为“大动脉”配建“健康诊所”

　　2000年9月，被誉为中国第一座公铁两用大跨高墩矮塔斜拉桥——芜湖长江大桥建成通车。从这天起，杜彦良和他的团队就成为这座现代化大桥的健康诊断“医生”。

　　上世纪以来，随着跨江大桥不断向大跨径、深水域和外海发展，不仅建设难度增大，而且维护难度也极大增加，一些桥梁已处于“亚健康”状态。杜彦良在国内率先提出“工程结构状态监测与控制”这一概念，并于1999年组建了大型结构健康诊断与控制研究所。

　　“桥梁的长期监测、安全评估及预警系统在国内没有先例，一切都要从零开始。承接这一项目时，所里一些人有畏难情绪。”石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所党支部书记孙宝臣清晰地记得，那段时间，杜彦良和大家一起从白天忙到晚上，有时一干就到了后半夜，连周末都是如此。“当时他住单位的高层宿舍，晚上11点就停电梯，回去晚了还要爬楼梯。”

　　针对芜湖长江大桥特点，杜彦良和他的团队研发了具有自主知识产权的嵌入式无线网络采集智能终端，创建了适用于新建特大型桥梁的长期监测、安全评估与预警报警的安全保障体系。利用这套技术，工作人员只需坐在办公室或实验室的计算机旁，就可以远程监测桥梁在运营中的健康状况，一举结束了长期以来桥梁安全健康靠人工监护的历史。

　　经过长达5年的研究与实践，2005年12月在原铁道部召开的该成果评审验收会上，专家组认为，这一项目填补了国内空白，总体达到国际先进水平。2008年，凭借此项成果，杜彦良再次获得国家科技进步奖二等奖。

　　近年来，他们又进行了深层次开掘，相继研制了联通式动态挠度仪、网络数据采集仪等设备，解决了长期监测过程中多种信号采集、整合、数据处理及存储、查询等技术难题。这些创新性的科研成果，在秦沈客运专线辽河大桥、郑州黄河铁路大桥、宁夏吴忠黄河大桥等工程中得到广泛应用，保证了交通运输的安全。

　　为青藏铁路装上“千里眼”

　　在青藏铁路冻土工程监测中心的大屏幕上，有规律地闪动着一串串字符。在铁路人眼中，这套系统是青藏铁路“安全运营的‘千里眼’”。

　　“青藏铁路550公里冻土区沿线近万个监测点组成的监测系统，可以自动采集和传输冻土温度和路基变形两组数据，随时提醒线路维护部门做什么，怎么做。”杜彦良介绍，冻土就像一个大冰块，对环境冷热变化极为敏感，容易产生冻土路基热融沉陷和冻胀变形等不良现象，从而影响铁路线路的运营安全。

　　起初，青藏铁路建设有关方面曾设想购置高档越野车，专门安排工程技术人员常年进行巡路检测。且不说这种方法花费巨大，在高寒缺氧环境下人工作业之艰难可想而知，青藏铁路冻土地貌的特殊性更是对检测技术提出了特殊的要求。2003年，杜彦良大胆提出运用现代传感测试技术进行动态、远程、实时监测的设想。

　　在青藏铁路前期施工中，并没有预留用于此类数据传输的光缆，这就意味着杜彦良不能采用有线光缆，只能改用无线远程传输。可无线传输的数据容量问题、电源问题、测试设备的防盗问题、使用寿命及可靠性问题，都是随之而来的待解难题。特别是如何保证监测系统在高寒高原野外恶劣环境条件下安全长期稳定运营，同时做到防水、防盗、防雷、自诊断、自校准等问题……一个又一个挑战接踵而至。

　　经过反复实验、改进，杜彦良和他的团队集先进成熟的计算机技术、通信技术、数据采集技术及传感器技术于一体，研制出了高精度的数据采集器、安全可靠的传输装置、功能齐全的数据分析软件以及科学的现场施工技术，建立了“青藏铁路多年冻土区路基稳定性长期监测系统”。

　　进入新世纪以来，随着高铁客运专线的不断开通，我国铁路开始向高速和重载两个方向发展。杜彦良紧跟最新发展动向，先后承担了“严寒地区客运专线线路长期监测系统及状态评估技术研究”、“基于光纤传感的重载铁路在途运营安全实时监测技术”等多项重大研究课题。

　　“原来铁路货运单节车厢最高载重44吨，现在我们在朔黄铁路建立了一个50公里试验段，单节载重达到了120吨，货运量提高了近3倍。”杜彦良表示，科技之路没有终点，未来他会一直致力于铁路运输监测系统的研究，为祖国的钢铁大动脉系上“安全带”。（记者 王敬照 本报通讯员 赵艳斌）