你知道嗎？在全國所有投用的鐵路、地鐵列車上都安裝有碰撞安全防護裝置，它可以確保列車在一定速度下發生碰撞時不擠壓、不脫軌、不翻車。這種裝置來自2021年度四川省科學技術進步獎一等獎——“列車碰撞安全關鍵技術及應用”科研項目成果。

它是怎麼誕生的？又如何保護列車上人員的安全？近日，記者來到西南交通大學，採訪了該項目的第一完成人——西南交通大學牽引動力國家重點實驗室研究員肖守訥。

【人物名片】

肖守訥，西南交通大學牽引動力國家重點實驗室研究員

●獲獎情況：

2021年度四川省科學技術進步獎一等獎

●獲獎項目：

列車碰撞安全關鍵技術及應用

●項目點擊：

列車碰撞安全防護的最終目的在於通過吸能裝置消耗巨大的沖擊能量，確保不擠壓、不脫軌、不翻車，保護司乘人員安全

從材料入手，讓列車相撞實現“不擠壓、不脫軌、不翻車”

走進肖守訥的辦公室，映入眼帘的是佔了一整面牆的書櫃。書櫃前靠著一輛自行車。“它是用一種新型復合材料做的，非常輕。”肖守訥一隻手輕鬆舉起自行車介紹，這種材料已被應用到研究成果的開發中。

列車碰撞的安全防護，怎麼和材料扯上了關系？

肖守訥解釋，兩輛汽車相撞時，是通過車身前方的保險杠破壞或破碎來“消化”撞擊產生的能量，並結合安全氣囊和安全帶，延緩對車內乘客的沖擊。列車也類似，通過在車上安裝吸能裝置，消耗巨大的沖擊能量，延緩碰撞時發生大變形的時間，來減少撞擊的加速度、峰值力，進而保護車上人員。

但與汽車不同的是：列車由多個車廂組成，沒有安全輔助等約束系統﹔列車動能更大，撞擊時產生的沖擊力遠大於汽車，僅靠吸能裝置並不能完全“消化”掉。

怎麼辦？肖守訥的團隊提出一種思路：從列車的結構入手，通過優良的設計和適宜的材料，使得撞擊下的力流分配更合理，不會讓車體結構產生大變形。

無論是車體還是吸能裝置都需要使用金屬材料或高分子材料。因此，幾乎每種符合條件的新型材料，都被肖守訥的研究團隊拿來做過試驗。肖守訥嘗試把吸能裝置和列車防止爬車、翻車的穩定性結構放在一起，研發出了一整套吸能裝置。

經過不斷摸索，肖守訥和團隊找到了列車碰撞能量分布傳遞的原理，攻克碰撞能量控制技術難題，並和中車長客等軌道車輛研制廠家合作，將研究成果用於指導車輛生產，實現列車碰撞安全裝置體系化設計制造及裝車運營。經仿真測試和具體實踐，運用了這一成果的車輛，在一定時速下相撞，列車每5米長度變形值在50毫米以內，實現了“不擠壓、不脫軌、不翻車”。

研究從無到有，支撐軌道交通重大裝備“走出去”

談起開展這項科研的初衷，肖守訥說，列車碰撞是小概率事件，但一旦發生，容易車毀人亡，所以碰撞安全防護就是最后一道防線。

1998年，肖守訥開始列車碰撞安全防護方向的研究時，國內軌道交通才剛起步。他查閱大量書籍、文獻，從列車碰撞產生破壞的原理入手，向汽車碰撞的安全防護借鑒經驗，不停查找原因、攻克難題、予以應用，又不斷優化。

2018年，肖守訥研究團隊和青島四方、中南大學等單位共同發布“動車組車體耐撞性要求及驗証”的標准，成為全國“動車組碰撞安全標准”的行業標准。

2020年，中國工程院院士譚建榮任驗收評價組組長，對“列車碰撞安全關鍵技術及應用”科研項目成果進行驗收評價。評價委員會認為，該技術整體達到國際同類技術的先進水平，其中“列車碰撞動態失穩行為機理與表征、列車碰撞能量模擬與優化技術處於國際領先水平”。

科研成果支撐軌道交通重大裝備“走出去”。現在，利用該成果開發的列車縱向、垂向和橫向柔性防護成套裝置在高速動車組和地鐵列車上已得到廣泛應用，產品出口美國、印度、伊朗等國家和地區，近3年安裝成套裝置的產品銷售收入523億元。按應用証明貢獻率約2.35%計算，該成果帶來直接經濟效益12.3億元。

以肖守訥為學術帶頭人的“結構強度復合材料輕量化與碰撞研究團隊”也發展壯大為近70人的科研隊伍，在碰撞安全、結構強度、振動疲勞、數字化設計、復合材料及輕量化5個方向，進行更深入研究。

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還要更快更輕更新

“要更快、更輕、更新！”肖守訥說。

與我們理解的兩車高速行進中相撞不同，業界對動車組相撞試驗有明確的速度要求。

經碰撞事故統計，列車碰撞事故多發生在低速行駛時，比如平交道、進出站時。因此，國內外標准規定的碰撞試驗速度，是動車時速36公裡、地鐵時速25公裡。既有的研究成果，對在這一時速下的列車相撞，可起到有效防護。

如何讓列車碰撞試驗時速更快？幾年前，肖守訥研究團隊已著手進行時速48公裡的列車碰撞安全防護。今年春節前，肖守訥研究團隊進行了一項元件級的性能試驗，証明了一種新型復合材料的安全防護作用，“試驗結果非常理想！”（四川日報全媒體記者 王眉靈）

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