25岁开始挑战世界级难题,在高铁检测领域创新“中国制造”,朱挺说—— “初生牛犊”摔100次都受得起
“非接触式接触网检测”技术长期被极少数铁路发达国家垄断,这一保障铁路供电安全的基础设施检测技术在国内从未有过突破。31岁破格晋升为高级工程师的上海铁路局科研所机辆研究室副主任朱挺,成功填补了这项技术的国内空白。
25岁,他向“非接触式接触网检测技术”这一世界难题发起挑战;28岁,项目取得实质性进展;33岁,其研发的设备质量在与进口设备的较量中全面胜出,且成本不到国外同类设备的三分之一。
今年朱挺35岁,头顶近10个省部级荣誉光环。他坦言自己“很幸运”:“我赶上了中国高铁跨越式发展这一‘天时’,享受到上海及铁路系统鼓励创新、宽容失败的‘地利’,还有研发团队众人拾柴火焰高的‘人和’。”
“中国制造”超越“世界第一”
“朱挺实验室”内悬挂着一段接触线实物——一根长约2米、直径为12.9毫米的铜棒。“所谓接触线,就是为高铁提供动力的电缆线。”朱挺告诉记者,悬于电气化铁路上方的接触线由无数1.8公里长的铜棒组成,列车通过受电弓从接触线上取电,摩擦会对铜棒造成磨耗,局部磨耗过大就会导致接触线发生断裂,影响行车安全。传统的接触式检测,多了一个给接触网带来安全问题的隐患源,无法满足高铁接触网检测的需要。
“接触线使用越久,铜条底部磨耗面就越宽,磨耗异常可以从反光面效果中判断。”朱挺带领团队从磨耗检测入手,采用机器视觉技术成功敲开了“非接触式检测技术”的大门。应用于接触线检测的机器视觉技术,就是通过向接触线打光,再用高速CCD相机采集接触线底面的反光,然后进行图像数据的实时分析处理。
2011年阳春三月,京沪高铁联调联试现场。在中国最高水平的综合检测车上,4号车厢顶是拥有完全自主知识产权的国产“非接触式接触网检测”装置,紧挨着它的5号车顶则装有从国外引进的同类装置。显示器上的几何参数波形图显示:国外设备出现了锯齿状波动,而国产设备平稳运行。在场专家一致认为,“中国制造”的综合性能超越了“世界第一”。此前,这一保障高速铁路接触网安全的基础设施检测技术,全世界仅有德国、意大利和日本掌握。
“没有包袱就能甩开膀子”
上海铁路局管区内的高铁运营里程始终是全国最长的,总体科技水平在全路也数一数二,科研所凭借之前积累的技术优势和信誉拿下了这一铁道部科研项目。朱挺和所里的一干年轻人因此被推上了潮头。
6万元,是朱挺得到的第一笔科研经费。他买来2台CCD高速像机,用1:1的比例在实验室内架设接触网模拟试验平台,通过三角立体测量法对拍摄的图像数据进行实时模拟处理。在寂寞的实验室里,朱挺一次又一次尝到了失败——这间实验室后被命名为“朱挺实验室”。
朱挺回想说,“初生牛犊”有一大好处:“攻关世界技术难题有风险,我的头顶没有任何光环,就算摔一百次都承受得起。”令他感动的是,所领导承受着上级科研进度的巨大压力,却故作轻松地宽慰他:“不要有压力,非接触式是世界难题,攻不下来也很正常。”
没有包袱就甩得开膀子。在完全陌生的领域,他大胆采用了与国外完全逆向的设计思路——国外采用的是“线打光、面采集”的办法,而他采用了“面打光,线采集”。独辟蹊径,却取得了不可思议的成效——在时速380公里的角力下,“朱挺设备”的工作频率达到了当时世界最先进同类设备的数倍:当“世界第一”每隔25厘米才能检测接触线上一个采样点时,“朱挺设备”已将检测间隔缩短为不到3厘米。
“朱挺设备”研制成功,迫使国外将其同类设备从5000万元的报价降低到2000万元,就连高铁技术走在世界前列的法国都派出专家组来上海洽商引进“朱挺设备”。如今,智能化检测正在全国电气化铁路上逐步取代人工检测。
“朱挺设备”要开拓轨交市场
现在,铁路部门每隔10天对高铁接触网进行一次检测。但在朱挺看来,接触网的“健康”情况随时都发生着变化,10天一次“体检”间隔仍然太长。他期待将检测设备直接装上运营列车,实现对接触网的全天候不间断检测。
高铁的很多技术和城市轨道交通相通,很容易向轨道交通拓展;朱挺也想把这一检测技术运用到轨交之上。2011年,朱挺承担了国家“十二五”科技支撑计划“城轨交通基础设施全息化移动检测与运维关键技术及系统研制”的子课题——“接触网安全状态的监测系统研制”项目研发。
不过,将设备“搬上”地铁列车却遇到了技术之外的难题:定制新的地铁车厢费用高,还要等候厂方排入计划;改造现有车辆却遭遇尴尬,车厢内每五六十厘米必须安装抓手,即使利用最后一节编组的角落,仍需要打掉一侧门旁扶手,“运管部门不同意,因为乘客会投诉。”
为了适应地铁运营车辆空间狭小、车辆结构无改动的要求,他的设计方案整整修改了11稿。今年夏天,他终于把针对轨道交通特殊工况而研制的专业接触网检测装置安装到了运营车辆上,“未来的市场前景至少有几十个亿。”
荐稿人:zjy 2013-08-21 执行编辑:zjy 2013-08-21 责任编辑:lry 2013-08-21
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