1981年的秋天，18歲的翟婉明考上西南交通大學(xué)，才第一次坐上火車，從江蘇靖江奔赴四川峨眉山。

當(dāng)時(shí)，由于大雨致使寶成鐵路一段路基塌方，翟婉明只能輾轉(zhuǎn)上海、昆明，花了四天三夜才到達(dá)目的地，一路忍受著疲憊、饑餓和生怕錢(qián)不夠的惶恐?！澳欠N感覺(jué)就好像挨了當(dāng)頭一棒，給我上了畢生難忘的‘入學(xué)第一課’?！钡酝衩骰貞浾f(shuō)，那時(shí)就想，火車能不能跑得更快些？坐得更舒適些？因而在入學(xué)之初，他就萌發(fā)了改變中國(guó)鐵路落后面貌的想法。

隨后40余年的時(shí)間流轉(zhuǎn)，火車六次提速、高鐵從無(wú)到有，我國(guó)建成世界最大的高速鐵路網(wǎng)，風(fēng)馳電掣的“復(fù)興”速度縱橫神州。而在這期間，翟婉明從本科生、碩士博士研究生，到學(xué)校首席教授，再到中國(guó)科學(xué)院院士，始終堅(jiān)守在軌道交通領(lǐng)域教學(xué)與科研一線，讓人生與中國(guó)鐵路發(fā)展“耦合”。

車輛與軌道耦合

創(chuàng)新鐵路工程動(dòng)力學(xué)理論

在翟婉明求學(xué)時(shí)，經(jīng)典的車輛動(dòng)力學(xué)、軌道動(dòng)力學(xué)理論分屬兩個(gè)領(lǐng)域，是將車輛和軌道分開(kāi)進(jìn)行研究的，遇到復(fù)雜的車輛與軌道相互之間的動(dòng)態(tài)作用問(wèn)題，傳統(tǒng)研究的局限性就凸顯出來(lái)。

“車是在軌道上跑，兩者是一個(gè)互相依存的整體，它們?yōu)槭裁床辉谝黄鹧芯磕兀俊痹?990年春天，還不到27歲的翟婉明提出設(shè)想：把車輛系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)視為一個(gè)相互作用、相互耦合的整體大系統(tǒng)，綜合研究列車在線路上的動(dòng)態(tài)行為。

在傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)權(quán)威面前，這個(gè)設(shè)想十分大膽。而面對(duì)這樣一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，如何高效求解是最大的阻礙。

此前，翟婉明的博導(dǎo)孫翔教授在重載列車動(dòng)力學(xué)研究中，就已經(jīng)面臨“算不動(dòng)”的難題，迫切需要一個(gè)適配的算法，這個(gè)任務(wù)就交給了翟婉明。

翟婉明將時(shí)間與精力傾注在這一研究上，夜以繼日地思考。在一個(gè)凌晨，半夢(mèng)半醒的他突然靈機(jī)一動(dòng)，想到可以結(jié)合著名的紐馬克方法，反向利用隱式時(shí)間積分方法，從而構(gòu)建快速顯式數(shù)值積分方法，“當(dāng)時(shí)一下從床上爬起來(lái)，趕緊把它寫(xiě)下來(lái)，然后如饑似渴地推導(dǎo)。”

這種適合大系統(tǒng)動(dòng)力分析的快速顯式數(shù)值積分方法，后來(lái)在國(guó)際上被稱為“翟方法”，得到廣泛采用。而在當(dāng)時(shí)，該方法也直接為翟婉明“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”的理論研究設(shè)想提供了算法支撐。

與重載列車動(dòng)力學(xué)的研究相比，車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)是一個(gè)更加復(fù)雜的大系統(tǒng)，對(duì)計(jì)算的要求更高。

當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)資源不足，翟婉明就錯(cuò)峰使用學(xué)校的計(jì)算機(jī)房。白天機(jī)房里人多，爭(zhēng)著用計(jì)算機(jī)，他就開(kāi)展理論推導(dǎo)、分析，晚上別人走后，他鉆進(jìn)機(jī)房，把一組組計(jì)算參數(shù)輸入到不同的計(jì)算機(jī)同時(shí)計(jì)算。第二天在別人來(lái)之前，他早早地把計(jì)算出來(lái)的一大批數(shù)據(jù)取走。

在提出設(shè)想后的幾年里，翟婉明就這樣不斷完善“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”理論，結(jié)束了長(zhǎng)期以來(lái)將機(jī)車車輛和軌道割裂開(kāi)來(lái)研究的局面，為我國(guó)后來(lái)的火車提速和高鐵建設(shè)奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，這一理論體系在國(guó)際上被稱作“翟模型”。

理論與實(shí)踐耦合

深耕中國(guó)高鐵發(fā)展戰(zhàn)略

中國(guó)地域面積廣、地形地貌復(fù)雜，為高鐵建設(shè)帶來(lái)的挑戰(zhàn)之多，世界罕見(jiàn)。而在高鐵建設(shè)初期，最大的挑戰(zhàn)是沒(méi)有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建造標(biāo)準(zhǔn)。

該難題的解決得益于翟婉明提出根據(jù)動(dòng)力學(xué)理論來(lái)科學(xué)預(yù)測(cè)高速行車的動(dòng)態(tài)性能，即基于理論模型模擬高速列車在線路上的行駛過(guò)程，看行車的性能指標(biāo)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)，從而倒推線路設(shè)計(jì)參數(shù)的合理值。

“也就是說(shuō)，我們?cè)诰€路設(shè)計(jì)圖紙階段，就能把行車的狀態(tài)模擬出來(lái)，從而不斷優(yōu)化調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)。”翟婉明介紹說(shuō)，高鐵建設(shè)成本高，絕不是“摸著石頭過(guò)河”，必須確保萬(wàn)無(wú)一失。

當(dāng)然，理論的突破離不開(kāi)實(shí)踐的檢驗(yàn)。

為了驗(yàn)證自己的研究，翟婉明常常帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)跟著鐵路安全員一根軌枕、一根軌枕地走，到現(xiàn)場(chǎng)尋找答案，開(kāi)展了大量調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。像2008年京津城際高鐵開(kāi)通之前，鐵道部組織了高速行車試驗(yàn)，為了采集一座特大橋上的高速行車動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)，他帶著測(cè)試團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場(chǎng)一待就是35天。

“當(dāng)時(shí)他一直和大家在測(cè)試工棚開(kāi)展測(cè)試，到現(xiàn)場(chǎng)去掌握第一手的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)于驗(yàn)證理論模型的正確性至關(guān)重要?！壁w春發(fā)1998年讀博士時(shí)就已經(jīng)加入了翟婉明團(tuán)隊(duì)，如今是西南交通大學(xué)軌道交通運(yùn)載系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室列車與線路研究所副所長(zhǎng)，他回憶說(shuō)，由于線路上白天有列車運(yùn)營(yíng)，團(tuán)隊(duì)只能晚上去布點(diǎn)收集數(shù)據(jù)，而翟婉明沖鋒在前的精神，一直激勵(lì)著整個(gè)團(tuán)隊(duì)，“即使是現(xiàn)在，遇到重大數(shù)據(jù)的采集時(shí)，他依然挺在一線?！?/p>

正是在這樣的刻苦鉆研下，翟婉明團(tuán)隊(duì)的研究成果直接支撐確定了不同類別高鐵最小曲線半徑、曲線外軌超高、緩和曲線長(zhǎng)度、坡度代數(shù)差等線路設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)各種類型的高速鐵路工程設(shè)計(jì)，包括第一條建造標(biāo)準(zhǔn)最高的京滬高鐵、第一條客貨共線的福廈高鐵、第一條大跨度橋梁上鋪設(shè)無(wú)砟軌道的昌贛高鐵等“從0到1”的標(biāo)志性工程。

科研與教學(xué)耦合

培養(yǎng)軌道交通拔尖創(chuàng)新人才

“要完全實(shí)現(xiàn)中國(guó)軌道交通引領(lǐng)世界的夢(mèng)想，還有很多工作要做，需要很多各種類別、各種層次的科技人才來(lái)支撐?！钡酝衩髡劦?，目前教學(xué)的主要任務(wù)，就是培養(yǎng)高層次軌道交通領(lǐng)域的拔尖創(chuàng)新人才，而在他看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，科研和教學(xué)是分不開(kāi)的，兩者須融為一體。

一方面，在重大科研實(shí)踐中培養(yǎng)高層次人才，是翟婉明帶學(xué)生始終堅(jiān)持的方向。

“科研不是紙上談兵，翟老師看重的，是你的科研能不能在實(shí)踐中解決真問(wèn)題?！崩铢i浩博士期間師從翟婉明，如今是蘭州交通大學(xué)的一名教師，他回憶說(shuō)，導(dǎo)師以實(shí)際行動(dòng)激勵(lì)大家既要有服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略的宏大視野，又要能以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度處理好細(xì)節(jié)，同時(shí)掌握好科研方法。

而另一方面，翟婉明團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持將最新的研究成果及時(shí)融入課堂、融入教材，把最前沿的理論和方法傳授給學(xué)生。

“現(xiàn)在高速鐵路發(fā)展那么快，你再去講20年前的東西肯定是落伍的?！钡酝衩鏖L(zhǎng)期主講“鐵路大系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論”“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”兩門(mén)課程，這兩門(mén)課程是車輛工程、載運(yùn)工具運(yùn)用工程兩個(gè)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科的主干專業(yè)課。他的理論專著《車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)》，隨著我國(guó)高鐵建設(shè)不斷完善和豐富，已經(jīng)出版至第四版，第五版也正在修訂中。

在學(xué)生中間，翟婉明的嚴(yán)格是出了名的?！拌F軌上1毫米的誤差可能引發(fā)事故，科學(xué)研究豈能有絲毫馬虎？”這是他常掛在嘴邊的話。

“我們交上去的論文，翟老師方方面面都會(huì)注意到，經(jīng)常是改得一片紅?！绷_俊在博士期間師從翟婉明，畢業(yè)后也留在了團(tuán)隊(duì)從事教學(xué)科研工作，他談到，這種嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度和學(xué)風(fēng)，讓年輕的學(xué)生和老師成長(zhǎng)得更快。

嚴(yán)師出高徒。目前，翟婉明培養(yǎng)博碩士研究生和博士后已超過(guò)100位，他們活躍在我國(guó)高速鐵路、重載鐵路以及城市軌道交通各領(lǐng)域，許多已經(jīng)成為學(xué)術(shù)帶頭人和技術(shù)負(fù)責(zé)人，正在為我國(guó)鐵路交通事業(yè)的發(fā)展持續(xù)不斷貢獻(xiàn)智慧與力量。（中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)記者 葛仁鑫）