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西南交大教授:钻研铁路供电和自动化30多年 他给高铁弓网系统建了座”医院”

高仕斌在查验实验数据。 王永战 赵 娜摄影报道 人物名片 高仕斌:1964年生,湖北随州人,西南交通大学电气工程学院教授。他致力于铁路供电及自动化领域的创新研究与人才培养,为我国电…

高仕斌在查验实验数据。

王永战 赵 娜摄影报道

人物名片

高仕斌:1964年生,湖北随州人,西南交通大学电气工程学院教授。他致力于铁路供电及自动化领域的创新研究与人才培养,为我国电气化铁路建设与运营做出重要贡献。他主持完成的“高速铁路弓网系统运营安全保障成套技术与装备”项目在世界上首次构建了完整的高铁弓网系统运营安全保障体系,大大提升了我国高铁安全运行与运维管理水平。他主持或参与的科研项目先后4次获得国家科技进步奖二等奖,2022年获得第十四届光华工程科技奖。

一杯清茶,一台电脑,手头一摞技术资料。在西南交通大学电气工程学院的办公室里,高仕斌目不转睛盯着屏幕上的数据,若有所思……

每天早上8点进入办公室,不上课时,高仕斌也会把工作安排得满满当当。“早上主要看看我们新研究项目的进展,随后还要和团队成员碰头商量。”高仕斌说。

30多年钻研铁路供电和自动化,当年的山里孩子,如今已近花甲之年。说起一路的成长,高仕斌的思绪又回到了年少时光……

“不少老教授求真务实、勇于创新的精神,对我影响深远”

高仕斌成长于莽莽大山,直到上了高中,还没出过县城。搭上车,沿着山路走70多公里,晃晃悠悠小一天才能到县城。“一来路难走,二来花销大”,一旦到了学校,他便很少回家。修路,是他年少时的一个梦。

父亲是一名乡村农技员,每逢农忙,需要预防病虫害,村民便把父亲请到家里,帮忙配制农药。这又给高仕斌传递了一个信念:“知识可以让生活变得更美好。”

1981年,高仕斌考入西南交通大学。面对当时我国铁路仍以蒸汽机车为主的现实,高仕斌把专业选择放在了铁路电气化上。“直到我研究生毕业的1988年,我国电气化铁路仅有4600多公里,采用的还是模拟式的保护控制系统。那时铁路速度很慢,故障率也很高。”高仕斌说。

“不少老教授求真务实、勇于创新的精神,对我影响深远。”高仕斌说,刚上大学时,他得知西南交大在1952年就开设了我国第一个铁路电气化专业,深深为提出者曹建猷教授所折服。“新中国成立后曹教授毅然回国,不仅为铁路电气化教育做出贡献,还帮助解决了很多铁路建设技术问题。”高仕斌说,“他的爱国情怀始终激励着我。”

“好比给高铁弓网系统建了一座医院,有问题马上就能察觉并维修”

高仕斌1988年毕业留校任教,刚准备将所学应用到工作中,便遇到了工作后的第一个坎儿:他因为结核性胸膜炎住院,紧接着病休了大半年,“那段日子,就想着赶紧扛过去,回到工作岗位上……”高仕斌说。病愈后,他开始着手解决第二个难题:学校实验条件简陋,很难满足大家的科研需求。高仕斌和同事们一起搭建模型,经过反复尝试,终于建立了一个半实物、半仿真的实验平台。这个平台可以在铁路设备现场投运前模拟加速、减速等不同运行状况,检验产品的上道质量,帮了科研人员大忙。

上世纪90年代,我国电气化铁路已达1万公里。那时,我国铁路牵引供电系统为冲击性负荷,故障率高,还没有备用系统。于是,如何快速找到牵引网故障并组织抢修,缩短铁路牵引网停电时间,成为亟待解决的问题。

高仕斌想出了与以往不一样的办法——基于AT牵引网新型故障测距原理的牵引供电自动化系统技术。针对复线铁路,采取上下行电流比原理进行故障测距;针对单线铁路,基于转移阻抗原理进行故障测距;针对V形天窗,采取吸馈电流比原理进行故障测距,“这套方法适用性更广、精度更高,投入也少。”高仕斌说,新方法测距精度达到0.3千米,能够极大地节省故障查找的时间和成本。如今,这套牵引变电所综合自动化系统的市场占有率已达50%,其中故障测距装置市场份额约80%。

近年来,高仕斌开始关注保障高铁运营安全这一课题。大半夜,高铁接触网工上线巡检,一走就是好几公里。检测装备差、精度低、很多问题难以辨别,工人深受困扰……其中,受电弓接触网系统的结构性能受损,可能导致停电停车,致使高铁晚点,打乱运输秩序。

“必须实时掌控弓网系统的受流性能与安全状态。”围绕高仕斌设立的这个目标,他和团队成员研发出6类检测设备,为高铁弓网“体检”。“这就好比给高铁弓网系统建了一座医院,有问题马上就能察觉并维修。”学生韦晓广打比方说,增强了定期检修,高铁弓网安全运行又多了一重保障。2018年,这一技术项目获得国家科学技术进步奖二等奖。

“有了团队的力量,便能克服一切挑战”

在韦晓广看来,高老师“既严肃,又温情”。

对于学术研究,韦晓广说,“无论是科研论文,还是日常实验,高老师都要求我们精益求精,来不得丝毫马虎。”韦晓广2015年成为高仕斌的博士研究生,他说,自己“紧紧张张过了4年”。刚一入校,他就接到了高老师布置的一个个任务:阅读学术文献、参加国内外学术交流会议、定期到实验平台测试数据……“高老师常说,工科生既要能动脑,也得善动手。”除了看书,韦晓广一有空就往实验室里钻。

临近毕业,韦晓广以为自己的毕业论文框架清晰,满怀信心地交给老师,没想到,高仕斌看后的论文修改痕迹密密麻麻,连一个词、一个标点符号都不放过。这是高仕斌花了好几天时间仔细审阅学生论文的结果。“老师真的是逐字逐句改过来的。”

在日常生活中,高仕斌对学生充满温情与关怀,不少学生都感叹:“高老师人真好!”韦晓广说,读书时有些同学撰写学术论文,苦于找不到高铁故障数据。高仕斌偶然听到消息,很快就帮学生联系了几个铁路部门,还带着同学们到高铁现场收集数据。“做我们这些实验,必须得有数据支撑,否则都是空谈,高老师帮助我们总是这样不遗余力。”韦晓广说。

学院电气馆实验室里,机器运转声、键盘敲击声不绝于耳,这是团队成员正通过计算机进行一个个实验操作。“我们会在实验室里人为制造一些故障,然后通过实验平台来检验。再通过计算机来收集数据和故障情况。”韦晓广说,“等实验全部完成,我们还要带着成品设备到现场再进行测试。”

团队项目多,问题也就多。每逢遇到问题,大伙儿都愿意向高仕斌请教。韦晓广已毕业并成为研究团队的一员,依然没少得到高老师的帮助。“老师会定期开会,询问大家在工作和生活上有什么需要帮助解决的问题。”韦晓广说。

如今,高仕斌所在的智能牵引供电系统团队已有成员10名。而在他担任主任的国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心,已汇集了70余名研究人员。“有了团队的力量,便能克服一切挑战。”说话间,高仕斌翻开资料,给记者介绍起最新课题……

致力于解决问题(记者手记)

高仕斌一直有个信念:科研要直面社会发展的现实需要,只有这样才能更好地发挥科研的作用。

致力于解决问题,也是他自小养成的思维习惯。无论是渴望铁路修进大山,还是选择铁路电气化专业,他的每一步选择都瞄准了现实需要。

科研产生于现实需要,最终又将回馈现实,在高仕斌看来,科研成果就是为转化应用而生的。也正基于此,他才更加不怕困难,努力探索如何解决瓶颈;带领团队,齐心协力实现技术突破。科研路上的每一步,他都走得扎扎实实。

受益于前辈们爱国奉献、求真务实精神,高仕斌几十年来醉心于工程类研究,并把研究重点放在解决铁路电气化发展的现实问题。他也通过自己的言传身教,将这种精神传递给更多人……

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