中国高铁科学家团队创新之路研究报告

"云上科学馆"大思政课实践项目 · 报告类成果

宁滨 翟婉明 丁荣军 何华武的研究与工程贡献

依托基地： 国家级"大思政课"实践教学基地·交通运输科学馆

项目负责人： 武圣杰

项目成员： 陈哲俊、郑宇晨、赵阳

指导教师： 米希伟

北京交通大学 · 交通运输学院

2026年10月8日　内容完善版

摘要

本报告以宁滨、翟婉明、丁荣军、何华武及其所在团队的公开研究与工程材料为线索，讨论运行控制、车辆轨道动力学、牵引传动和系统集成。通过列控验证平台与亦庄线工程报道的比较，以及桥梁观测数据的材料分析，报告提出三项认识：具体结论需要对应层次的证据，协同可从任务衔接中解释，技术应用需要按场景重新适配。人物事件呈现现场测试、原型研制和联调联试等具体行动，为理解科学家精神提供依据。本研究属于公开文献整理与教学分析，不包含本项目的一手工程试验。网站已于2026年10月8日公开上线；真实远程反馈尚未收集，学习效果未验证；导师终审和学院VR平台接入仍待落实。

关键词：高铁科学家；运行控制；车辆轨道耦合；牵引传动；系统集成；科学家精神

一 引言

高速铁路的运行涉及车辆、线路、供电、通信信号和运营组织。本报告从列控出发，结合车辆轨道动力学、牵引传动和系统集成，分析不同专业怎样回应具体工程问题，并把判断落实到可查证据。

列车运行控制系统由车载、地面和通信设备协同工作，依据运行条件实施列车安全防护。高铁“大脑”是科普比喻，不表示全部调度、驾驶和安全功能由一台设备承担。[S01]

本报告关注的问题是：不同方向的研究怎样通过技术攻关、工程验证与团队协作支持铁路应用？我们以可追溯的公开材料展开讨论，并分别说明人物贡献、团队工作与工程成果。

研究采用公开机构资料、当期工程报道、人物采访和专业论文，按“问题、方案、验证证据、参与方”整理信息。材料之间的比较以任务和证据为单位，不作不同系统安全性或先进程度排名；各项结论的依据与适用范围随文说明。

二 列控系统与技术自主能力

2 1 认识列控系统

列车运行控制系统由车载、地面和通信设备协同工作，依据运行条件实施列车安全防护。高铁“大脑”是科普比喻，不表示全部调度、驾驶和安全功能由一台设备承担。[S01]

RBC（无线闭塞中心）是CTCS-3的关键地面设备，综合相关线路和列车信息生成行车许可，经无线通信传送给车载设备。它与车载防护设备、联锁及通信等环节配合，不等于整个调度系统。[S01]

CTCS是中国列车运行控制系统。CTCS-2与CTCS-3的区别应从系统结构和信息传输方式理解；CTCS-3利用无线通信传输行车许可。等级不能直接等同于固定运行速度或固定追踪间隔，实际能力受线路、车辆和运营条件约束。[S01]

2 2 掌握设计验证与维护能力

技术自主不仅涉及获得设备，也涉及掌握设计、验证、维护和持续改进的能力。中国通号的技术介绍讨论了自主化列控系统的体系、关键设备和测试验证工作。[S01]

教学中可围绕三个问题讨论自主能力：能否解释设备的原理，能否按要求验证功能，能否在使用过程中维护和改进。回答时应为每个判断指出对应材料。

2 3 从学习原理到持续改进

本项目将自主创新理解为持续建立研发、验证和改进能力。技术介绍能够显示研究关注了哪些问题；进一步评价效果，还需要相应的过程记录和验证结果。

三 系统结构与工程验证

本章区分系统结构、测试能力与工程应用，再用公开观测数据练习如何从材料提出有限而明确的判断。

3 1 两类列控材料分别回答什么

本报告选取两类材料：北交大CTCS-3测试平台介绍说明能够组织哪些验证任务，2010年亦庄线CBTC报道记录现场调试与试运行怎样推进。前者属于高铁列控的验证能力材料，后者属于城轨工程的阶段记录；可以比较任务和证据，不能据此给两个系统的性能排序。[S02、S03、S05]

3 2 区分装备应用与研发能力

列控自主化需要把系统需求、设备开发、试验验证及工程应用连接起来。设备投入应用与掌握全部核心技术不能直接画等号。[S01]

3 3 标准测试与互联互通

北京交通大学相关平台开展CTCS-3车载设备互联互通测试及RBC功能测试，检查设备功能、接口配合以及故障条件下的响应。平台介绍说明了可组织哪些测试任务；具体设备是否通过某次测试，还需相应记录。[S05]

互联互通测试为设备协同工作提供证据，但测试结论有适用范围。标准制定、产品合规、线路条件和运营组织共同影响系统应用，不能由单次测试推出全国所有设备已互通。

3 4 协同推进系统研发

列控研发、装备制造、测试与工程应用涉及高校、企业、科研和运营单位。宁滨及北交大团队的研究贡献、设备企业的产品成果和海外工程建设成果应分别归属，不把整套产业成果归于单一人物或单一团队。[S01、S05、S10]

工程适配要结合规范、线路条件和设备配置。相同技术名称不意味着在所有场景中采用完全相同的方案；讨论差异时，应先明确每份材料描述的对象与时点。

3 5 安全认证与国际工程

安全计算机平台承担安全相关计算。SIL4为安全完整性等级4，具体等级要求和认证结论必须对应标准、产品及适用范围；不能据此声称系统绝不会失效，也不能外推为所有列控装备均已取得同一认证。[S01、S11]

2022年3月19日，匈塞铁路贝尔格莱德至诺维萨德段开通运营；这一日期仅指贝诺段。2023年10月2日雅万高铁正式启用，10月17日两国元首共同为其正式开通运营揭幕。匈塞与雅万的规范及列控方案应分别说明，不统一标为CTCS-3。[S08、S09、S10]

关键节点一览

表中按工程建设、技术应用和人物工作分别列出阅读节点，便于与各节来源核对。

3 6 桥梁观测材料的六步分析练习

本练习独立于前述列控案例，采用丁愿文论文的桥梁观测记录，示范如何把要求、条件与判断联系起来。它不是本项目的工程实测，也不作为列控验证证据。[S23]

要求：要判断能否铺设无砟轨道，需要评估桥梁沉降趋势和后续沉降。论文将分阶段回归、观测时长与最终沉降预测等列入评估条件，不能只看两次读数接近。

条件：取论文第45页表3中同一观测点991号墩S3的两条记录：2007年6月6日高程5.38395 m，6月10日高程5.38345 m。表中处于架梁后的观测阶段。

操作：先求两次高程的差：5.38395 m − 5.38345 m = 0.00050 m。再按1 m = 1000 mm换算，得到0.50 mm；本练习以“下沉为正”描述这段时间的读数变化。

观察：两次记录之间高程降低0.50 mm，与原表6月10日的本次沉降量一致。这是4天内两个测次之间的差，既不是全部累计沉降，也不是未来沉降预测。

判断：可以确认这两条发表读数相差0.50 mm，但算术复核不能认定该差异已超出测量误差，更不能判定桥墩已经稳定或可以铺轨。仍需结合测量质量、更长时段数据、荷载阶段和预测结果，逐项核对评估条件。

适用范围：结论只针对原论文这两条记录的算术复核。本练习不重做工程验收，不把2009年论文中的历史要求当作现行规范，也不把桥梁沉降方法当作列控测试。

讨论：同学说“4天下沉不到1 mm，所以已经满足铺轨条件”。这句话缺少了什么？

参考判断：它把短期观测结果直接当作铺设判断，还自行设定了1 mm门槛。至少要补齐适用的评估要求、长期分阶段观测、预测与测量质量材料，才能讨论能否满足条件。

四 不同技术方向的科学家与团队实践

认识科学家团队，可以从研究对象、工作方法和工程记录入手。本章先介绍宁滨及北京交通大学团队的运行控制实践，再讨论翟婉明的车辆与轨道研究、丁荣军的牵引传动研究，以及何华武的工程系统集成工作。四条线索来自不同机构与研究方向，不表示四人属于同一个团队。[S06、S07、S17、S18、S19]

4 1 宁滨的科研与育人经历

宁滨（1959—2019）长期从事轨道交通运行控制研究，1977年考入北方交通大学，1982年留校任教，2017年当选中国工程院院士，曾任北京交通大学校长。人物贡献应结合团队协作及科研育人背景说明。[S06、S07]

学校纪念资料介绍了宁滨在轨道交通数字化、网络化信号系统研究和人才培养方面的工作，体现科研与育人之间的联系。[S06]

2019年6月14日宁滨逝世。学校纪念报道回顾其科研、教育和学校管理工作，为理解其长期实践提供材料。[S06]

4 2 亦庄线CBTC示范工程

CBTC是基于通信的列车运行控制系统，本节讨论其在城市轨道交通中的工程应用。移动闭塞描述一种闭塞方式，不能与CBTC作为严格同义词互换。[S03]

亦庄线报道明确了北京交通大学作为信号系统核心技术提供方的任务，包括系统设计、相关产品供货和调试开通。示范工程由多方共同推进，不将协同模式的建立归于单个人。[S02]

2010年12月30日，北京地铁亦庄线CBTC示范工程开通运营。这里的CBTC指基于通信的列车运行控制系统，属于城市轨道交通案例，不等同于高铁CTCS-3，也不把CBTC与移动闭塞当作完全相同的概念。[S03、S04]

4 3 高铁列控测试工作

北京交通大学相关平台开展CTCS-3车载设备互联互通测试及RBC功能测试。其价值在于检验设备是否满足要求、接口是否协调以及故障场景下的响应，不能把单个平台直接表述为实现全国跨线运营的唯一原因。[S05]

4 4 工程现场的调试与验证

北京交通大学2010年7月28日的报道记录了亦庄线现场信号系统调试与教师轮班工作。7月27日，宁滨到现场了解调试进展并慰问教师。持续的现场工作让系统设计与实际使用条件逐步衔接。[S02]

2010年10月20日，亦庄线启动全线按图试运行，进入非载客试运行阶段；学校于10月21日发布报道。非载客试运行与12月30日开通运营是不同节点。[S03、S04]

4 5 从个人研究到团队协作

列控研发、装备制造、测试与工程应用涉及高校、企业、科研和运营单位。宁滨及北交大团队的研究贡献、设备企业的产品成果和海外工程建设成果应分别归属，不把整套产业成果归于单一人物或单一团队。[S01、S05、S10]

4 6 翟婉明用现场测试检验动力学模型

翟婉明是中国科学院院士，创建车辆—轨道耦合动力学理论体系，开展列车、轨道和桥梁的相互作用研究。2008年京津城际开通前，他带团队在一座特大桥现场工作35天，采集高速行车动力学性能指标。这一事件展示了理论研究为什么还需要第一手观测。[S17、S20]

从研究方法看，模型把相关对象联系起来，现场数据则为检验模型提供依据。报道确认了测试行动，未公布本报告可以独立复算的全套结果。因此，可以据此讨论求实的方法，不能据此给出某项模型的精度或全部安全结论。

4 7 丁荣军参与试验系统与原型机研制

丁荣军是中国工程院院士，长期研究牵引电传动与网络控制。1989年，他作为主要成员参与1000千瓦大功率电机交直交试验系统开发；相关采访记载了试验中的器件故障，并以1996年AC4000交流传动原型电力机车为阶段成果。这是从技术试验走向原型装备的具体线索。[S18、S21]

原型机证明了工作进入新的装备阶段，仍不能代替全部性能与长期使用证据。这里的AC4000不是高铁动车组，牵引控制也不等同于CTCS或CBTC运行控制。保持对象与阶段清楚，才能准确理解这段技术积累。

4 8 何华武总结京津城际的系统集成

何华武是中国工程院院士，曾组织客运专线关键技术攻关和系统集成。其2009年论文总结京津城际的需求管理、接口协调和联调联试，说明轨道、弓网、动力学、通信与信号检测怎样共同支持系统分析。[S19、S22]

论文列出的信号调试实例覆盖北京南至天津下行正线，检查正常控车、模式转换及发车、停车、通过，所列结论为正常。这个具体场景说明，协同可以落实为共同检查项目与分析数据；结论只覆盖所列试验，不能外推到所有故障条件，也不表示作者亲自执行了每项测试。[S22]

五 理解创新的六个观察角度

本项目采用六个教学观察角度：自主创新、协同攻关、标准意识、场景验证、人才传承、开放合作。这是对材料的学习归纳，并非权威排名、量化研究结果或成功的唯一因果解释。

观察角度一 自主创新

自主创新需要积累解释原理、设计方案、验证要求与持续改进的能力。原型研制和工程应用可以显示阶段进展；评价成果仍要找到与具体判断对应的材料。

观察角度二 协同攻关

高校、企业、科研和使用单位承担不同任务。亦庄线现场报道及研究平台资料提供了列控协同的具体例子；何华武相关公开材料则从工程系统集成角度呈现技术协调工作。比较时应保留两类材料的层级与范围，分别说明参与方的贡献。[S02、S05、S19]

观察角度三 标准意识

标准和需求使系统目标、接口及测试条件可被明确表达。教学中可以据此讨论“怎样证明设备满足要求”，不把标准意识解释为单一主体拥有全部规则制定权。

观察角度四 场景验证

设备性能需要在规定的运行和故障条件下验证。测试平台可通过故障注入等方法检查部分现场难以直接测试的情形；验证结果仍受试验条件约束。[S05]

观察角度五 人才传承

宁滨的科研与育人工作提示我们，技术积累也依赖人才成长。课程学习、实验训练和工程研究相互联系，是本项目理解人才传承的角度。[S06、S07]

观察角度六 开放合作

国际工程面对不同的规则和使用条件，需要分别说明技术方案与认证范围。匈塞与雅万材料可以帮助理解这种差异，不能将两者视作相同制式的简单复制。[S10]

公开文献比较的三项认识

结论越具体，所需证据也要越具体。S05介绍正常与异常情形的测试安排；S02、S03分别记录现场调试与非载客试运行。这些材料回答的问题不同。把“能怎样测试”“现场做了什么”“结果是否满足要求”分开，才知道已有依据在哪里、下一步还缺什么。[S02、S03、S05]

协同，可以从任务衔接中具体解释。亦庄线报道将设计、供货和调试列为具体任务；平台介绍则呈现高校、企业与研究机构共同建设的组织背景。设备交付并不自动完成现场应用。沿着工作环节追问“前一步留下什么、下一步检查什么”，能够把协同转化为可讨论的问题，也让不同角色的贡献更清楚。[S02、S05]

自主能力，要在不同需求中体现适配。S10分别披露贝诺段的ETCS-2方案与雅万高铁CTCS-3车载设备；S16说明在CTCS-3基础上增加ATO功能及相关设备。国际规范与自动运行需求分别改变应用条件。由此可以提出：可借鉴的是明确要求、组织验证和衔接任务的方法；采用什么系统、增加哪些设备，仍须按场景确定。[S10、S16]

六 科学家精神与学习行动

本项目从爱国、创新、求实、奉献、协同和育人等方面理解科学家精神。以下是结合工程记录作出的教学阐释。

亦庄线的轮班调试呈现持续投入，翟婉明团队的桥梁测试呈现理论与观测的联系，丁荣军参与的交流传动研制呈现技术积累，何华武论文中的系统集成案例呈现专业之间的配合。科学家精神可以从这些具体行动加以理解。[S02、S20、S21、S22]

对青年学生而言，可以把这些观察落实为具体学习行动：解释一个专业概念时核对出处，完成实验时记录条件与结果，参与小组任务时说明自己的责任。这样才能把精神理解转化为可检查、可改进的行动。

七 从研究材料到科普体验

截至2026年10月8日，网站已公开上线，整合四位人物、十一个案例、八板展陈、六份文稿、双语讲解与3D列控体验。人物内容提供不同专业的阅读入口；八板图集和3D体验仍以列控教学为主。

7 1 展陈与讲解

八板展线从列控基本职责出发，依次连接技术自主、工程示范、测试验证、国际合作和人物故事。双语讲解稿围绕RBC、应答器、ATP与ATO等术语展开；历史时间轴帮助观众区分事件日期与报道日期。

7 2 互动体验与后续研学

网站按学习需要提供三条路线：公众比较两位人物的问题、贡献与联系；中学生记录预测、操作条件、观察和解释；专业读者整理问题、方案、验证、参与方与判断。3D体验用于观察教学情境中的操作与反馈，参数和过程经过简化，不能据此判断真实驾驶或工程安全。

7 3 学习效果的评价方式

八道自测覆盖列控分工、人物研究方向与协同验证。学习记录要求保留来源及解释过程，教师可据此检查概念是否准确、观察是否具体、判断是否超出证据。当前功能提供了评价工具；若后续评价学习效果，应另有真实学习记录及适当研究设计支持；当前未开展此类评价，也不将远程反馈设为完成自主研学的条件。

八 结语

不同专业通过建模、装备研制、现场测试与系统集成共同支持铁路技术发展。宁滨、翟婉明、丁荣军和何华武及其所在团队的案例表明，认识这些工作既要理解技术分工，也要知道每类材料能够回答什么问题。

公开文献比较得到的三项认识是：结论应有相应层次的证据，协同应沿任务衔接具体说明，工程应用应重新核对场景条件。桥梁材料练习进一步说明，完成一次算术复核不等于完成工程判断。读者可用这些方法检查自己的解释；本项目尚无据此评价学习效果的真实记录。

九 附录与资料说明

研究范围：本报告是公开文献整理与教学分析，未开展所述工程的一手访谈、实测或验收。人物简介用于贡献归属，工程报道用于阶段与行动，专业论文用于方法和实例；不同层次的材料不互相替代。历史页面中的任职、评价与技术要求按原文时点理解。真实远程反馈尚未收集，学习效果未验证；反馈作为可选输入。导师终审和学院VR平台接入仍待落实。

教学与展示范围：科学家精神部分属于编写者的教学阐释。人物故事采用第三人称，不补写无来源对白；数值、认证、排名和工程归属需要具体材料支持。网站公开上线属于展示状态，不能当作活动已实施、导师已审定或学院平台已验收的证明。

资料来源

[S01] 中国通号　先进安全 开放兼容 自主可控的中国高铁列控系统　2016-07-05
https://www.crsc.cn/news/tsi_1764_4776_19147.html

[S02] 北京交通大学　宁滨校长赴北京地铁亦庄线工程现场慰问我校教师　2010-07-28
https://news.bjtu.edu.cn/info/1011/5452.htm

[S03] 北京交通大学　宁滨校长陪同有关领导和专家见证亦庄线全线按图试运行启动　2010-10-21
https://news.bjtu.edu.cn/info/1011/5504.htm

[S04] 北京交通大学土木建筑工程学院　丁树奎 唐涛 郜春海 深切缅怀中国城市轨道交通奠基人和领航者施仲衡院士　2024-12-30
https://civil.bjtu.edu.cn/cms/item/23616.html

[S05] 北京交通大学自动化与智能学院　列车智能控制技术研究所介绍　2026-04-02；2026-10-08复核
https://ai.bjtu.edu.cn/xygk/zzjg/szx/lcznkzjsyjs/index.htm

[S06] 北京交通大学电子信息工程学院　无尽的思念 宁滨院士逝世三周年纪念座谈会举行　2022-06-16
https://eie.bjtu.edu.cn/cms/item/4619.html

[S07] 北京交通大学新闻网　宁滨 数十载植根交大 一生情缘定交通　2019年报道
https://news.bjtu.edu.cn/info/1003/29907.htm

[S08] 国家铁路局　匈塞铁路贝诺段开通运营　2022-03-21
https://www.nra.gov.cn/xwzx/xwxx/yjxw/202204/t20220405_284738.shtml

[S09] 中国政府网　中印尼共建一带一路合作的金字招牌　2023-10-18
https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202310/content_6909797.htm

[S10] 中国通号 上海证券交易所公告　中国通号公告2023-012　2023-04-19
https://star.sse.com.cn/disclosure/listedinfo/announcement/c/new/2023-04-19/688009_20230419_F05I.pdf

[S11] 中国通号　自主化RBC设备通过欧盟TSI认证　2017-02-13
https://www.crsc.cn/news/tsi_4691_9732_21825.html

[S16] 北京全路通信信号研究设计院有限公司　中国高铁自动驾驶系统　页面未标注发布日期；2026-10-07查阅
https://www.crsc.com.cn/6975.html

[S17] 西南交通大学　翟婉明教师个人主页　未标注发布日期，核对于2026-10-08
https://faculty.swjtu.edu.cn/zhaiwanming/zh_CN/index.htm

[S18] 无锡中车时代智能装备研究院有限公司　领导团队 丁荣军简介　未标注发布日期，核对于2026-10-08
https://www.crrcgc.cc/wxzn/325_21963/325_21973/index.html

[S19] 国家铁路局　中国工程院院士 何华武　2017-05-06
https://source.nra.gov.cn/ztzl/hd/cxdh/ljrw/lyys/201705/t20170503_146703.shtml

[S20] 西南交通大学新闻网（教育导报人物采访）　耦合智慧 为中国高铁“铺轨”——记2025年全国“最美教师”翟婉明　2025-09-11（学校转载日期；原报2025-09-10）
https://news.swjtu.edu.cn/info/1012/85575.htm

[S21] 中国中车株洲所（刊载《中国经济周刊》人物采访）　从“万国机车”到“国家名片”：高铁装备制造的百年跨越之路　2021-05-10
https://www.crrcgc.cc/zzs/2021-05/10/article_A44FFFF112394790B10FBB40BE59718E.html

[S22] 何华武《中国工程科学》2009年第11卷第1期 4—16页　京津城际铁路科技创新　2009年（原刊；网页迁移日期不作发表日期）
https://www.engineering.org.cn/sscae/CN/1160100030763819135

[S23] 丁愿文《中国工程科学》2009年第11卷第1期 43—47页　京津城际铁路桥梁沉降观测与评估技术　2009年（原刊）
https://www.engineering.org.cn/sscae/CN/1160100073122095446