日前，从铁道部传来消息，困扰铁路运输100多年的世界难题———列车脱轨，被著名桥梁专家、中国工程院院士、中南大学教授曾庆元攻克。实车测试，预防脱轨有99％以上的把握，通过进一步实验测证后，将在全国推广应用。

得知消息后，记者马上前往中南大学采访了曾院士。

曾院士的助手，中南大学青年教师、博士生向俊告诉记者，两车相撞、追尾、信号灯错误等都会导致列车脱轨，但这属于可控制的因素。曾院士的研究方向是正常情况下的脱轨。

曾院士突破了以往国内外研究中把列车和轨道分开考虑，只注重研究轮轨接触力的传统理论，把列车和轨道作为一个整体系统来分析，提出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，简便地建立了列车和轨道系统空间振动方程组。

脱轨是车辆剧烈横向振动的结果。曾院士发现，在不考虑风的作用下，列车和轨道系统的横向振动由轨道不平顺、轮轨的缺陷、车辆部件制造误差、车辆质量及载重偏离中心等因素引起，属于自己激发的力。系统横向振动自激力作为功成为输入系统的横向振动的能量，当系统横向振动达到其最大振动时，就会发生脱轨。

于是曾院士和他的学生在铁路干线上大量实测客货车、机车在各种车速下的构架蛇行波（如同沙漏摆动时在地面留下的痕迹），截取每公里波形图为一个样本，分别按直线和曲线统计各样本的标准差，由工程概率分析办法，得出具有99％概率水平的输入能量标准差与车速的关系曲线，从而算出系统横向振动最大值。它包括了所有引起系统横向振动的影响，反映了不同轮轨接触状态的作用，因此相当精确。

曾院士介绍，目前，他和学生们已做了几万公里的实车试验，成功模拟出了由一辆机车加29辆车厢组成的列车在500米长的线路上运行时的脱轨全过程，设计出了一套计算列车脱轨系数的计算机软件，并根据有关方面提供的数据，运用该软件计算了4列列车的运行情况，其中两列脱轨，两列不脱轨，计算结果与实际吻合，模拟曲线图与实际曲线图接近。

曾院士下一步的目标是做更多的实车试验，完善这一理论，并根据实际情况，提出预防脱轨的标准，包括轨道技术参数和车辆技术参数。

国内外对列车脱轨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。曾院士的研究无疑是一项重大创新。记者相信，曾院士的预防脱轨标准确立后，不但能最大限度地减少脱轨，而且能保证和促进列车的进一步提速，实现铁路建设“安全、多拉、快跑”的多项战略目标。

曾庆元小档案

曾庆元，男，汉族。1925年出生，江西省泰和县人。中共党员。1950年毕业于南昌大学，1956年清华大学土木钢结构研究生毕业。

曾庆元教授长期从事桥梁结构振动与稳定的教学和研究。创立了一套崭新的分析理论，其研究理论、研究方法和研究成果达到国际领先水平。解决了九江长江大桥等40多座桥梁的横向刚度分析问题、10多座板梁桥加固计算问题及列车轨道系统横向振动和动力稳定性分析问题。

曾庆元教授先后获詹天佑成就奖，两次获国家科技进步奖，多次获省、部级奖励。1999年11月当选为中国工程院院士。现任中南大学教授、博士生导师。