中國網：2018年6月26日，被命名為“復興號”的中國標準動車組運營一周年。“復興號”的出現，讓中國高鐵從國產化邁向了自主化，開創了驚艷世界的“中國速度”。這背后離不開參與研制我國“復興號”動車組的科技工作者趙紅衛和她的團隊的堅韌務實的精神和不懼挑戰的勇氣。從十幾年前關注高鐵，到作為技術負責人參加高速CRH3型動車組技術引進的談判，再到為“復興號”高鐵網絡控制系統進行原始創新，趙紅衛見證了中國高鐵技術創新的每一步。本期節目，中國網《中國訪談》專訪中國鐵道科學研究院集團有限公司首席工程師趙紅衛。

全國政協委員、中國鐵道科學研究院集團有限公司首席工程師趙紅衛接受中國網專訪。  攝影  董寧

中國網：您是哪一年進入鐵路系統工作的？當時我國的鐵路交通情況又是怎樣的？

趙紅衛：我是1988年上大學，1992年我考了中國鐵道科學研究院研究生，學的是鐵道牽引電氣化與自動化專業，1995年又讀了機車車輛動力學與控制專業的博士。1998年博士畢業之后就留在了鐵道科學研究院，剛開始是在動力學與強度研究室，之后又在電力機車研究室，一直工作到現在。

關于這個鐵路的感受，肯定是非常深刻了。我大學剛畢業的時候，那個時候還是相對來說比較落后，買票也比較難，要排長隊，可能乘車環境也比較差，乘車時間也比較長。我記得有一次我跟一個親戚接另外一個親戚到北京，當時車也是非常少。接到這個親戚之后，在車站就熬了一晚上，然后再買就是另外一趟火車票，那個時間也特別長。

 中國網：我國鐵路交通技術到現在都發生哪些變化呢？

趙紅衛：現在就方便很多了，可能說走就走了。在網上訂個票拎包就可以走，因為你到了車站可以有很多的車次可以選擇，速度也更快了。 所以就是出門旅行好像已經不再像過去似的是一件非常大的事了，應該說更加方便和快捷了。

中國網：2017年6月26日，中國標準動車組“復興號”正式開通運行，并于9月實現了350公里的全球商業運營高鐵最高時速。在“復興號”上，高速動車組254項重要標準當中，中國標準占84%。整體設計和關鍵技術都是中國自主研發的，具有完全自主知識產權。其中，被稱為“復興號”“大腦”的列車網絡控制系統，正是趙紅衛帶領團隊研發的。

 趙紅衛：我所從事的專業是列車網絡控制，它就是又被人們稱為就是整個動車組的“大腦。之所以稱為“大腦”，是因為它要把車上的所有的控制系統（連接起來），相當于一個計算機。比如牽引系統相當于是動車組的動力的來源，制動系統就可以說是相當于汽車的剎車。那么這個網絡系統它就是要協調牽引和制動系統，包括還有輔助系統，空調，車門，就是所有的這些系統基于一個車載的網絡，要把它連接起來，然后再就是用這個列車的控制監視和診斷這樣一套系統完成整個動車組的控制功能。

關于就是說為什么我們要自己來造這個列車網絡控制系統。一個是因為它本身就是列車網絡系統，它就相當于要把所有的系統給串聯起來，它起著一個系統集成的作用。如果我們不去把這個系統集成的這個任務承擔起來，如果是國外的這個系統集成商，那么它就可以對這個子系統去選擇。咱們有了自主化的這個列車網絡控制系統，首先我們的各個子系統的供應商，就我們就可以自己去選擇了。另外網絡系統，它還有很多的部件，包括這個輸入、輸出單元，還有我們叫做列車“大腦”的中央控制單元，那么它起到的是司機手柄指令的發布，到這個牽引制動的執行這樣一個系統的一個控制功能。 另外還有一個系統叫做中央診斷系統，它還會診斷這個設備是不是出現什么問題，有沒有故障，監視這個系統的狀態。那么還會把這些狀態通過有一個叫HMI的人機交互的一個顯示屏呈現給司機，那么司機在得知后面的系統出現問題的時候，他就可以采取一定的導向安全的措施。所以，這個系統在整個動車組上來講非常重要，也是我們要國產化自主化的原因。

 中國網：以前很多技術都是從國外引進的。這一次我們自主研發，可能遇到很多困難，研發的難點在哪？

 趙紅衛：這個難點還是挺多的。就是從幾個方面來講，首先列車網絡控制系統比較龐大，分不同的層級。從一方面來講，它有這個底層的通訊功能，就相當于我們的計算機，你要上網，你必須得有網卡，有網絡通訊的芯片，但是我們最初連這個網絡通訊的芯片都不具備。這個列車網絡控制系統，由于它是只有這個整車的系統集成商才關心，它才去做，所以你從第三方是采購不到的，于是我們就從底層的這個芯片開始研究。

 那么用這個就是FPGA，就是可編程的門陣列，我們在這個上面要進行硬件的編程，就是把通訊協處理器的芯片給它完成。那么之后再讓這個芯片它有一個最小的工作環境，要給它提供電源，要有CPU（中央處理器），要有存儲的相應的一些系統，這樣的話才能把一個網卡研制出來。但是我們所有的這種通訊它是基于產品，我們還要有相應的輸入輸出的網絡產品，還要有這個承擔列車控制這個“大腦”功能的中央控制的單元，還有核心的診斷系統，那么每一個系統它都有，比如CPU、存儲單元、數字信號處理系統，就是每一個系統它都是有一套比較完善的硬件，這個還是基礎。

我們還要在硬件上面還要有軟件開發平臺，因為我們最后要完成的是車的控制功能，所以還要在上面去把整個車的，就是從司機手柄指令的發布這個信號采集過來，然后轉成合理的操作模式，把這個轉成相應的軟件，然后就是這樣的硬件系統，軟件開發平臺上面跑的應用軟件，那么把這樣一套系統搭起來，它這個難度也是非常大。

中國網：面對這些困難和技術壁壘，您的團隊又是怎么克服的？

趙紅衛：其實我們在這個研制過程中還是會遇到很多的挫折、問題。比如在硬件研發的時候，我們就曾經遇到過，這個系統我們已經研制出來了，樣機都已經出來了，但是我們拿到這個試驗室去測試的時候，就發現這個系統它可能受電磁干擾比較嚴重。即使可能你在試驗室已經考慮到各種困難，各種干擾，但可能到了現場還會遇到一些問題，還會對你的系統產生影響，而且到了現場可能這種影響就更復雜了，有的時候可能不是你自己本身的問題，可能是別的系統的問題。

可以說我們是有一個比較好的團隊，那么一個是大家不怕吃苦，另外就是比較善于鉆研。最重要的是我們還能夠就是化整為零，把比較復雜的工作給分解成一步一步的。比如我們現在的團隊，我們有做這個通訊系統研發的，那么就專門研制這個底層的通訊的協議，通訊的芯片。那么還有一部分人他是做硬件系統的研發，我們還有做這個軟件開發平臺，這樣的一部分人，他要把這個硬件上面的驅動完成。那么還有一部分人是做軟件系統開發的，它是利用這個軟件的模塊，然后再逐漸的達到車的控制功能。另外我們還有做測試系統的人，就是測試系統，它要把整個車的這個功能測試出來，然后要完成一定的系統構建，所以就是我們會把整個的這個工作進行分解，然后不同的人、不同的專家，還有這個技術骨干共同去參與把這個事情完成。

全國政協委員、中國鐵道科學研究院首席工程師趙紅衛談為何要實現高鐵網絡控制系統的自主化。  攝影 董寧

中國網：2016年7月15日，兩列中國標準動車組在鄭徐高鐵成功完成交會試驗。當列車速度漸漸降下來后，試驗團隊開始在車廂里互相握手表示祝賀，趙紅衛更是難以抑制激動的心情。這一天，中國高鐵一舉創下兩個世界第一：擬運營高鐵動車組列車第一次跑出時速420公里。趙紅衛團隊設計的控制系統，讓兩列不同廠家制造的動車組神奇地聯掛在了一起，創造了兩個廠家動車組重聯的國際先例。

 中國網：這樣的交會試驗難度究竟有多大？

 趙紅衛：應該說我們之前還是做了很多比較充分的準備。第一個是我們之前沒有跑過這么高的速度，那么我們通常的，比如這個車它的設計時速是350公里，我們會在這個行駛試驗的時候就是讓它（達到）110%，就是會跑到（時速）385公里，那么（時速）385公里和這個（時速）420公里之間還是有比較大的差距，所以我們在試驗的時候是逐級提速的。在提速的過程中我們會關注很多系統的狀態和響應，那我們必須得在比較有把握的情況下才會做下一步的試驗。 另外就是我們在（做）這個試驗，因為我們鐵道科學研究院也是長期在做這個整車的聯調聯試，還有科學試驗整車的行駛試驗，所以我們也有很多各方面的經驗，我們會制定比較周密的計劃。所以我們認為就是只要我們計劃設計的得當，我們會提前預知它的這個試驗的情況，所以不會做那種盲目的冒險。

中國網：從最初的綠皮車，到后來的紅皮的空調車，再到如今的高鐵動車，我國鐵路這一路走來，您感觸最深的是什么？

趙紅衛：應該說其實鐵路之所以取得當前的這些成績，是和整個鐵路總公司，包括中車、各個集團，產學研共同合作，然后共同為一個目標去努力，我覺得是分不開的。你比如現在我們國家已經建立了比較完善的技術體系，我們可能除了大家看到的咱們的客車的發展，我們還有重載鐵路，就是我們有普速鐵路重載，比如大秦線。我們還有高寒系列的動車，然后另外我們還有這個高鐵動車組，建立了比較完善的技術體系。

另外一個角度上來講，就是從高鐵來講，我們也是建立了比較完善的技術體系。從這個線路橋梁的建設，我們有工務工程，那么它是這個路基是基礎，我們橋梁的建造技術，我們的隧道建造技術在國際上都是非常領先的。然后再有我們就是這個車高端的裝備，那么它這個以“復興號”為代表的的動車組也是最先進的。

另外我們還有牽引供電系統，那么就是能夠適應（時速）350公里運行的供電網，那么它也是這個大張力的這種供電網，那么也是我們國家根據運營要求來設計建造的。

還有這個列控系統，我們有C3，這個C2就滿足不同速度等級的列車控制系統，我們還有這個運營調度，還有風險防控，就是我們有這樣一個比較龐大的一個技術體系，然后另外我們有各個方面、各個專業的這種專家。我們都有很多的人在為這個高鐵事業，為我們國家的鐵路事業在奮斗。

中國網：2018年全國“兩會”期間，作為首位亮相“委員通道”的女政協委員，趙紅衛的回答給人留下了深刻的印象，充分體現出一名科技工作者的精準和嚴謹。十幾年時間，從追趕到引領，從中國制造到中國標準，中國高鐵走過了高效而輝煌的引進、消化、吸收和創新之路。

中國網：那您認為實現高鐵自主化，對我國鐵路事業的發展又產生了怎樣的影響？

趙紅衛：我認為可能不光是鐵路行業，各個行業都是一樣的。如果就是你要想真正的掌握技術，靠錢買不來的，必須得靠我們自主的設計研制制造，這一點我們是深有體會的。我印象最初我們在做這個列車網絡控制系統的軟件聯調的時候，我們就需要有一個半實物的仿真試驗臺。當時我們說我們能不能快一點去建造，能不能直接采購國外的一些設備，然后能夠把這個系統構建起來。但是當國外（一些企業）了解我們要做什么，要完成什么樣的工作的時候，那么他們就斷然拒絕了。這樣也就是迫使我們自己不得不自己去把這樣一套系統，包括測試環境，我們的這個硬件的平臺，軟件的平臺完全靠自主去搭建起來。

另外，原先我們可能比如有一些車型我們在運用的時候，那么這個車可能在國外的這種環境它運行的非常好，因為它可能運行不像我們使用的這么頻繁。另外它可能也不像我們國家使用的地域這么遼闊，就是晚上可能還在哈爾濱，白天就到了廣州了，它這個交路這么長，這是我們國家的特色，但是它這個車比如到了我們國家就不適應。我們就提出來一些改進的意見。有的時候我們連改進的方案都提出來了，但是他一方面就是說可能我要要錢，或者是他說你得給我時間。但是咱們的運營很緊張，有的時候這個時間是等不起的。

 然后另外還有各種的原因，所以就逼迫的你不得已，你只能夠自己根據咱們國家線路運營的條件，去研制適應我們國家自己的動車組。我們按照我們自己的標準來設計我們自己的動車組，最后我們才能夠滿足我們乘客大眾出行的這種需求。

 中國網：十幾年的時間，從追趕到引領，從中國制造到中國標準，現在中國高鐵其實追求的不僅僅是速度，更多的是一些核心的技術部分。那未來我國高鐵動車組又會在哪些方向發展呢？

趙紅衛：未來的動車組我認為會朝著幾個方向發展。一方面是系列化的方向，因為我們有了這個“復興號”動車組的平臺，那么這個平臺我們是完全自主的，包括底層的這個硬件，軟件，還有上面的車體轉向架，還有我們的牽引制動網絡，所有系統軟件代碼我們都是自主編寫的。那么這樣的一個平臺我們會覆蓋不同的速度等級，比如（時速）250公里的，還有（時速）160公里的覆蓋不同的速度等級，因為我們現在的這個平臺一個是滿足我們國家的運營需求，另外它具有互聯互通的特性，然后還有就是我們這樣一個平臺，它整體的運營成本相對來說也是比較低，能滿足我們國家的運營的需求。

另外我們還會朝著更加綠色、更加智能的方向發展。 因為我們各個行業都在沿著綠色的方向（發展），就是更加節能，更加環保，那么就是二氧化碳的排放量更低。比如“復興號”上，你看它整個的車的頭型設計是采用流線型的車頭，那么它的這個運行的阻力比既有的和諧號也是降低了12%。那么這樣的話就是它在（時速）350公里運行的時候，它這個能耗就會更低。

另外，我們還會采用輕量化的車體轉向架，就使這個車更加輕量化，那么也是對它這個節能的，最后節能這方面是有貢獻的。

另外我們也會采用更加節能環保、可降解的一些材料，就是對環境的污染最小，那么這個也是我們發展方向。

我們也會朝著更加智能的方向發展。比如在京張高鐵上，我們一方面就是會采用自動駕駛，有人值守的這樣一種方式。那么司機只要按一下按鈕，這個車就可以啟動加速，然后自動停車，精準停車到位，那么這就是自動駕駛這部分。然后同時它的智能還體現在對車的控制，還有這個（對）它的診斷，這方面會進一步的完善，車本身還會有更多的傳感器，那么能夠智能的感知車輛的狀態。當檢測到異常的時候，能夠自動導向安全停車，然后就通過這樣的一些智能化的手段使這個車更加安全。然后同時我們也會考慮研發能夠提高整車的舒適性方面的一些技術。

中國網：應該說現在我國高鐵動車組的一些自主研發的技術算是比較成熟了，那當前在“走出去”的這一塊表現怎么樣？

趙紅衛：目前，我們也和國外的一些供應商簽訂了一些合同和合作意向，比如像是中泰，雅萬高鐵上也有一些合作，另外有一些項目上他們還明確提出來要采用中國的標準。所以我們高鐵是這個一張亮麗的名片，我們也希望這個高鐵能夠走出國門。

中國網：好，謝謝，謝謝您接受中國訪談的專訪。

（本期人員——責編：裴希婷；主持：段冰，攝像：常智博；攝影：董寧；主編：鄭海濱）