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，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、饑餓和生怕錢不夠的惶恐?！澳欠N感覺就好像挨了當(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，那時就想，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)了改變中國鐵路落后面貌的想法。

隨后40余年的時間流轉(zhuǎn)，火車六次提速、高鐵從無到有，我國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，讓人生與中國鐵路發(fā)展“耦合”。

車輛與軌道耦合

創(chuàng)新鐵路工程動力學(xué)理論

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

“車是在軌道上跑，兩者是一個互相依存的整體，它們?yōu)槭裁床辉谝黄鹧芯磕?？”?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態(tài)行為。

在傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)權(quán)威面前，這個設(shè)想十分大膽。而面對這樣一個復(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力學(xué)研究中，就已經(jīng)面臨“算不動”的難題，迫切需要一個適配的算法，這個任務(wù)就交給了翟婉明。

翟婉明將時間與精力傾注在這一研究上，夜以繼日地思考。在一個凌晨，半夢半醒的他突然靈機(jī)一動，想到可以結(jié)合著名的紐馬克方法，反向利用隱式時間積分方法，從而構(gòu)建快速顯式數(shù)值積分方法，“當(dāng)時一下從床上爬起來，趕緊把它寫下來，然后如饑似渴地推導(dǎo)?！?/p>

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

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

當(dāng)時計(jì)算機(jī)資源不足，翟婉明就錯峰使用學(xué)校的計(jì)算機(jī)房。白天機(jī)房里人多，爭著用計(jì)算機(jī)，他就開展理論推導(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)同時計(jì)算。第二天在別人來之前，他早早地把計(jì)算出來的一大批數(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—軌道耦合動力學(xué)”理論，結(jié)束了長期以來將機(jī)車車輛和軌道割裂開來研究的局面，為我國后來的火車提速和高鐵建設(shè)奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，這一理論體系在國際上被稱作“翟模型”。

理論與實(shí)踐耦合

深耕中國高鐵發(fā)展戰(zhàn)略

中國地域面積廣、地形地貌復(fù)雜，為高鐵建設(shè)帶來的挑戰(zhàn)之多，世界罕見。而在高鐵建設(shè)初期，最大的挑戰(zhàn)是沒有設(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)動力學(xué)理論來科學(xué)預(yù)測高速行車的動態(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，我們在線路設(shè)計(jì)圖紙階段，就能把行車的狀態(tài)模擬出來，從而不斷優(yōu)化調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)?！钡酝衩鹘榻B說，高鐵建設(shè)成本高，絕不是“摸著石頭過河”，必須確保萬無一失。

當(dāng)然，理論的突破離不開實(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)場尋找答案，開展了大量調(diào)研和現(xiàn)場試驗(yàn)。像2008年京津城際高鐵開通之前，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力學(xué)性能指標(biāo)，他帶著測試團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場一待就是35天。

“當(dāng)時他一直和大家在測試工棚開展測試，到現(xiàn)場去掌握第一手的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對于驗(yàn)證理論模型的正確性至關(guān)重要。”趙春發(fā)1998年讀博士時就已經(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)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室列車與線路研究所副所長，他回憶說，由于線路上白天有列車運(yùn)營，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，一直激勵著整個團(tuán)隊(duì)，“即使是現(xiàn)在，遇到重大數(shù)據(jù)的采集時，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)中國軌道交通引領(lǐng)世界的夢想，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，要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，科研和教學(xué)是分不開的，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)踐中解決真問題。”李鵬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，導(dǎo)師以實(shí)際行動激勵大家既要有服務(wù)國家戰(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期主講“鐵路大系統(tǒng)動力學(xué)理論”“車輛—軌道耦合動力學(xué)”兩門課程，這兩門課程是車輛工程、載運(yùn)工具運(yùn)用工程兩個國家級重點(diǎn)學(xué)科的主干專業(yè)課。他的理論專著《車輛—軌道耦合動力學(xué)》，隨著我國高鐵建設(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。“鐵軌上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注意到，經(jīng)常是改得一片紅。”羅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100位，他們活躍在我國高速鐵路、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。（中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)記者 葛仁鑫）