标题：中南大学轨道交通安全教育部重点实验室
实验室简介
中南大学轨道交通安全教育部重点实验室坐落在美丽的星城长沙，拥有自主设计、全世界规模最大、国内唯一的“列车空气动力性能及撞击模拟实验装置”，成功开发了“青藏高原铁路大风环境下行车安全保障系统”，在列车空气动力学和列车撞击动力学两个学科前沿领域取得了国际领先水平的研究成果，先后承担过国家及铁道部高速列车、提速列车和磁悬浮列车研制等一系列课题。其中，国家重点科技攻关项目、国家自然科学基金、国家高技术产业发展项目、“863”重大专题项目10余项，被铁道部确定为我国列车空气动力学、列车撞击动力学和新型列车车体研究基地。迄今为止，国内所有流线型高速列车的外形结构设计及气动研究，全部在这里完成。实验室拥有仪器设备总计200余台件。主要包括：列车空气动力学动模型及车辆部件、碰撞试验装置、高速摄像系统、SGI超级图形工作站、多通道数据采集系统、复杂曲面CAD/CAM加工系统等。  中南大学轨道交通安全教育部重点实验室
针对轨道交通安全中亟待解决的关键科学技术问题，实验室的主要研究方向为列车空气动力学及外形结构设计与列车撞击动力学及安全车体设计。相应地建设有红外光电测速系统、超声波测距系统、瞬态压力测试系统、稳态压力测试系统等实验系统。并成熟掌握了列车瞬态加速和紧急制动技术、适合我国国情的实车试验测试技术以及耐冲击吸能车体的设计技术。此外，还自主创建了一套从列车气动性能分析到流线外型结构工程化设计、板梁数控加工一体化的流线型列车研制方法。在数值计算方面，成功地解决了三维可压缩非定常列车交会空气压力波数值计算这一世界难题，铁道部也因此把列车交会安全评估试验这一评估权授予了轨道交通安全教育部重点实验室。
实验室自成立以来获得多项大奖，1998年，获得中华铁路总工会火车头奖和铁道部先进集体，2000年，获得湖南省科技进步一等奖，2002年，获得国家科技进步二等奖，国家“九五”重点攻关优秀科技成果奖等。国家科技进步特等奖1项，国家科技进步二等奖2项、省部科技进步一等奖6项。
作为中南大学交通运输工程学院重要的人才培养基地，实验室开设有列车空气动力学、车辆现代设计方法、弹塑性力学有限元法等多门课程的实验教学任务，为中南大学输出了大量优秀的本科和硕士毕业生。多数已成为高速机车车辆、交通装备设计制造及运用部门的骨干及高级专门人才。 
多年来，实验室始终加强提升自主创新能力，积极与国内外相关单位进行学术合作与交流，不断为我国轨道交通的发展提供新技术，并成为凝聚和培养高水平创新技术人才的重要基地。今后，实验室将朝着推动学术研究与工程应用有机结合的方向努力，为铁路行业创造更大的社会效益，使轨道交通安全实验室成为我国铁路发展领域一个知识密集、设备精良、技术先进的重要研究基地，以崭新的面貌迎接更大的挑战。
团队成员
长江学者创新团队主要成员
一、田红旗教授
田红旗，工学博士，中南大学教授，长江学者特聘教授，博士生导师，全国政协委员，中南大学副校长，轨道交通安全教育部重点实验室主任，中国空气动力学会风工程与工业空气动力学会副主任，中国铁道学会安全委员会委员、铁道装备学术带头人，《铁道学报》编辑委员会委员，牵引动力国家重点实验室学术委员会委员，湖南省铁道学会车辆委员会委员，我国列车空气动力学、列车撞击动力学专家。主持研建了世界上规模最大国内唯一的“列车空气动力特性动模型试验系统”以及“青藏高原铁路大风环境下行车安全保障系统”，建立了列车空气动力性能研究及外形结构设计方法、耐冲击吸能车体结构设计方法。主持完成了所有国产流线型列车车体设计、我国铁路六次提速的全部列车空气动力行车安全评估、全部国产耐冲击吸能车辆设计。
田红旗教授是我国铁路空气动力学和列车撞击动力学专家。在解决我国高速铁路空气动力问题、列车碰撞安全保护技术、恶劣风环境行车安全等方面取得系列原创性和工程应用成果。获国家科技进步二等奖2项，均排名第1；国家科技进步特等奖1项，排名第47；以排名第1获省部科技进步一等奖4项、二等奖2项，国家发明专利10项；出版学术专著、编著各1部；EI、SCI收录论文42篇。
二、梁习锋教授
梁习锋，教授，博士生导师。近几年来紧密结合我国铁路提速、高速铁路发展需要，承担国家“863”、国家自然科学基金和铁道部项目36项，其中主持18项。获国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步一等奖4项、二等奖2项、三等奖2项，实施国家发明专利1项、公开8项，EI收录论文22篇。
1、列车空气动力学
（1）自主成功研建世界上规模最大国内唯一的“列车空气动力特性动模型试验系统”，作为该试验系统主要研建负责人之一，负责试验系统的总体技术方案设计，成功解决了试验模型瞬间加速和高速制动的难题，该试验系统填补了我国在研究列车交会、过隧道空气动力效应试验研究装备的空白。
（2）开发出流线型车体外形和梁结构设计软件，实现了流线型车体结构无图纸化设计，极大地减轻了设计、施工强度，缩短了生产周期。
（3）开发出三维可压缩非定常列车绕流数值模拟及内外流场耦合计算软件，成功地解决了流场计算中流动复杂性、计算模型外形不规则性和计算区域复杂性等三大技术难题，大大缩短高速列车外形设计周期，降低设计成本。
（4）研制出均匀吸气地板，用于研究风洞试验中固定地板附面层的影响，解决了我国列车风洞试验中无活动地板的难题。
2、列车运行安全评估
（1）针对青藏铁路特殊风环境，结合列车编组、载重等信息，提出不同类型列车安全运行速度限值，为成功研建“青藏高原铁路大风预警与行车指挥系统”奠定了基础。提出的《青藏线格拉段大风天气列车安全运行暂行管理办法》已全部纳入青藏铁路公司《行车组织规则》。
（2）采用实车试验和数值计算方法，完成了新疆铁路大风环境下列车及防风设施空气动力学综合研究，为完善和修改乌局现行《大风天气列车安全运行办法》提供了科学依据；针对新疆铁路的防风、防沙问题，提出了最优挡风墙高度和形状。
（3）建立了列车空气动力行车安全评估方法，主持开发了填补国内空白的在线实车空气动力检测技术，完成了我国既有铁路干线6次提速、新型国产客货运列车和引进动车组的空气动力学行车安全评估。主要试验结果已纳入铁道部“铁路200～250km/h既有线技术管理暂行办法”（铁科技[2007]61号）。
作为中南大学“列车运行安全与环境工程”学科带头人，结合所承担的科研项目，精心培养硕士及博士研究生36人。由于在科研与教学工作中做出的突出成绩，2002年获茅以升铁路教育科研专项奖，2004年被选为教育部新世纪人才，2005年被评为湖南省新世纪121人才，2006年获茅以升铁道科学技术奖，2008年被评为国务院享受政府特殊津贴人员。
三、刘国伟教授
工学硕士，中南大学教授，博士生导师，1994年至今主要从事列车空气动力学、车辆结构强度分析及列车撞击动力学，计算机图形学及计算机辅助设计与制造的科研和教学工作。近年来获省部级科技进步一等奖2项，主持铁道部科研项目2项，湖南省科技厅科研项目1项。作为课题组主要研究人员参加国家及铁道部课题22项，其中国家“八五”、“九五”重点攻关课题7项。获发明专利1项，实用新型专利2项。
四、高广军副教授
工学博士，副教授，硕士生导师，中南大学交通运输工程学院副院长，湖南省青年骨干教师，英国伯明翰大学访问学者。主要从事列车空气动力学、撞击动力学和系统动力学方面的研究。共获得国家科技进步2等奖1项，省部级1等奖3项、2等奖2项。发表论文20余篇，其中10多篇被SCI/EI/ISTP收录。
科学研究
主要研究方向
研究方向名称
研究方向英文名称
1
列车空气动力学
Train aerodynaics
2
列车撞击理论与多体耦合撞击动力学
Train Collision Theory and Multi-car Coupling 
Impact Dynamics
3
轨道交通噪声与控制
Rail Traffic Noise and Control
4
列车运行品质分析与评价
Train Operation Quality Analysis and Evaluatio
1.列车空气动力学
列车空气动力学是发展轮轨和磁浮高速的关键基础科学。本学科点开辟了国内新领域“列车空气动力学”研究，包括高速轮轨列车低速流和高速磁浮列车亚音速流两个方面。构建从理论分析、数值模拟计算、风洞试验、动模型试验到现场在线实车试验的列车空气动力学研究体系，解决了列车高速交会瞬态压力冲击、过隧道压力剧变、列车风影响等轨道交通特有的严重危及行车安全、降低旅客舒适度和影响周围环境的列车空气动力问题。建立列车空气动力行车安全评估方法，完成了我国既有铁路干线6次提速及新型国产和进出口客货列车的空气动力行车安全评估，成为铁道部“列车空气动力学”的研究与试验基地，是铁道部唯一承担我国列车空气动力行车安全评估的单位。“既有线提速200～250km/h技术研究试验与应用”2007年获铁道部科技进步一等奖、“铁路提速空气动力行车安全”2007年获铁道部科技进步二等奖、“轮轨、磁浮列车交会与行车安全研究”2004年获教育部科技进步一等奖。基于研究建立的一系列原创性理论关系式，撰写了我国第一部《列车空气动力学》专著，在国内空气动力学领域形成了“列车空气动力学”新的科学领域。
自主研建世界上规模最大、国内唯一的“模拟列车－隧道－路轨相对运动的列车空气动力特性动模型试验系统”，解决了风洞试验不能模拟车－隧－路之间相对运动的难题。研究成果“高速列车气动特性，撞击安全动模型试验系统及应用”2004年获国家科技进步二等奖（排名第1）、“列车交会压力波研究与应用”2003年获湖南省科技进步一等奖（排名第1）。
开展大风危害青藏铁路行车安全机理研究。青藏高原不仅大风期长并常发生难以掌控的局部区域气候突变，再加上线路建有大量的高路堤、高架桥，更加剧了大风的影响。针对这一情况，本学科点对运行于该线路各种路况的各型车辆、在强侧风环境下风－车－路耦合空气流动的机理及列车空气动力特性开展了研究，得到大风环境下各种列车在不同路况下的安全运行速度限值。研究结果除用于青藏铁路外，已推广用于兰新铁路。成果“青藏铁路恶劣风环境下行车安全基础研究与监测预警系统”2008年获湖南省科技进步一等奖（排名第1）。
研建青藏铁路大风监测预警系统。在上述研究的基础上，研建成功世界上最长（辖域1120km）、车型及路况最复杂、能实时要求各种客、货列车按对应风速安全速度限值运行的“高原铁路长大风区大风监测预警行车安全指挥系统”。成果纳入2008年国家科技进步特等奖“青藏铁路工程”（单位排名第11、个人排名第47）。
将进一步研究速度350km/h以上轮轨列车空气动力问题；东部沿海地区高速客运专线大风以及西部地区沙尘暴影响行车安全问题。
2.列车撞击理论与多体耦合撞击动力学
列车碰撞是轨道交通特有的强非线性多体耦合撞击问题，碰撞事故造成人员重大伤亡，为乘员提供碰撞时的被动安全保护，是当今世界铁路客车发展的方向。本学科点开辟了国内“列车撞击动力学”新领域研究，构建了从理论分析、列车多体耦合撞击模拟、吸能部件计算与试验、车体结构撞击计算、车辆脱轨倾覆到碰撞事故再现的列车多体耦合撞击动力学研究体系；建立一套为乘员提供安全保护的耐冲击吸能车体设计方法和列车碰撞安全评判准则，实现我国耐冲击吸能车体制造“零”的突破。目前是国内唯一取得实质性研究成果的单位，成为铁道部“列车撞击动力学及安全车体”研究与试验基地。成果“铁路客运列车耐冲击吸能车体”2005年获授权发明专利。
自主研建成功国内地面交通行业唯一能实时测定冲击力的车辆部件实物碰撞试验系统，包含该系统在内的成果“高速列车气动特性，撞击安全动模型试验系统及应用”，2004年获国家科技进步二等奖。“列车碰撞安全保护技术”2010年获湖南省科技进步一等奖。
应用上述研究成果，完成了出口客车和国产城轨客运列车的吸能结构设计，共出口伊朗等6个国家客车278辆、动车组24列；共生产国产城市轨道吸能结构车辆1334辆，应用于北京、广州、深圳等城市地铁。
开发列车碰撞事故再现技术。研发分析车辆结构弹性变形和塑性大变形状态的“列车纵向碰撞规律模拟及事故再现软件”，成功用于驼峰调车作业连挂速度的确定；解决了长大货物列车紧急制动导致车辆脱轨、列车碰撞等重大事故再现及原因分析的难题。为新型吸能列车研制及碰撞事故的后处理提供了科学依据。
将进一步研究适用于我国的铁路干线吸能车体结构及列车碰撞安全保护技术[1]。