听国家卓越工程师讲述大国交通

今天是第八个“全国科技工作者日”

向交通运输行业科技工作者致敬

节日快乐！

在这个特殊的日子里，我们邀请“国家卓越工程师”朱衍波，贵州交通山区峡谷桥梁建造技术团队、城市轨道交通系统安全与运维保障国家工程研究中心两支“国家卓越工程师团队”，听他们讲述加快建设交通强国中的科技创新故事，感受他们将智慧和汗水凝结成一项项重大工程和一个个技术突破的不懈追求。

朱衍波

朱衍波，民航数据通信有限责任公司首席科学家，空地一体新航行系统技术全国重点实验室副主任，致力于中国民航新航行系统重大工程的自主研发与建设；推动北斗系统正式加入国际民航组织标准，使我国跻身全球航空卫星导航先进行列；带领团队获得国家技术发明奖一等奖1项、国家科学技术进步奖一等奖1项，国家科学技术进步奖二等奖4项等荣誉。

“空中航道”更加安全畅通

空中航行系统是保障空中交通安全高效运行的重要信息基础设施。传统陆基空中航行系统依赖地面通信、导航与监视设施，在民航全球化、高密度运行条件下面临“联不通”“看不全”“管不细”等问题。国际民用航空组织（ICAO）在1991年召开的第10次航行大会提出，全球民航将发展以地空数据通信、卫星导航为核心的新一代空中航行系统。

我国“九五”期间，中国民用航空总局在全国空管发展规划中，将民航甚高频低空数据通信网列为建设重点。“当时我在北京航空航天大学电子工程系就读硕士学位，在导师张其善教授和师兄张军（现为中国工程院院士）的指导下，参与了民航甚高频地空数据通信网项目的技术可行性研究与论证。”朱衍波说，正是这段经历，激发了他对民航新航行系统的浓厚兴趣，也确定了自己未来的钻研方向。

从一无所有到全球第三

1996年，中国民用航空总局批准组建民航数据通信有限责任公司，承担中国民航地空数据通信网的研发、建设与运营。作为公司初创人员和技术总负责，朱衍波带领团队投入全部精力，参与建设我国民航第一个地空数据通信网络基础设施。

彼时，我国地空数据链通信发展正面临着技术积累匮乏、标准掌握不透、研发能力不足等问题。地空通信网如何兼容不同能力的机载设备，我国数据通信网如何与国际数据通信网实现互联互通……项目初期，这些摆在团队面前的难题远超预期。但朱衍波在真切感受到挑战的同时，也更坚定了攻坚的决心。

面对起点低、基础弱的现状，朱衍波带领团队主动向国内外行业专家请教，紧盯国际先进技术，逐步设计出集开放性、先进性和可靠性于一体的地空数据通信网技术方案。自1996年建设至今，我国民航甚高频地空数据通信网已建成近200座地面站，日均服务航班超过1.6万架次。民航数据通信有限责任公司也因此成为了全球第三大地空数据通信服务提供商。

依托已建成的地空通信网络基础设施，朱衍波带领团队又开始攻克地空数字化协同管制技术。经过近10年的自主攻关和试点应用，实现了中国民航数字化协同管制服务从无到有的跨越式发展。以机场塔台数字化情报服务为例，数字化管制避免了飞行员排队轮候管制指令和抄录及复诵的时间，飞行员获取起降信息的时间由平均55秒大幅缩减到5秒。

13年努力梦圆北斗

对我国而言，北斗卫星导航系统肩负着保障国民经济发展和国防安全的重要使命，其安全性和高等级的性能，可为民航的通信导航提供服务。作为ICAO导航系统专家组专家，朱衍波带领团队提出启动北斗系统国际标准验证的工作建议，该建议于2010年被ICAO接受。

自此，朱衍波团队开启了“北斗民航国际标准化推进工程”的科研征程。在随后的10余年里，朱衍波团队先后攻克了北斗系统航空服务性能体系化的各项测试技术，提出北斗系统在航空服务精度、完好性、连续性、可用性等12类189项指标的测试方法，有效支撑北斗系统全部性能指标的国际组织验证。

2023年年底，包含北斗系统标准和建议措施的《国际民用航空公约》及相关附件正式生效，北斗系统成为全球民航通用的卫星导航系统，标志着北斗系统完全具备了提供市场化、产业化、国际化应用的能力。自立项之日算起，朱衍波为这一天努力了13年。

加入ICAO标准并不是结束，还需要通过多个国际航空工业标准体系验证。当前，团队科研人员在青海、贵州、香港、山东等多地机场完成无人机航空服务性能飞行测试，在全国所有机场随机搭载进行测试，并在北京、广东珠海、黑龙江鸡西、湖北宜昌、重庆、山东东营6个城市间完成特许飞行测试。这些科研结果都将为北斗系统后续的国际工业化进程提供重要依据。

贵州交通

山区峡谷桥梁建造技术团队

贵州交通山区峡谷桥梁建造技术团队由贵州交建集团总工程师韩洪举领衔，全国人大代表、全国劳模、全国“十大桥梁人物”张胜林等16名桥梁专家组成。成员或擅长结构设计，或精于建造工艺，或主攻材料创新，不断攻克建造环境复杂多变、传统工艺无法施展、生态环境脆弱等世界性难题，在贵州高原的奇峰险谷之间，缔造了“世界桥梁博物馆”。

在奇峰险谷间

缔造“世界桥梁博物馆”

贵州花江峡谷大桥建设现场，搭乘施工电梯往上爬升，迈出电梯那一刻，峡谷吹来的风，径直从耳边呼啸而过。眼前是近200米高的桥塔平台，江水在脚下流淌，心跳突然加速。作为世界在建第一高桥，大桥全长近3公里，桥面与水面垂直高度达625米，相当于200多层楼高。建成后，驾车横穿峡谷的时间将从过去的2个小时缩短至2分钟。

对于贵州桥梁建造者而言，这样的挑战可谓“家常便饭”。花江峡谷大桥背后，就是一支依托贵州交建集团组建的“国家卓越工程师团队”——贵州交通山区峡谷桥梁建造技术团队，他们最为擅长在悬崖绝壁处大显身手，至今已建造了12座“世界第一”桥，首创了7项国际领先技术，引领世界山区峡谷桥梁建造技术发展。

上百项技术创新遥遥领先

贵州典型的喀斯特地形地貌，造就了近126万座山头。桥梁建造面临运输困难、场地狭窄、气候多变、大型设备无法施展等难题。团队不断进行方案比选、技术论证、实验对比，开创了上百项具有国内、国际领先水平的山区峡谷桥梁建造技术。

在磅礴乌蒙山区中，独特的地形造就了墩高196米、3跨320米的预应力混凝土空腹式连续刚构桥——六枝大桥。面对极大跨径、超高墩桥梁带来的极大建造难度，团队提出“一桥三工艺”，创新组合拱桥、斜拉桥和连续刚构桥3种桥型施工工艺，破解了建设难题。在花鱼洞大桥拆除重建过程中，团队为了将对环境和水源的影响降到最小，创造性提出“利用旧桥建新拱、采用新拱拆旧桥”建设方案，实现了旧桥混凝土100%循环利用、钢材100%回收。

在北盘江大桥上，团队提出“主梁纵移悬拼工艺”，实现狭窄地形条件下大跨径斜拉桥钢结构大节段吊装和高精度拼装，成为世界特大跨径钢桁梁斜拉桥的典范。

在平塘大桥建设过程中，团队创新提出“中塔塔梁铰接、边塔竖向支撑”的多塔高墩大跨度斜拉桥结构体系，高332米的钻石高塔设计汲取了苗族裙摆元素，充分体现了力与美的结合。以花江峡谷大桥为代表，风环境复杂是每一座山区峡谷大跨度高桥都要面临的建设难题。团队提出新的评价标准用于桥梁设计及运营管理，为峡谷桥风荷载计算模型的建立提供了重要支撑。

平塘大桥。贵州交建集团供图

干世界级工程就像走钢丝

多年来，团队用一个个工艺工法的创新与实践，打造了一座座巍然屹立于贵州高原的品质“坐标”。

他们首创“拱桥塔架自平衡控制方法”，运用“BIM+3D扫描”技术，实现了山区桥梁高品质建造；

他们首创“自适应现浇拱架”，实现跨径150米内钢筋混凝土拱桥主拱圈施工一套拱架全覆盖；

他们研发出陡峭地形条件桥梁下构施工渣土智慧运转施工工法，减少场区便道施工造成的环境破坏。

……

干世界级工程就像是走钢丝，每一步都要小心翼翼。从适应峡谷自然环境到一颗螺丝钉材质、型号的选择，团队无不精益求精，致力于推动山区工业化建造、精细化施工。例如木蓬特大桥的施工方案，从构思到最终稿，团队成员一干就是120天，经历了9次修改，每一稿有几百页图纸、计算书，稿子摞起来比桌子还高。

在团队成员眼中，大家的创新基因正是在不断克服跨径、高度的挑战中被激活，让贵州成为畅通的“高速平原”，也正是这种长期的务实执着，让每一项新工艺得以从施工蓝图变为现实。

每一分努力都不会被辜负，一大批桥梁建设人才在实践中成长积累。受益于技术、人才，贵州桥梁建设有了巨大潜力。这些年，团队成体系攻克了山区千米级悬索桥、大跨径斜拉桥、大跨径拱桥、连续刚构桥等一批关键建造技术，为世界桥梁建设贡献了“贵州智慧”。

城市轨道交通系统

安全与运维保障国家工程研究中心

城市轨道交通系统安全与运维保障国家工程研究中心，依托广州地铁集团建设和运作，是唯一一个由地铁建设与运营企业牵头组建的国家级创新平台。多年来，中心牵头承担国家、省部级重大科技项目60余项，先后获得市级以上奖励140余项、授权发明专利120余项，构建了具有自主知识产权的城市轨道交通成套技术体系。

“智慧大脑”

服务超大城市地铁安全运行

广州，一座拥有超过1800万人口的超级城市，在这座城市的地下，每天有900万人次搭乘地铁穿行。如何让地铁运营维护更加安全、先进、经济，是一个世界性的挑战。近年来，“国家卓越工程师团队”——城市轨道交通系统安全与运维保障国家工程研究中心（简称中心）推出了“智慧大脑”等一系列有影响力的研究成果，持续提升城轨系统安全与运维保障能力。

根植粤港澳大湾区、服务“轨道上的大湾区”国家战略，是中心全方位连接发展需求和先进技术的强有力纽带。多年来，中心研究成果已覆盖广州地铁负责运营的1139公里的轨道交通线路，显著提升线网运行的安全性、可靠性，服务质量位居世界前列。相关研究成果还将应用于粤港澳大湾区在建的20条全长567公里地铁和城际线路。中心还孵化成立了5家高新技术公司，培育壮大了一批机电装备制造企业，助力广州市轨道交通产业产值超2500亿元，引领行业高质量发展。

磨利剑列车正点率超过99.99%

随着我国城市轨道交通蓬勃发展，多数设备实现了国产化，但号称列车运行大脑的信号系统曾主要依赖于进口，一度制约了城市轨道交通的进一步发展。研发具有自主知识产权的信号系统，迫在眉睫。

2008年，在国家自主创新政策的指引下，中心联合国内顶尖科研院所启动研发基于无线通信的列车控制信号系统（CBTC），从系统研发、产品认证到动车试验进行了一系列的攻关创新，最终成功攻克列车自动防护、全自动驾驶、列车运行自动调整等10余项核心技术，成功研制出MTC—Ⅰ型CBTC信号系统。2016年年底，该信号系统在广州地铁7号线一期投入使用。线路运营至今，列车正点率超过99.99%，时刻表兑现率超过99.99%。

此外，中心还先后承担完成了国家重点研发计划项目、国家发展和改革委员会示范工程，突破了复杂环境下的行车设备服役能力保持、行车关键装备主动运维等关键技术，构建了轨道交通行车监测、预警以及运维的技术体系与标准，实现了对列车及环境运行状态的实时监测和安全评估。

2021年，中心牵头实施的国家重点研发计划——“面向典型行业的新一代通信与网络应用示范”得到业界高度认可，获得了GSMA全球移动大奖“最佳移动互联经济创新奖”。中心还与腾讯联合研发轨道交通智慧操作系统——穗腾，其中“一键开关站”等智慧车站应用上线后，原本需要1个小时完成的巡站工作，现在10分钟即可完成。

闯禁区破解世界性工程难题

广州地质条件复杂，既有浅层软弱流淌的淤泥层，也有深层坚如磐石的花岗岩地层，甚至隐藏着绵延数十米高的溶洞，被称作盾构隧道施工的禁区。

要修建地铁，就必须克服这些“拦路虎”。中心率先开展复合底层盾构技术自主化探索，提出和定义了复合地层、泥饼、喷涌、滞排、有效推力等一系列复合地层盾构施工技术的新概念和新方法，大大拓宽隧道和地下空间掘进机的地质适应性，保障工程安全和顺利，推动和引领国家盾构装备及工程技术全面走在世界前列。

经过不断努力探索，中心产出了众多复合地层盾构施工技术成果，出版《复合地层盾构施工技术》《衡盾泥辅助盾构施工技术》等20余本专著，“盾构施工衡盾泥辅助带压进仓关键技术”“富水岩溶发育条件下复合地层地铁盾构工程成套关键技术研究与应用”获广东省科技进步一等奖，“复合地层盾构施工关键技术创新与实践”获得广东省科技进步二等奖。

作者丨安睿智  周云霞  刘瑾龙  穗铁宣