪些关键技术领域持续发力？“整体目标，就是要通过车联网、物联网、云计算、大数据、智能感知等一系列现代信息技术来推动轨道交通向智能化方向发展，使轨道交通的运行更安全、更有效、更绿色。具体而言，基于车车通信和智能感知的移动闭塞全无人驾驶、智能维护、互联互通依然是现阶段需要拼力夺取的制高点。”宁滨表示。他详细地分析了目前我国在这三大领域的现状和未来。

无人驾驶，从城轨到高铁。 2017年年底开通的北京地铁燕房线是首条采用我国完全自主知识产权的轨道交通全自动运行线路。在此之前，北京机场线、上海轨道交通10号线虽然也实现了自动运行，但核心技术均依赖进口。燕房线采用的全自动运行系统是基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代城市轨道交通系统，该系统实现自主可控、安全可信。其全过程自动化体现在，列车自上电、自检、段内行驶、正线区间行驶、车站停车及发车、端站折返、列车回段、休眠断电、洗车等正常运行的全过程，均不需要司机和乘务人员介入，由设备自动控制实现。据了解，燕房线开通试运营以来，总体运行平稳有序，全自动运营设备系统也平稳可靠。今后，还将有更多的城市轨道交通采用全无人驾驶技术。

“其实不只是城市轨道交通，未来，高铁、干线铁路也都会朝着无人驾驶的方向发展。”宁滨院士表示。就在不久前，全球首套时速350公里高铁自动驾驶系统（C3+ATO）顺利完成实验室测试，并进入现场试验阶段。这项高铁自动驾驶系统技术完全是由中国自主研发，其核心技术和产品100%国产化，并建立了中国的技术标准。

宁滨院士介绍，“目前这套系统将在京沈线上进行现场试验，试验完成后，如果能在京张高铁上成功应用，那么我国高铁在智能驾驶领域又进一步站在了高铁智能运行控制研究的制高点上。”宁滨院士透露，目前该项目正在由中国铁路总公司牵头组织进行试验，中国通号公司、中国铁道科学研究院、北京交通大学等单位全面参与了研究工作。

智能维护，从定期维护到状态维护。轨道交通的智能化运行维护管理也是新的“亮点”科技之一，宁滨院士表示，智能维护需要采用新技术，使其能在大数据基础之上，通过数据的采集、比对、监测，让轨道交通从定期维护向状态维护方向发展。

2017年年底，首个智能巡检机器人在西成高铁开始试运行。该机器人集人工智能技术、SLAM导航定位技术、图像识别技术、红外测温等高科技于一身，可以通过内置红外热成像仪和可见光摄像机等检测装置，在对轨道交通进行巡视中，实时将画面和数据传输至远端监控系统，对设备节点进行红外测温，可及时发现设备发热缺陷，同时也可采集设备发出的声音进行智能分析从而判断各种设备的运行状况。智能巡检机器人能够更有效地保证设备巡视质量、提高工作效率、降低值班人员的工作强度，进一步提高巡检的可靠性和安全性。

今后，还将有一系列的移动装备和基础设施在线智能监测系统、智能维护平台系统、各种智能巡检设备在轨道交通领域投入使用。

互联互通，解决“通而不畅”难题。长期以来，由于不同的城市轨道交通线路所采用的技术在不同时期、不同供应商、设施设备标准等方面不尽相同，导致轨道交通运输出现“通而不畅”的难题。

随着轨道交通信号系统技术的日益成熟，目前我国已编制出了适应中国国情的互联互通技术标准，建立了不同厂家之间、车载信号系统与地面信号系统之间，互相兼容、互相“交流”的基础条件，为“通而不畅”这个难题提供了解决方案，新的互联互通技术也开始在城市轨道交通上得到了实际应用。据了解，轨道交通实现互联互通后，可以满足乘客“一站式直达”的需求，减少客流换乘压力，降低轨道交通建成资本，大幅度提高车辆利用率和运营效率。

“让越来越多的轨道交通实现互联互通，也是我们下一步要推广采用的新科技。”宁滨院士表示。

达则兼济周边，实现和谐共赢

“我们常说‘达则兼济天下’。我国的轨道交通不仅要服务于我们国家的国民经济建设，也要与其他国家加强合作，实现共赢发展。”宁滨院士表示。

目前我国正在积极推进“一带一路”倡议的实施，对于轨道交通而言，需要加强与“一带一路”沿线国家在交通基础设施、枢纽、通道建设等方面的合作，使交通运输能够满足沿线国家互联互通的交通需求，进而促进沿线国家的经济发展。“这也是我们实现交通强国所要走出的一步。”宁滨院士表示。

为了加强国际合作，促进国家间的经济交流，我国还开通了往来于中国与欧洲及“一带一路”沿线各国的集装箱国际铁路联运班列——中欧班列。自2011年开通第一列中欧班列开始，平均每年都会有新线路开通。2017年中欧班列共开行3600列，超过2011年至2016年六年开行数量的总和，成为“一带一路”建设的标志性成果。

2018年，我国轨道交通在“走出去”加强对外合作方面，会继续扩大中欧班列开行范围，提高班列开行质量和效益，积极开发国际邮包、电商快件、冷链运输等高附加值货源，吸引更多跨境货源。同时，推动中老铁路有序实施，推进印尼雅万高铁、匈塞铁路塞尔维亚段全线开工建设和中泰铁路项目一期工程建设，稳步推动中国铁路走向世界。

作为中国工程院信息学部轨道交通信息工程及控制方向目前唯一的院士，宁滨院士一直在为了我国轨道交通科技发展不断耕耘，也在为实现交通强国梦孜孜不倦地追求。在谈到自己下一步的研究工作时，宁滨院士介绍，他与研究团队正在与国内相关单位合作开展真空磁浮管道超级高铁的研究开发。第一步就是关于时速1000公里的超级高铁运行控制系统试验的研究。“无论是高速轮轨列车还是磁悬浮列车，目前来看其速度都有一定的极限，而基于真空磁浮管道的超级高铁，在未来会有很好的发展前景。2027年日本时速660公里的超导磁浮就要运行了，争取2027年前，中国的超级高铁研究将取得突破性的进展。”宁滨院士自信地表示。

个人简介

宁滨，工学博士，北京交通大学教授， 校长，中国工程院院士，瑞典皇家工程科学院院士（The Royal Swedish Academy of Engineering Science）、国际欧亚科学院院士（The International EURASIAN Academy of Sciences），IEEE Fellow，IRSE Fellow，IET Fellow，控制系统工程（轨道交通运行控制）专家，中国铁道学会理事、中国自动化学会常务理事，中国城市轨道交通协会副会长。

主要研究方向包括轨道交通列车运行控制系统，智能交通系统、系统的故障检测与诊断、系统的容错设计、系统可靠性与故障导向安全等。自1982年起，一直致力于高速列车运行控制系统、城市轨道交通列车运行控制系统和干线铁路列控系统领域的研究与教学工作，带领团队研制的国内首套具有完全自主知识产权“基于通讯的城市列车运行控制系统”、“数字化通用机车信号”等成果获得产业化推广应用，为我国轨道交通列车（包括高铁列车）的安全高效运营发挥了重要作用，是我国轨道交通数字化、网络化信号系统的开拓者和领军者之一。先后发表100多篇论文，获得国家科技进步奖4项，获得国家教学成果一等奖2项，获得授权发明专利10多项。2014年获詹天佑铁道科技大奖，2016年获何梁何利科学与技术进步奖。

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