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杨丹
杨丹, 1962年5月出生。现任西南交通大学校长、教授。九三学社中央委员。兼任教育部软件工程教学指导委员 会副主任委员,中国高等教育学会工程教育专业委员会副理事长,重庆市人民政府参事,第六届成都市科学技术顾问,团顾问等。

成 果

  主要从事计算机软件与理论(包括服务计算、计算机视觉、系统工程等)研究,主持国家重点研发计划项目、国家“863”项目、国家自然科学基金、科技部国家重大专项、重庆市科委重大科技攻关项目、重庆市重点产业共性关键技术创新专项等项目30余项;在IEEETPAMI、IEEETIP等国内外期刊和CVPR等国际学术会议发表论文150余篇,出版专著2部,获得中国高校自然科学一等奖、重庆市发明一等奖、省部级科技进步三等奖等科技奖项。获国家级优秀教学成果二等奖4项。

专 访

  进入新世纪以来,随着以互联网、大数据、人工智能为主的新一代信息技术革命兴起,一系列颠覆性的新兴技术正在改变全球产业格局,并加快推进全球产业走向下一个新的发展阶段。为了应对这场来势汹汹的科技大变革,在2020年的“两会”上,包含了信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施的“新基建”首次被写进了政府工作报告中。如果说传统基建是指铁路、公路、机场等事关国民经济大动脉的交通建设,那么新基建则是我国在这场新信息技术革命中展开的最大规模新型基础设施建设工程。
 
  然而,“罗马不是一天建成的”,新基建也并非一朝一夕之功。“轨道交通作为新基建的重点领域,在新基建时代,既拥有大量的机遇也面临着巨大的挑战。”当记者问起新基建时代的轨道交通建设时,西南交通大学(以下简称“西南交大”)新上任的校长杨丹发出了这样的感慨。他告诉记者:“西南交大是一所百年高校,也是我国最早的铁路高等学府,在为轨道交通探索新时期发展道路的过程中,同样面临着新的机遇与挑战。”
 
  新基建时代的轨道交通是什么样子?轨道交通如何面对新基建的挑战?西南交大作为一所百年高校,在新基建时代又将如何引领创新技术的发展?近日,《世界轨道交通》记者对西南交大校长杨丹进行了一次深度专访。
 
  记者见到杨丹时,是在一个炎夏的午后,正值暑假期间,校园里没有了往日的喧哗,十分安静。在校长办公室里,杨丹依旧忙碌地工作着,并未因暑假而有半分轻松。当记者向他说明来历时,他笑道:“巧了,我有个关于新基建的资料也正在整理中。”关于新基建,关于西南交大在新时期的发展,杨丹向记者娓娓道来。
 
  “新基建”下的机遇与挑战
 
  当前我国正处在由交通大国向交通强国迈进的关键时期。过去几十年,轨道交通的建设奠定了我国城市化发展的基础。今天我国推进的新基建计划中,轨道交通仍是新时代交通强国建设的重点领域。杨丹表示,随着新一轮科技革命的热浪滚滚而来,新基建时代的轨道交通在与新科技相结合过程中,即充满了机遇又面临着新的挑战。
 
  科技与产业亟待深度融合
 
  相较于传统的铁路、公路、桥梁等老基建,新基建包括城际高速铁路和城际轨道交通、大数据中心、人工智能等七大领域。在新基建时代,轨道交通各个领域亟待与前沿科技深度融合。杨丹结合手中关于新基建的资料,向记者详细道来:
 
  从产业方面来看,新基建时代的轨道交通拓展了新的产业链条。在新基建的背景下,以城际高速铁路和城际轨道交通为中心的轨道交通体系需要广泛利用5G、大数据、人工智能等技术来进行网络化、智能化建设,并且这些技术将成为新的智能交通产业关键基础设施。
 
  从科技方面来看,新基建时代的轨道交通急需开展关键技术的科研攻关。为了构筑满足智能社会需求的交通基础设施,需要在轨道交通智能建造、智能装备、智能制造、智能牵引供电、智能调度系统、智能运维、智慧城市、城市安全等方面加大力度开展关键性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术等科研攻关,建立更安全、更智能、更绿色、更高效的轨道交通体系。
 
  从应用方面来看,未来人工智能、大数据等新兴技术将在轨道交通各个领域得到更广泛的应用。目前物联网、移动互联网等技术已先后应用于城市轨道交通等相关的行业,一方面为相关技术与轨道交通行业深度融合提供了应用场景,另一方面也为轨道交通行业的智能化发展提供新的助力和关键技术支撑。
 
  谈到轨道交通与新科技融合时,杨丹再三强调:“新基建时代的大数据、人工智能等技术在扩展应用空间的同时,也为轨道交通的创新提供了难得的机遇。新科技将与轨道交通产业互相促进、共同创新,从而真正实现中国社会的智能化发展。”
 
  新基建时代的四大挑战
 
  在新基建时代,融合了前沿科技的轨道交通不仅是未来智能化社会技术升级、产业转型、数据汇聚的重要平台和载体,也是推动轨道交通产业自身向城市化、智能化方向发展的基础。但目前,我国轨道交通在与创新前沿技术融合过程中仍然面临着四大挑战。杨丹指着手中的资料,向记者进一步解释:
 
  一是轨道交通大数据的加速爆发亟需新的方法与技术手段来进行研究开发应用。近年来,随着我国轨道交通运营里程的持续增长,以高铁、地铁、轻轨、磁悬浮列车等为代表的轨道交通成为了公共交通的重要组成部分。而随着轨道交通线网的物联网化和智能化发展,轨道交通各个系统所产生的大数据也开始爆炸式增长,目前传统的研究方法与技术手段在轨道交通智能化管理方面日益显得力不从心,因此需要采取新的方法与技术对加速增长的轨道交通大数据进行分析研究。
 
  此外,在轨道交通数据资源开始爆发式增长的前提下,如何有效开发利用也是行业进一步发展的重要支撑条件。杨丹举了个例子:“比如,未来我国在进行综合交通网络建设时,需要构建国家级、区域级的交通大数据中心,并以此来打破各个交通系统的数据‘孤岛’,实现从轨道交通到综合交通的智能服务协同。达到这样目标,就必须重视轨道交通行业数据资源的高效开发利用。”
 
  二是轨道交通运维具有复杂化、系统化等特点,需要更智能的安全保障能力。轨道交通涵盖了基础设施、移动装备、牵引供电、调度指挥、养护维修、安全保障和经营管理等众多专业,是一个复杂化、系统化和智能化的巨型系统,传统的管理模式不足以支撑大数据背景下信息化、智能化带来的管理与决策,亟需对轨道交通行业各系统的大数据(特别是安全运维大数据)进行深度挖掘与智能分析,从而提高轨道交通安全运营管理水平和交通服务能力。
 
  三是新基建背景下,传统基建亟待与新基建相关技术深度融合。当前,大数据与人工智能等新兴技术正在重塑传统的行业格局,一系列变革性、颠覆性技术的涌现也使得传统基建面临新的变革与挑战。新基建的提出,不仅能为传统基建插上数字化与智能化的翅膀,传统基建也能成为新基建快速发展的硬件基础和数据池。对于轨道交通行业而言,在新基建背景下,目前轨道交通发展的重中之重就是处理好轨道交通传统基础设施方面的数字化、智能化提升与改造,以实现轨道交通行业的数字化转型。
 
  四是轨道交通需要适应新时代、新基建要求的高素质复合型人才。轨道交通属于高新技术密集型产业,其中与电气化、自动化、信息化和智能化相关的领域对技术与管理兼通的复合型人才提出了新的要求。目前轨道交通行业急需智能建造、智能装备、智能制造、智能牵引供电、智能调度系统、智能运维、智慧城市、城市安全等专业的高素质人才来为轨道交通行业的健康可持续发展提供源源不断的人才支撑。
 
  当记者问起杨丹如何看待这些挑战时,他满怀信心地表示:“20世纪90年代,美国通过信息高速公路计划,大大扩充了互联网的基础设施,从而将人类带入了互联网时代。今天,我国积极推进的新基建计划,可以看成是人类在进入智能社会前最大的基础设施工程。在新基建时代,轨道交通更应该把握机遇,迎接挑战,为中国的全面智能化发展奠定重要的基础设施工程。”
 
  以“新工科”布局“新基建”
 
  当前,新一轮科技与产业革命正在引领全球产业的智能化、数字化变革。在这场变革中机遇与挑战并存,为了把握机遇,迎接时代挑战,近几年来,我国教育部积极推进新工科建设。新工科是以智能制造、云计算、人工智能、机器人等新技术对传统工科专业的升级改造。为了应对新科技变革,西南交大乘着教育部推进新工科的“东风”,积极为新基建布局,探索未来科技创新与人才的前瞻性、战略性培养。
 
  当记者问起西南交大如何在新基建时代为轨道交通进行新工科建设时,杨丹给出了他的看法:“虽然西南交大在铁路及轨道交通行业有着雄厚的科研力量,但在轨道交通新工科建设过程中,也并非一帆风顺,从实际的推进情况来看,仍然面临两大难题。”他进一步解释:
 
  一是如何从硬件到软件全面提升新基建下的科学研究能力。新基建与传统基建不同,它更强调5G通信、物联网、人工智能、工业互联网等信息技术对传统交通和城市基础设施的信息化建设,兼具科技与基建的双重属性。因此,需要提升新科技的智能化服务能力才能把握机遇,引领新基建未来发展。
 
  二是如何从单独的轨道交通到综合交通体系,从数字化到智能化,全面拓展新基建下的前沿交叉学科建设与布局。杨丹道出他的观点:“新基建的核心是‘连接’,在一个城市空间内,轨道交通只是城市交通体系的‘骨架’,如果没有与其他交通系统的‘血肉相连’,就无法打通综合交通的数据链和业务链。对于综合交通体系而言,如果没有建立全网范围、全生命周期的大数据生态,就难以进行数字化和智能化升级,综合交通体系的服务能力就会打折扣。因此,需要进一步在前沿交叉学科研究方面进行布局和拓展。”
 
  针对上述两个方面的问题,杨丹结合学校实际向记者表示:“近年来,西南交大在科技创新和人才培养两个方面进行了前瞻性的建设与布局,即以四大科技领域助力新基建创新,以新工科人才教育支撑新基建。”
 
  四大科技领域助力“新基建”
 
  谈到西南交大的科研实力时,杨丹总是充满自信,他告诉记者,长期以来,西南交大围绕国家和轨道交通行业需求,开展了一系列基础科学及关键技术研究,承担一大批国家和行业重大科技项目。为我国高速铁路的大规模建设与安全运营、磁悬浮和新型城市轨道交通科技发展起到了重要作用。新基建方面,西南交大也在四个领域进行了创新技术研究,杨丹向记者逐一介绍:“目前,学校围绕移动装备技术、基础设施技术、牵引供电技术、运输调度等四大领域开展了前沿技术、重大关键共性技术的创新和颠覆性技术研究。”
 
  在移动装备技术领域,提出了以高速列车为核心的耦合大系统动力学研究体系,支撑并完成了我国所有高速列车动力学参数的设计和性能优化,构建了整车动力学性能试验验证和高速列车服役性能演变监测平台,创造性地完成了600km/h条件下的高速列车整车模拟运行台架试验和1500万公里运营列车跟踪试验,这些研究为我国高速列车引进消化吸收再创新、CRH380高速动车组和中国标准动车组的研制发挥了不可替代的作用。
 
  在基础设施技术领域,研制了亚洲最大的边界层风洞试验台、亚洲第一的防落石冲击试验台、中国最大的双台阵地震模拟振动台、中国最大的泥石流动力模拟试验系统、能模拟山体内特高地质应力的隧道三维应力场模拟系统、能够模拟数千米隧道埋深的土工离心机、深水大跨桥梁波流试验池平台等大型试验研究设备,创新发展了无砟轨道和高速道岔动力学理论、高速铁路风-车-桥动力学理论,研制了高速铁路线路施工与工后沉降精密监测等成套技术装备。
 
  在牵引供电技术领域,提出了满足我国特殊供电方式和庞大规模监控对象要求下的牵引供电系统保护与控制理论,建立了高速铁路牵引供电综合监控系统技术体系,自主研发了综合监控成套技术装备,这些研究将引领我国高速铁路牵引供电理论与技术的发展。
 
  在运输调度领域,研制的全国铁路运行图编制系统、全路客票售票安全系统、列车运行模拟与高铁司机培训高端装备等一系列重大技术成果已在全路网范围内得到了推广应用,为高速铁路的高效、安全运营提供了重要的技术支撑。
 
  除了上述领域的技术创新外,杨丹还向记者透露了一个消息:“西南交大正在开展高速/超高速高温超导磁浮列车原理样机研制和试验段建设。目前在四川省、成都市及天府新区的共同支持下,西南交大已启动研制最低气压0.005标准大气压、最高试验时速1500公里的真空管道磁悬浮交通试验平台项目。该项目为真空管道超高速轨道交通基础科学问题与共性关键技术以及大功率轨道助推技术与飞行器动模气动实验研究提供了超高速与低气压的试验环境,旨在引领新时期超高速轨道交通科技发展,助力国家交通强国战略的实施。”
 
  “新工科”人才教育支撑“新基建”
 
  新基建时代的轨道交通呼唤着新型产业技术人才,而西南交大作为中国最早的铁路高等学府,其立学宗旨就是培养国家亟需的交通人才,这也是杨丹作为校长的主要工作之一。当记者向他请教如何培养新时期的轨道交通专业人才时,他表示:“学校在响应教育部提出新工科建设的基础上,加快传统专业向城市化、智能化升级的步伐,为新基建提供前瞻性的人才储备,并构建了轨道交通相关专业复合型人才培养体系。”
 
  首先,面向未来服务需求,为轨道交通领域引领性原始创新提供人才支撑。一是面对以智能化驱动为核心的新科技革命浪潮,学校瞄准国际轨道交通科技前沿,设置了人工智能领域硕士、博士研究生招生专项,主动服务智能高铁、智慧铁路建设,通过“智能+交通”和“交通+智能”为交通科技赋能。二是精准服务国家重大战略需求,围绕“史诗级”工程川藏铁路,设立了“工程博士川藏铁路专项班”,为攻克川藏铁路建设中的重大工程技术难关提供有力的智力支撑,同时也为培养轨道交通领域高层次工程技术领军人才开辟了新高地。
 
  其次,面向行业开放办学,以产教融合、校企联合培养为着力点,构建轨道交通高层次应用型复合人才特区。学校主动对接行业需求,根据企业需求设立校企联合培养招生专项,与国家轨道交通行业骨干企业如中国中车、中国铁建、中国中铁、京沪高铁等进行深度合作,建设联合培养基地。此外,聘请行业中具有深厚教育科研背景和丰富实践经验的科技领军人才为外聘兼职导师,深度参与学生培养,形成了以“知识育人+实践育人+科研育人”为一体的培养体系,初步构建轨道交通高层次应用型复合人才特区。
 
  第三,顺应城市化和智能化潮流,筹建“城市轨道交通未来技术学院”,培养满足“新基建”需要的复合型高端人才。学院紧扣新工科内涵和城市轨道交通全产业链需求,注重提升与国家战略和经济发展的契合度,坚持科教、产教双融合,坚持学科交叉融合和教育能力跨界整合,以西南交通大学强势学科、优势学科—交通运输工程和新兴学科、交叉学科—智能科学技术为支撑,创新建设若干新型特色优势专业集群,构建和优化轨道营城育人场景,探索未来科技人才培养有效模式,以高端人才输出和未来技术供给持续服务城市发展与社会进步。
 
  谈到西南交大在新时代所面临的机遇与挑战时,杨丹坦言:“在新基建时代,轨道交通行业对技术创新研究与人才培养提出了新的要求,这对于西南交大而言,是机遇亦是挑战。学校将通过‘新工科’布局‘新基建’,实现对轨道交通行业和相关城市核心产业从研发—设计—建造(制造)—运维—管理(安全)的全链条学科专业设置和人才培养。以新工科建设应对新挑战,推动轨道交通产业的创新升级。”
 
  以教育之力“交”“通”中西
 
  随着新一代科技革命对全球产业带来的巨大的影响,世界轨道交通产业也在这个新时期面临着新的机遇与挑战。西南交大在为我国轨道交通进行创新技术研究与新型人才培养的同时,也积极开展与世界各国轨道交通产业的技术与人才交流合作,从而推动全球轨道交通的创新与发展。
 
  杨丹告诉记者,西南交大在2014年启动实施了国际化战略,经过六年来的不懈努力,学校在海外引才、师资队伍国际化、学生出国(境)交流、科研国际化、国际培训等方面取得了一系列成绩。并且在与全球轨道交通产业进行合作的过程中,将我国的创新技术与人才同时带向了海外,初步完成了轨道交通技术输出、教育输出、人才输出和文化输出。
 
  技术输出方面,自2014年至今,西南交通大学主持国际合作项目110余项,国际科研经费共计4000余万元。其中,学校风工程实验研究中心和以廖海黎教授为首的桥梁风工程团队成功中标土耳其恰纳卡莱大桥风洞试验,通过完成成桥状态下的抗风试验,已有效解决大桥建设中涉及抗风安全的风振问题。学校牵引动力国家重点实验室主持承担了国际科技创新合作重点专项“复杂条件下高速铁路减振降噪关键技术的合作研究”,为俄罗斯莫喀高铁建设提供技术支撑。
 
  教育输出方面,根据中国企业海外优先战略和海外铁路市场布局,西南交通大学创新原有特区培养模式,成立了天佑铁道学院,并根据海外市场的实际需求,分专业和跨专业两种方式培养国内派出和国外本土两类国际化人才。此外,针对“一带一路”沿线国本地化人才规模不足的难题,设立了“一带一路”国别班。近年来学校为“一带一路”沿线40余个国家培训了1054名官员及高级技术人员,为印度铁道部培训高级技术和管理人才300名。
 
  文化输出方面,西南交通大学着眼“一带一路”国家倡议,以教育之力推动民心相通,促进中国交通软硬实力的全球价值认同。目前,埃塞俄比亚铁道部部长、南苏丹交通部部长、巴拿马公共工程部秘书长(副部级)等高级别官员和专业技术骨干均为学校校友,他们为促进中外人文交流和提升我国在海外的影响力发挥了重要作用。
 
  通过一系列的国际化战略,目前西南交大在与世界进行技术交流过程中,逐渐树立起了中国轨道交通的科教服务品牌形象,并朝着建设轨道交通世界一流高校的目标稳步前进。
 
  “窥学术,贯西中,相期同造最高峰。”这是西南交大校歌里的一句歌词,反映了全校师生钻研科学知识,学贯中西,共同攀登科学最高峰的奋斗精神。“在新基建时代,西南交大也真诚期望与全世界轨道交通一起‘相期同造最高峰’。”杨丹向记者发出了如此的感叹。
 
  西南交大始建于1896年,在124年的发展历程中,学校始终秉承“灌输文化尚交通”的理念,在土木工程、交通运输等诸多重要领域创造了百余项中国乃至世界第一,培养了以60位海内外院士、3名“两弹一星”功勋奖章获得者为代表的30余万栋梁英才,为国家的现代化事业尤其是轨道交通和高铁事业的发展做出了卓越贡献。杨丹是2019年新上任的大学校长,在采访中,他自谦地笑道,与西南交大相比,自己还是一个“新人”。他告诉记者,在这个充满机遇与挑战的新基建时代,他将以一个“新人”的满腔热情,秉承“精勤求学,敦笃励志,果毅力行,忠恕任事”十六字校训,与西南交大及每一位交大人一起,勇于挑战,开拓创新,为轨道交通科技发展及国家交通强国战略的实施,贡献交大智慧与交大力量!
 
  杨丹,1962年5月出生。现任西南交通大学校长、教授。九三学社中央委员。兼任教育部软件工程教学指导委员
 
  会副主任委员,中国高等教育学会工程教育专业委员会副理事长,重庆市人民政府参事,第六届成都市科学技术顾问,团顾问等。
 
  主要从事计算机软件与理论(包括服务计算、计算机视觉、系统工程等)研究,主持国家重点研发计划项目、国家“863”项目、国家自然科学基金、科技部国家重大专项、重庆市科委重大科技攻关项目、重庆市重点产业共性关键技术创新专项等项目30余项;在IEEETPAMI、IEEETIP等国内外期刊和CVPR等国际学术会议发表论文150余篇,出版专著2部,获得中国高校自然科学一等奖、重庆市发明一等奖、省部级科技进步三等奖等科技奖项。获国家级优秀教学成果二等奖4项。

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2020-07
出刊日期:2020-07
出刊周期:每月
总481期
出刊日期:(2014 07 08)
出刊周期:每周
 
 
 
 

杨丹

杨丹, 1962年5月出生。现任西南交通大学校长、教授。九三学社中央委员。兼任教育部软件工程教学指导委员 会副主任委员,中国高等教育学会工程教育专业委员会副理事长,重庆市人民政府参事,第六届成都市科学技术顾问,团顾问等。
成 果

  主要从事计算机软件与理论(包括服务计算、计算机视觉、系统工程等)研究,主持国家重点研发计划项目、国家“863”项目、国家自然科学基金、科技部国家重大专项、重庆市科委重大科技攻关项目、重庆市重点产业共性关键技术创新专项等项目30余项;在IEEETPAMI、IEEETIP等国内外期刊和CVPR等国际学术会议发表论文150余篇,出版专著2部,获得中国高校自然科学一等奖、重庆市发明一等奖、省部级科技进步三等奖等科技奖项。获国家级优秀教学成果二等奖4项。

专 访

  进入新世纪以来,随着以互联网、大数据、人工智能为主的新一代信息技术革命兴起,一系列颠覆性的新兴技术正在改变全球产业格局,并加快推进全球产业走向下一个新的发展阶段。为了应对这场来势汹汹的科技大变革,在2020年的“两会”上,包含了信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施的“新基建”首次被写进了政府工作报告中。如果说传统基建是指铁路、公路、机场等事关国民经济大动脉的交通建设,那么新基建则是我国在这场新信息技术革命中展开的最大规模新型基础设施建设工程。

 
  然而,“罗马不是一天建成的”,新基建也并非一朝一夕之功。“轨道交通作为新基建的重点领域,在新基建时代,既拥有大量的机遇也面临着巨大的挑战。”当记者问起新基建时代的轨道交通建设时,西南交通大学(以下简称“西南交大”)新上任的校长杨丹发出了这样的感慨。他告诉记者:“西南交大是一所百年高校,也是我国最早的铁路高等学府,在为轨道交通探索新时期发展道路的过程中,同样面临着新的机遇与挑战。”
 
  新基建时代的轨道交通是什么样子?轨道交通如何面对新基建的挑战?西南交大作为一所百年高校,在新基建时代又将如何引领创新技术的发展?近日,《世界轨道交通》记者对西南交大校长杨丹进行了一次深度专访。
 
  记者见到杨丹时,是在一个炎夏的午后,正值暑假期间,校园里没有了往日的喧哗,十分安静。在校长办公室里,杨丹依旧忙碌地工作着,并未因暑假而有半分轻松。当记者向他说明来历时,他笑道:“巧了,我有个关于新基建的资料也正在整理中。”关于新基建,关于西南交大在新时期的发展,杨丹向记者娓娓道来。
 
  “新基建”下的机遇与挑战
 
  当前我国正处在由交通大国向交通强国迈进的关键时期。过去几十年,轨道交通的建设奠定了我国城市化发展的基础。今天我国推进的新基建计划中,轨道交通仍是新时代交通强国建设的重点领域。杨丹表示,随着新一轮科技革命的热浪滚滚而来,新基建时代的轨道交通在与新科技相结合过程中,即充满了机遇又面临着新的挑战。
 
  科技与产业亟待深度融合
 
  相较于传统的铁路、公路、桥梁等老基建,新基建包括城际高速铁路和城际轨道交通、大数据中心、人工智能等七大领域。在新基建时代,轨道交通各个领域亟待与前沿科技深度融合。杨丹结合手中关于新基建的资料,向记者详细道来:
 
  从产业方面来看,新基建时代的轨道交通拓展了新的产业链条。在新基建的背景下,以城际高速铁路和城际轨道交通为中心的轨道交通体系需要广泛利用5G、大数据、人工智能等技术来进行网络化、智能化建设,并且这些技术将成为新的智能交通产业关键基础设施。
 
  从科技方面来看,新基建时代的轨道交通急需开展关键技术的科研攻关。为了构筑满足智能社会需求的交通基础设施,需要在轨道交通智能建造、智能装备、智能制造、智能牵引供电、智能调度系统、智能运维、智慧城市、城市安全等方面加大力度开展关键性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术等科研攻关,建立更安全、更智能、更绿色、更高效的轨道交通体系。
 
  从应用方面来看,未来人工智能、大数据等新兴技术将在轨道交通各个领域得到更广泛的应用。目前物联网、移动互联网等技术已先后应用于城市轨道交通等相关的行业,一方面为相关技术与轨道交通行业深度融合提供了应用场景,另一方面也为轨道交通行业的智能化发展提供新的助力和关键技术支撑。
 
  谈到轨道交通与新科技融合时,杨丹再三强调:“新基建时代的大数据、人工智能等技术在扩展应用空间的同时,也为轨道交通的创新提供了难得的机遇。新科技将与轨道交通产业互相促进、共同创新,从而真正实现中国社会的智能化发展。”
 
  新基建时代的四大挑战
 
  在新基建时代,融合了前沿科技的轨道交通不仅是未来智能化社会技术升级、产业转型、数据汇聚的重要平台和载体,也是推动轨道交通产业自身向城市化、智能化方向发展的基础。但目前,我国轨道交通在与创新前沿技术融合过程中仍然面临着四大挑战。杨丹指着手中的资料,向记者进一步解释:
 
  一是轨道交通大数据的加速爆发亟需新的方法与技术手段来进行研究开发应用。近年来,随着我国轨道交通运营里程的持续增长,以高铁、地铁、轻轨、磁悬浮列车等为代表的轨道交通成为了公共交通的重要组成部分。而随着轨道交通线网的物联网化和智能化发展,轨道交通各个系统所产生的大数据也开始爆炸式增长,目前传统的研究方法与技术手段在轨道交通智能化管理方面日益显得力不从心,因此需要采取新的方法与技术对加速增长的轨道交通大数据进行分析研究。
 
  此外,在轨道交通数据资源开始爆发式增长的前提下,如何有效开发利用也是行业进一步发展的重要支撑条件。杨丹举了个例子:“比如,未来我国在进行综合交通网络建设时,需要构建国家级、区域级的交通大数据中心,并以此来打破各个交通系统的数据‘孤岛’,实现从轨道交通到综合交通的智能服务协同。达到这样目标,就必须重视轨道交通行业数据资源的高效开发利用。”
 
  二是轨道交通运维具有复杂化、系统化等特点,需要更智能的安全保障能力。轨道交通涵盖了基础设施、移动装备、牵引供电、调度指挥、养护维修、安全保障和经营管理等众多专业,是一个复杂化、系统化和智能化的巨型系统,传统的管理模式不足以支撑大数据背景下信息化、智能化带来的管理与决策,亟需对轨道交通行业各系统的大数据(特别是安全运维大数据)进行深度挖掘与智能分析,从而提高轨道交通安全运营管理水平和交通服务能力。
 
  三是新基建背景下,传统基建亟待与新基建相关技术深度融合。当前,大数据与人工智能等新兴技术正在重塑传统的行业格局,一系列变革性、颠覆性技术的涌现也使得传统基建面临新的变革与挑战。新基建的提出,不仅能为传统基建插上数字化与智能化的翅膀,传统基建也能成为新基建快速发展的硬件基础和数据池。对于轨道交通行业而言,在新基建背景下,目前轨道交通发展的重中之重就是处理好轨道交通传统基础设施方面的数字化、智能化提升与改造,以实现轨道交通行业的数字化转型。
 
  四是轨道交通需要适应新时代、新基建要求的高素质复合型人才。轨道交通属于高新技术密集型产业,其中与电气化、自动化、信息化和智能化相关的领域对技术与管理兼通的复合型人才提出了新的要求。目前轨道交通行业急需智能建造、智能装备、智能制造、智能牵引供电、智能调度系统、智能运维、智慧城市、城市安全等专业的高素质人才来为轨道交通行业的健康可持续发展提供源源不断的人才支撑。
 
  当记者问起杨丹如何看待这些挑战时,他满怀信心地表示:“20世纪90年代,美国通过信息高速公路计划,大大扩充了互联网的基础设施,从而将人类带入了互联网时代。今天,我国积极推进的新基建计划,可以看成是人类在进入智能社会前最大的基础设施工程。在新基建时代,轨道交通更应该把握机遇,迎接挑战,为中国的全面智能化发展奠定重要的基础设施工程。”
 
  以“新工科”布局“新基建”
 
  当前,新一轮科技与产业革命正在引领全球产业的智能化、数字化变革。在这场变革中机遇与挑战并存,为了把握机遇,迎接时代挑战,近几年来,我国教育部积极推进新工科建设。新工科是以智能制造、云计算、人工智能、机器人等新技术对传统工科专业的升级改造。为了应对新科技变革,西南交大乘着教育部推进新工科的“东风”,积极为新基建布局,探索未来科技创新与人才的前瞻性、战略性培养。
 
  当记者问起西南交大如何在新基建时代为轨道交通进行新工科建设时,杨丹给出了他的看法:“虽然西南交大在铁路及轨道交通行业有着雄厚的科研力量,但在轨道交通新工科建设过程中,也并非一帆风顺,从实际的推进情况来看,仍然面临两大难题。”他进一步解释:
 
  一是如何从硬件到软件全面提升新基建下的科学研究能力。新基建与传统基建不同,它更强调5G通信、物联网、人工智能、工业互联网等信息技术对传统交通和城市基础设施的信息化建设,兼具科技与基建的双重属性。因此,需要提升新科技的智能化服务能力才能把握机遇,引领新基建未来发展。
 
  二是如何从单独的轨道交通到综合交通体系,从数字化到智能化,全面拓展新基建下的前沿交叉学科建设与布局。杨丹道出他的观点:“新基建的核心是‘连接’,在一个城市空间内,轨道交通只是城市交通体系的‘骨架’,如果没有与其他交通系统的‘血肉相连’,就无法打通综合交通的数据链和业务链。对于综合交通体系而言,如果没有建立全网范围、全生命周期的大数据生态,就难以进行数字化和智能化升级,综合交通体系的服务能力就会打折扣。因此,需要进一步在前沿交叉学科研究方面进行布局和拓展。”
 
  针对上述两个方面的问题,杨丹结合学校实际向记者表示:“近年来,西南交大在科技创新和人才培养两个方面进行了前瞻性的建设与布局,即以四大科技领域助力新基建创新,以新工科人才教育支撑新基建。”
 
  四大科技领域助力“新基建”
 
  谈到西南交大的科研实力时,杨丹总是充满自信,他告诉记者,长期以来,西南交大围绕国家和轨道交通行业需求,开展了一系列基础科学及关键技术研究,承担一大批国家和行业重大科技项目。为我国高速铁路的大规模建设与安全运营、磁悬浮和新型城市轨道交通科技发展起到了重要作用。新基建方面,西南交大也在四个领域进行了创新技术研究,杨丹向记者逐一介绍:“目前,学校围绕移动装备技术、基础设施技术、牵引供电技术、运输调度等四大领域开展了前沿技术、重大关键共性技术的创新和颠覆性技术研究。”
 
  在移动装备技术领域,提出了以高速列车为核心的耦合大系统动力学研究体系,支撑并完成了我国所有高速列车动力学参数的设计和性能优化,构建了整车动力学性能试验验证和高速列车服役性能演变监测平台,创造性地完成了600km/h条件下的高速列车整车模拟运行台架试验和1500万公里运营列车跟踪试验,这些研究为我国高速列车引进消化吸收再创新、CRH380高速动车组和中国标准动车组的研制发挥了不可替代的作用。
 
  在基础设施技术领域,研制了亚洲最大的边界层风洞试验台、亚洲第一的防落石冲击试验台、中国最大的双台阵地震模拟振动台、中国最大的泥石流动力模拟试验系统、能模拟山体内特高地质应力的隧道三维应力场模拟系统、能够模拟数千米隧道埋深的土工离心机、深水大跨桥梁波流试验池平台等大型试验研究设备,创新发展了无砟轨道和高速道岔动力学理论、高速铁路风-车-桥动力学理论,研制了高速铁路线路施工与工后沉降精密监测等成套技术装备。
 
  在牵引供电技术领域,提出了满足我国特殊供电方式和庞大规模监控对象要求下的牵引供电系统保护与控制理论,建立了高速铁路牵引供电综合监控系统技术体系,自主研发了综合监控成套技术装备,这些研究将引领我国高速铁路牵引供电理论与技术的发展。
 
  在运输调度领域,研制的全国铁路运行图编制系统、全路客票售票安全系统、列车运行模拟与高铁司机培训高端装备等一系列重大技术成果已在全路网范围内得到了推广应用,为高速铁路的高效、安全运营提供了重要的技术支撑。
 
  除了上述领域的技术创新外,杨丹还向记者透露了一个消息:“西南交大正在开展高速/超高速高温超导磁浮列车原理样机研制和试验段建设。目前在四川省、成都市及天府新区的共同支持下,西南交大已启动研制最低气压0.005标准大气压、最高试验时速1500公里的真空管道磁悬浮交通试验平台项目。该项目为真空管道超高速轨道交通基础科学问题与共性关键技术以及大功率轨道助推技术与飞行器动模气动实验研究提供了超高速与低气压的试验环境,旨在引领新时期超高速轨道交通科技发展,助力国家交通强国战略的实施。”
 
  “新工科”人才教育支撑“新基建”
 
  新基建时代的轨道交通呼唤着新型产业技术人才,而西南交大作为中国最早的铁路高等学府,其立学宗旨就是培养国家亟需的交通人才,这也是杨丹作为校长的主要工作之一。当记者向他请教如何培养新时期的轨道交通专业人才时,他表示:“学校在响应教育部提出新工科建设的基础上,加快传统专业向城市化、智能化升级的步伐,为新基建提供前瞻性的人才储备,并构建了轨道交通相关专业复合型人才培养体系。”
 
  首先,面向未来服务需求,为轨道交通领域引领性原始创新提供人才支撑。一是面对以智能化驱动为核心的新科技革命浪潮,学校瞄准国际轨道交通科技前沿,设置了人工智能领域硕士、博士研究生招生专项,主动服务智能高铁、智慧铁路建设,通过“智能+交通”和“交通+智能”为交通科技赋能。二是精准服务国家重大战略需求,围绕“史诗级”工程川藏铁路,设立了“工程博士川藏铁路专项班”,为攻克川藏铁路建设中的重大工程技术难关提供有力的智力支撑,同时也为培养轨道交通领域高层次工程技术领军人才开辟了新高地。
 
  其次,面向行业开放办学,以产教融合、校企联合培养为着力点,构建轨道交通高层次应用型复合人才特区。学校主动对接行业需求,根据企业需求设立校企联合培养招生专项,与国家轨道交通行业骨干企业如中国中车、中国铁建、中国中铁、京沪高铁等进行深度合作,建设联合培养基地。此外,聘请行业中具有深厚教育科研背景和丰富实践经验的科技领军人才为外聘兼职导师,深度参与学生培养,形成了以“知识育人+实践育人+科研育人”为一体的培养体系,初步构建轨道交通高层次应用型复合人才特区。
 
  第三,顺应城市化和智能化潮流,筹建“城市轨道交通未来技术学院”,培养满足“新基建”需要的复合型高端人才。学院紧扣新工科内涵和城市轨道交通全产业链需求,注重提升与国家战略和经济发展的契合度,坚持科教、产教双融合,坚持学科交叉融合和教育能力跨界整合,以西南交通大学强势学科、优势学科—交通运输工程和新兴学科、交叉学科—智能科学技术为支撑,创新建设若干新型特色优势专业集群,构建和优化轨道营城育人场景,探索未来科技人才培养有效模式,以高端人才输出和未来技术供给持续服务城市发展与社会进步。
 
  谈到西南交大在新时代所面临的机遇与挑战时,杨丹坦言:“在新基建时代,轨道交通行业对技术创新研究与人才培养提出了新的要求,这对于西南交大而言,是机遇亦是挑战。学校将通过‘新工科’布局‘新基建’,实现对轨道交通行业和相关城市核心产业从研发—设计—建造(制造)—运维—管理(安全)的全链条学科专业设置和人才培养。以新工科建设应对新挑战,推动轨道交通产业的创新升级。”
 
  以教育之力“交”“通”中西
 
  随着新一代科技革命对全球产业带来的巨大的影响,世界轨道交通产业也在这个新时期面临着新的机遇与挑战。西南交大在为我国轨道交通进行创新技术研究与新型人才培养的同时,也积极开展与世界各国轨道交通产业的技术与人才交流合作,从而推动全球轨道交通的创新与发展。
 
  杨丹告诉记者,西南交大在2014年启动实施了国际化战略,经过六年来的不懈努力,学校在海外引才、师资队伍国际化、学生出国(境)交流、科研国际化、国际培训等方面取得了一系列成绩。并且在与全球轨道交通产业进行合作的过程中,将我国的创新技术与人才同时带向了海外,初步完成了轨道交通技术输出、教育输出、人才输出和文化输出。
 
  技术输出方面,自2014年至今,西南交通大学主持国际合作项目110余项,国际科研经费共计4000余万元。其中,学校风工程实验研究中心和以廖海黎教授为首的桥梁风工程团队成功中标土耳其恰纳卡莱大桥风洞试验,通过完成成桥状态下的抗风试验,已有效解决大桥建设中涉及抗风安全的风振问题。学校牵引动力国家重点实验室主持承担了国际科技创新合作重点专项“复杂条件下高速铁路减振降噪关键技术的合作研究”,为俄罗斯莫喀高铁建设提供技术支撑。
 
  教育输出方面,根据中国企业海外优先战略和海外铁路市场布局,西南交通大学创新原有特区培养模式,成立了天佑铁道学院,并根据海外市场的实际需求,分专业和跨专业两种方式培养国内派出和国外本土两类国际化人才。此外,针对“一带一路”沿线国本地化人才规模不足的难题,设立了“一带一路”国别班。近年来学校为“一带一路”沿线40余个国家培训了1054名官员及高级技术人员,为印度铁道部培训高级技术和管理人才300名。
 
  文化输出方面,西南交通大学着眼“一带一路”国家倡议,以教育之力推动民心相通,促进中国交通软硬实力的全球价值认同。目前,埃塞俄比亚铁道部部长、南苏丹交通部部长、巴拿马公共工程部秘书长(副部级)等高级别官员和专业技术骨干均为学校校友,他们为促进中外人文交流和提升我国在海外的影响力发挥了重要作用。
 
  通过一系列的国际化战略,目前西南交大在与世界进行技术交流过程中,逐渐树立起了中国轨道交通的科教服务品牌形象,并朝着建设轨道交通世界一流高校的目标稳步前进。
 
  “窥学术,贯西中,相期同造最高峰。”这是西南交大校歌里的一句歌词,反映了全校师生钻研科学知识,学贯中西,共同攀登科学最高峰的奋斗精神。“在新基建时代,西南交大也真诚期望与全世界轨道交通一起‘相期同造最高峰’。”杨丹向记者发出了如此的感叹。
 
  西南交大始建于1896年,在124年的发展历程中,学校始终秉承“灌输文化尚交通”的理念,在土木工程、交通运输等诸多重要领域创造了百余项中国乃至世界第一,培养了以60位海内外院士、3名“两弹一星”功勋奖章获得者为代表的30余万栋梁英才,为国家的现代化事业尤其是轨道交通和高铁事业的发展做出了卓越贡献。杨丹是2019年新上任的大学校长,在采访中,他自谦地笑道,与西南交大相比,自己还是一个“新人”。他告诉记者,在这个充满机遇与挑战的新基建时代,他将以一个“新人”的满腔热情,秉承“精勤求学,敦笃励志,果毅力行,忠恕任事”十六字校训,与西南交大及每一位交大人一起,勇于挑战,开拓创新,为轨道交通科技发展及国家交通强国战略的实施,贡献交大智慧与交大力量!
 
  杨丹,1962年5月出生。现任西南交通大学校长、教授。九三学社中央委员。兼任教育部软件工程教学指导委员
 
  会副主任委员,中国高等教育学会工程教育专业委员会副理事长,重庆市人民政府参事,第六届成都市科学技术顾问,团顾问等。
 
  主要从事计算机软件与理论(包括服务计算、计算机视觉、系统工程等)研究,主持国家重点研发计划项目、国家“863”项目、国家自然科学基金、科技部国家重大专项、重庆市科委重大科技攻关项目、重庆市重点产业共性关键技术创新专项等项目30余项;在IEEETPAMI、IEEETIP等国内外期刊和CVPR等国际学术会议发表论文150余篇,出版专著2部,获得中国高校自然科学一等奖、重庆市发明一等奖、省部级科技进步三等奖等科技奖项。获国家级优秀教学成果二等奖4项。

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