列车脱轨事故频频发生，列车脱轨后果不堪设想，怎么办?困扰人类一百多年的难题终于被破解，曾庆元院士建立的列车—轨道（桥梁）时变系统脱轨振动方程，指出了列车脱轨的根本症结，找到了全新的测算整个列车的脱轨全过程的分析方法。

前不久，“铁路高新技术国际学术报告会”在北京隆重召开。我校中国工程院院士、全国著名桥隧专家曾庆元应邀在大会上作主题发言。报告一结束，掌声雷动，许多人一边鼓掌，一边走向曾院士。两院院士沈志云高兴地握住曾院士的手说：“祝贺您，找到了列车脱轨的世界性难题的解决方法，全新！您的研究是全新的！”

曾院士是大会组织者特意安排的第一个发言的中国科学家。他的报告——“车桥及车轨时变系统横向振动计算中的根本问题与列车脱轨能量随机分析理论”是此次会议的重中之重，因为它将报告中国科学家在铁路安全领域的最新和最重大的科技进展，展示中国科学家在解决世界铁路史上一百多年来未能解决的重大难题方面所做出的卓有成效的努力。

“一看到曾院士的报告题目，我就被吸引住了。”一位年青学者在会后说，“主要有两点，一是曾院士给我们指出了研究列车脱轨这一复杂系统的根本问题所在，以前我们对大量试验中的一些关键问题不能预测和解释，但曾院士做到了；二是国内外均没有找到能够测算整个列车的脱轨全过程的分析方法，但曾院士找到了，他的报告的确给了我们一个惊喜。”

众所周知，铁路运输是每个国家的经济动脉，但是它每年都有大量脱轨事故发生，造成车毁人亡，因而，列车脱轨是各国铁路运输业的心头大患。国内外对此问题的研究多是定性分析，不能模拟列车脱轨全过程，更谈不上从理论上阐明列车脱轨的机理。从1896年M.J.Nadal首次提出单轮脱轨临界状态的公式，直到20世纪结束，这种情况一直未有大的改观，列车脱轨问题成了学术界公认的世界性难题。

曾院士多年来一直密切关注和思考这个难题。他高瞻远瞩地抓住了列车脱轨运动中的主要矛盾，洞察到已有研究工作的根本缺陷，即：分别建立车辆、轨道的振动方程组，由于车轮与钢轨间的缝隙瞬时变化，轮轨衔接条件列不出来，致使无法得到此时变系统方程的唯一解；引起此时变系统横向振动的激振源到底是什么不清楚；此时变系统随机分析问题没有解决。这些是导致脱轨研究中理论和试验不相符、大量事实无法解释的根本原因。“要它脱轨它不脱轨，不要它脱轨反而脱轨”成了铁路工程科技界名符其实的疑难症。

在认识到这些问题后，曾院士一反学术界从轮轨接触的力学状态进行分析的惯常模式，提出用随机能量分析作为支点，建立脱轨分析理论，把列车和轨道（桥梁）作为一个整体系统，运用他自己提出的弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则，建立列车——轨道（桥梁）时变系统脱轨振动方程。这是全新的脱轨分析理论。

曾院士指导研究生，大量搜集、分析事故资料和试验数据，以验证他的新理论中若干关键问题，得到了满意的结果，铁道部领导非常重视曾院士取得的初步研究成果，专门作出重要批示，把脱轨问题列为2001年重点科技攻关项目，由曾院士主持研究。

课题组北上沈阳，南下广州，东至上海，进行艰苦的实车测试，继续广泛收集各类事故资料，用他们自己设计的有效的数学模型，夜以继日地在计算机上分析。在辛勤的汗水和智慧的光芒中，新理论轮廓愈来愈清晰了。以列车构架蛇行波为激振源，采用随机分析方法，建立起脱轨几何准则和分析脱轨的空间振动方程，得到了脱轨的能量判据。迄今为止，这套理论得到了大量科学事实的支持，并能合理解释过去不能解释的复杂现象，能够在99%的可信度上预测列车是否脱轨并提出对应的防范措施。铁道部科技司司长鞠家星感慨地对在坐的领导说：“现在可以说，我们对曾院士的支持是正确的。”