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【成都商报教育发布】院士专访 | 西南交通大学高仕斌:为中国高铁“充电”的三十七年

来源:成都商报教育发布 日期:2025/11/26

1988年春天,一位从湖北农村走出来的青年,站在了人生的十字路口。

海南建省的热浪席卷全国,他也渴望奔赴那片沸腾的热土。然而,导师的一句“学校需要人”,让他选择留下,在西南交通大学的讲台与实验室里扎下根来。

37年后的今天,当年那位名叫高仕斌的青年,已是我国高铁供电领域的领军人物,成功当选为中国工程院院士。

回望来路,在华北地区的铁路旁,他带着团队彻夜排查设备死机故障,最终在接地系统上找到了那个导致万吨列车通过就黑屏的“魔鬼细节”;在实验室里,他带领团队攻克了高铁供电网的“快速自愈”难题,让停电区间从数十公里缩短到几公里,保障了时速350公里列车的持续飞奔。

如今,他的研究成果已随中国高铁走向全球17个国家,而他依然每周雷打不动地站在本科生的讲台前。“学生需要半桶水,老师就要准备一缸水”,这是他常挂在嘴边的话。从他手下走出的165名硕博士,有人已成为技术骨干,有人与他同台领奖。

从手写志愿时偶然将“铁道电气化”写在首位的农村学生,到引领中国高铁供电技术走向世界的科学家,高仕斌用三十七年的光阴诠释了他的信念——“把每件该做的事做好,就是最大的创新。”

11月21日,当选院士当天,高仕斌在西南交通大学电气工程学院接受了成都商报教育发布的访谈。他在采访中寄语青年学者:“好饭不怕晚”,做科研要锚定方向,聚焦国家与行业重大需求,选择关键而有价值的领域沉心钻研、耐住寂寞、持之以恒。

成都商报教育发布:当选中国工程院院士您有何感受?

高仕斌:我们这一代人,60年代出生,80年代走上工作岗位,赶上了中国飞速发展的好时代,是时代为我们提供了前所未有的机遇和广阔的舞台,让我们能够将所学付诸实践,有所作为。

既然时代发展选择了我们,我们就一定要竭尽全力,不辜负这个时代赋予的使命,不辜负“院士”称号。

成都商报教育发布:这一荣誉对您个人和团队未来的科研工作提出了哪些新的要求?

高仕斌:首先我想说,无论当不当院士,该干嘛还是干嘛,过去干什么,现在还是干什么,未来仍然坚持。当然,院士身份对我来说也是一种促进,未来我们的科研工作要更聚焦国家重大需求;更着力地攻坚“卡脖子”难题,为工程实践提供实实在在的解决方案;更系统地锤炼团队能力,在响应国家需求、攻克工程难题中提升整体科研实力。

成都商报教育发布:院士身份是否也意味着您在科研建设、人才培养方面要承担更多责任?压力会不会更大?

高仕斌:那是自然的,既然给了我这个院士的称号,我就不能辜负这个称号。无论是在个人行为规范、科学研究,还是人才培养方面,我对自身都会提出更高的要求。同时,我也会以此为标准,对我们整个团队提出更严格的要求。

第三排右一为青年时期的高仕斌

成都商报教育发布:听说您是因为小时候家乡交通不便,立志修路,所以选择了轨道交通领域并报考西南交通大学?

高仕斌:当时没想那么多,我是农村出来的学生,当时填志愿的时候首先问老师,哪个专业工资高,老师说,铁路相关专业工资比较高。

我们那时候填志愿是手写的,不像现在用电脑,有那么多学校和专业信息可以参考。当时我本来想填“自动控制”专业,在填报时,“铁道电气化”和“自动控制”这两个专业我都写了,可能“铁道电气化”被写在了前面。

后来去交志愿表的时候,老师还特意问我:“你不是要去学自动控制吗?第一志愿要不要改一下?”我当时觉得,既然已经填了,就不用再改了。

所以,最终进入这个领域,更像是一种缘分,就是这样自然而然地走到了这条路上。

成都商报教育发布:您的科研生涯超过三十年,有哪些印象深刻的故事?听说您当年差点去海南发展?

高仕斌:我1981年进入西南交通大学学习,1988年3月硕士研究生毕业,恰逢当年4月海南建省,不光是我,还有一批同学都想投身到海南的建设中。

但当时我的硕士导师,也是学院的领导,跟我说学校师资力量紧缺,希望我能留下来,为学校的电气化开展科学研究和人才培养。考虑到是学校和老师培养了我,现在学校有需要,老师有要求,我责无旁贷地选择了留校任教。

从1988年至今,37年过去了,在这漫长的科研与教学生涯中,确实有许多难忘的经历,其中不乏挫折。这里可以分享一个早期的故事:

我刚留校不久,铁道部就下达了一个科研项目,由我主持,旨在解决电气化铁路发生故障时,如何快速精准定位故障点的问题。我们在大秦线(大秦铁路)进行现场实验,当时是1991或1992年,因为变电所紧邻着铁路,每当有长达1.3至1.5公里的万吨重载列车呼啸而过时,我们的装置就会出现黑屏、死机的现象。

我们想尽了各种办法,问题却始终无法解决。最后,团队决定回归本源,将变电所原始的、既有的全套设计图纸找出来,一点一点地对照分析。

最后发现,我们自主研发的样机与一套从日本引进的装置,它们的接地位置存在差异。引进装置的接地极设在50米外,形成了一个独立的接地系统,而我们的装置则接在变电所的接地网上。这两套装置之间构成一个回路,但两个“地”之间存在电位差。当万吨列车通过时,轨地回流会使两个接地点的电位差瞬间增大,产生共模干扰,最终导致我们的装置死机。

找到这个看似微小却致命的问题后,我们迅速解决了它。这个故事也让我深刻体会到,科研工作必须极其认真,只有通过一丝不苟地细致分析,才能发现问题的本质,进而解决问题。


成都商报教育发布:您主持研发的“高铁供电保护-控制-调度一体化系统”和“高速弓网安全检测-诊断-维修成套技术装备”等成果,已成为我国高铁安全运营的核心支撑。在攻克这些技术难题的过程中,您认为最具挑战性的突破是什么?

高仕斌:最具挑战性的突破在于解决了高铁牵引供电网的“快速自愈”问题。

高铁供电网是沿铁路线分布的“条状”网络,这与“网状”分布的公用电网不同。当公用电网某一区间发生故障时,可以从网络其他部分调配功率向故障区间供电,避免大面积停电。但高铁线路的任一局部发生故障,都无法从其他区段获得功率支援,必然导致该区段停电,列车无法运行。

因此,我们最大的挑战就是必须实现故障后的快速恢复供电,以确保高速列车能不间断地持续运行。为此,我们核心技术突破在于研发了“广域保护与自愈重构技术”。

这项技术能将故障停电的区间范围缩小75%,即将停电区段控制在几公里,对于时速350公里的列车而言,凭借其自身惯性,可以安全通过故障停电的无电区间,从而保障了高铁的“高速度、高密度”安全运营。

成都商报教育发布:您的研究成果已输出至17个国家,推动了中国高铁供电标准“走出去”。在这一过程中,您认为我国高铁供电技术在国际竞争中的核心优势是什么?

高仕斌:我国高铁供电技术的核心优势,根植于中国高铁技术体系的三大世界领先指标,我们的技术对这三大技术指标都有支撑。

第一是规模优势。截至去年底,中国高铁运营里程已达4.8万公里,超过世界高铁总里程的70%。这一全球最大的网络规模,为我们的技术应用提供了无与伦比的实践检验场。

第二是速度优势。我国高铁最高运营速度350公里/小时,这是世界最高水平的常态化运营速度。作为对比,其他国家高铁的日常运营速度最快为270-300公里/小时。

第三是密度优势。我国高铁最短追踪间隔为三分钟,在实际运营中,有时候追踪间隔甚至更短,这使得中国高铁成为世界上运输效率最高的系统。

最大规模、最高速度、最密间隔,构成了中国高铁的体系性优势。我们的牵引供电系统作为四大核心系统之一,其技术与装备经过长期严苛验证,能够完全满足并有力支撑这些世界顶尖技术指标的实现。这正是我们的技术能够成功“走出去”的根本底气和核心竞争力所在。

成都商报教育发布:在将新能源和储能等新技术融入供电系统方面,目前是否有具体的项目落地?

高仕斌:我们在国家重点研发计划项目“轨道交通‘网-源-储-车’协同供能技术”的支持下,构建了“网-源-储-车”协同供能系统。该项目2021年11月获得科技部立项,并于2024年11月落地试运行,2025年9月22日正式投入运行,纳入包神铁路集团管理。

我们一共升级改造了6座牵引变电所和1座分区所,该系统具备四大核心功能,第一个功能是新能源利用,能够将铁路周边的新能源直接接入牵引供电系统。这为未来铁路运量提升导致供电能力不足时,提供了一种可靠的扩容解决方案。

第二个是再生制动能量利用,高效回收并利用列车下坡制动时产生的再生制动能量,在城市轨道交通中,这部分能量最高可占总牵引能耗的40%,在高铁中,由于坡道和频繁进出站,也占到8%-10%。此前,这部分反馈回电网的能量基本被浪费,现在通过该系统实现了循环利用。

第三个功能是削峰填谷,由于铁路线路存在弯道、坡道及频繁的进出站,牵引负荷具有冲击性强、波动大的特点。该系统能有效平抑负荷波动,在负荷高时吸收功率,在负荷低时补充功率,起到稳定电网的作用。

另外就是应急供电,当接触网停电了,这套系统可以作为后备电源,支撑列车继续运行至下一个安全区域,极大提升了供电可靠性与行车安全性。

成都商报教育发布:在智能化、数字化背景下,您认为下一代牵引供电系统将呈现哪些技术特征?

高仕斌:智能化与数字化是国家的发展战略,我们铁路供电专业提出了与之配套的、清晰的顶层设计,即构建“11511”系统。这是实现铁路“数字赋能、智能运维”的核心目标。

在这一系统性工程的构建过程中,我们正在修订既有标准、补充制定新的技术标准,为整个系统的规范化建设奠定基础。同时深度参与“11511”系统相关核心装备的研制,为智能化、数字化铁路建设提供装备支撑。

我们前期的研究成果,如保障安全的“6C系统”,已经为智能化升级打下了坚实基础。一个典型的成功案例是,我们在广州铁路局的6个供电段,实现了数据打通,构建了智能运维系统。

成都商报教育发布:您最新的研究课题方向是什么?

高仕斌:主要还是针对高铁的发展来做相应的研究工作,围绕新能源、智能化和西部高原铁路建设开展研究。

成都商报教育发布:您在科研繁忙之余仍非常重视青年人才培养,那么在科研和人才培养方面下一步有何具体计划?

高仕斌:作为高校工科教师,我们的核心使命是科学研究与人才培养。科研方面,重点攻关成都-重庆时速400公里高速铁路的可靠供电、供电安全与供电节能技术;全力服务高原铁路建设,着力解决高原铁路超长隧道的应急供电问题;利用西部丰富的新能源资源,着力解决“小容量”的外部电网适应“大能力”的牵引需求问题。

最核心的人才培养实际上就跟农民种庄稼一样,要坚持“春种秋收”的育人理念,遵循本科4年、硕士3年、博士4年的培养规律,强化理论与实践结合,带领学生深入工程一线,在解决实际工程技术问题中培养创新人才。

成都商报教育发布:听说您每周都在给本科生上课,一周两节课。您为什么要坚持给本科生上课?

高仕斌:坦率地讲,研究生有导师进行一对一的指导,对于本科生,我们虽然有辅导员和班导师体系,按照教育部的要求是一位辅导员管理约200名学生,一位班导师指导约30名学生。但是,教授在科研实践、学术积淀以及对人才培养规律的理解上,通常拥有更丰富的经验,将这些综合性的经验通过课堂直接传递给本科生,对于他们创新能力的培养和学术视野的开拓至关重要。


成都商报教育发布:您曾经说过一句话,“学生需要半桶水,老师就要准备一缸水”,为什么这么比喻?

高仕斌:如果学生需要“一桶水”的知识,那么老师只准备“一桶水”是远远不够的。

老师给学生上课,比老师做科研更不容易。因为学生的思维非常活跃,他们提出的问题往往能切中要害,甚至问到老师的知识短板。因此,老师必须准备“一缸水”那样广博而深厚的知识储备,才能从容应对每一位学生“一桶水”的需求。

成都商报教育发布:三十余年扎根牵引供电领域,从青年教师成长为院士。在科研生涯中,您认为哪些品质是青年科技工作者最应坚守的?

高仕斌:认真,勇气,更重要的还是坚持。

成都商报教育发布:对于当前年轻学者普遍面临的“科研压力”与“创新焦虑”,您有何建议?

高仕斌:“好饭不怕晚”,聚焦国家与行业重大需求,锚定一个关键的、有价值的研究方向,然后沉下心来,耐得住寂寞,持之以恒地深入钻研。同时也要注重实践和总结,在实践中验证与提升,在总结中实现跨越,只有这样,才能不断提升研究的层次和水平。

总之,要做好科研,要做好有用的研究,需要聚焦方向、潜心研究、用心实践、精心总结,最终才能做出真正解决关键问题、服务国家发展需要的成果。

成都商报教育发布:您对青年科技工作者和大学生有什么寄语或期望?

高仕斌:扎根实际现场,解决工程问题,通过科研提升能力,满足国家发展需求。

对青年科技工作者,我希望大家坚持“四个面向”,紧扣国家战略方向,潜心深耕特定领域;坚持深入工程一线,在实践中检验理论、验证技术;精心提炼工程经验,推动技术持续进步。

“把论文写在祖国大地上”,我认为对每个科技工作者而言,就是要把论文写在自己能够触及、能够深耕的那片土地上。当我们每个人都深耕好自己的领域,点点星火就能汇聚成燎原之势。

我最欣赏的一句话是:“做好本职工作就是最大的创新”。科研人员做好科研,教师教好学生,每个人立足岗位做好本职工作。

成都商报教育发布:今年是世界铁路诞生200周年,您的工作始终与铁路发展紧密相连,那么您对未来铁路发展有何愿景?

高仕斌:回顾铁路发展历程,我们在较短时间内走过了世界铁路200年的发展道路,并在高铁技术上实现了从追赶至引领的跨越,成为世界的标杆。

对于未来的铁路发展,当然第一是更高的速度。比如目前我国350公里/小时的运营速度已是世界最高,但随着技术进步,我们期待铁路时速能实现新的突破。

第二是更加安全。铁路作为承载旅客和物资的运输工具,安全始终是首要使命,我们必须不断强化安全保障体系。

第三是更加绿色环保。围绕国家“双碳”目标,铁路需要全面推进节能减排。从牵引供电系统来讲,一方面是供电设备的节能降耗;另一方面是供电系统的绿色低碳,当前牵引供电系统的电力来源于外部电网,火电约占60%,因此,未来需着力提升清洁能源比例,构建绿色低碳的牵引供电系统。

来源:成都商报教育发布2025年11月23日https://mp.weixin.qq.com/s/fQgqVvJZemOnuI7PYvjSaQ


作者:杜一兰   编辑:向怡蓉   


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