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張云龍，中共黨員，中國鐵路設(shè)計集團有限公司測繪地理信息研究院高級工程師、鐵路北斗技術(shù)應(yīng)用中心首席專家，獲新時代青年先鋒獎、詹天佑鐵道科學(xué)技術(shù)獎青年獎、全國青年崗位能手、鐵路青年五四獎?wù)碌葮s譽。

高鐵精密測量控制網(wǎng)——高鐵建設(shè)、運營中至關(guān)重要的空間位置基準，全國高鐵的每一寸鋼軌都基于此獲得精確三維坐標。

高精度衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)——構(gòu)建該基準的“智慧天眼”，持續(xù)追蹤著控制網(wǎng)點的毫米級位移，以保障全路鋼軌坐標精度穩(wěn)定可靠。

　　如今，這雙“天眼”已在關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍——由中國鐵路設(shè)計集團有限公司測繪地理信息研究院高級工程師張云龍帶領(lǐng)的團隊，歷時7年攻堅克難，成功研發(fā)出了自主可控的北斗三代星地融合高精度測量系統(tǒng)。這套系統(tǒng)國外技術(shù)壟斷，為中國高鐵精密測量控制網(wǎng)裝上了自己的“智慧天眼”。

破壁：精測系統(tǒng)打破國外技術(shù)壟斷

　　2018年7月，張云龍從北京交通大學(xué)博士畢業(yè)，進入中國鐵設(shè)測繪院工作。彼時，我國高鐵精密測量領(lǐng)域面臨著國外衛(wèi)星定位技術(shù)“卡脖子”困境。儀器設(shè)備依賴進口，價格高昂、與中國北斗衛(wèi)星適配性差、面對復(fù)雜地形“水土不服”等問題，制約了我國高鐵建設(shè)的自主性與安全性。

目睹國外技術(shù)壟斷的弊端，張云龍暗下決心：“一定要讓中國鐵路在精測領(lǐng)域擁有自己的‘智慧天眼’?！蹦菚r，適逢我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面建成，他立刻投身到基于北斗衛(wèi)星的鐵路智能勘測系統(tǒng)研發(fā)當中。

研發(fā)，從硬件攻關(guān)開始。

性能可靠的芯片是硬件裝備的核心。為了選出最適配的芯片，張云龍拿出“將板凳坐穿”的韌勁，一頭扎進實驗室里，一臺電腦、一杯水，常常一坐就是一整天。

國內(nèi)外30余家企業(yè)、80余款芯片，他與團隊從精度、靈敏度到信噪比、定位時間、抗干擾性，收集數(shù)據(jù)、測算對比，歷時半年，終于找到了“最優(yōu)解”。如今，市面上但凡“有名有姓”的芯片，張云龍都如數(shù)家珍。

提升裝備抗干擾能力是硬件優(yōu)化的另一半。在芯片測評的同時，張云龍帶領(lǐng)團隊從硬件設(shè)計的各環(huán)節(jié)入手，通過選取最優(yōu)的外觀材料和電子器件材料，設(shè)計結(jié)構(gòu)、模具和電路，反復(fù)測算、調(diào)試，成功掌握了電離層閃爍監(jiān)測、抑制及抗多徑干擾技術(shù)。最終研發(fā)成功的北斗三代星地融合高精度測量系統(tǒng)，兼具低功耗與長續(xù)航特性，抗干擾能力提升30%。

從2022年開始，這項自主創(chuàng)新研發(fā)成果迎來實戰(zhàn)檢驗?！皞鹘y(tǒng)鐵路精密測量網(wǎng)衛(wèi)星定位接收機受電離層干擾影響，通常只能在特定時段開展測量作業(yè)?！睆堅讫埥榻B，在濰煙高鐵、沈白高鐵等國家重點工程中，搭載抗干擾技術(shù)的北斗智能測量裝備取代進口設(shè)備，實現(xiàn)了從固定時段測量到全天候測量的有效突破，測量效率提升20%以上，誤差控制在毫米級。

在成功突破硬件技術(shù)瓶頸后，張云龍團隊將工作重心轉(zhuǎn)向軟件生態(tài)建設(shè)。

“只有硬件裝備、沒有自主可控的軟件支撐，就談不上真正的技術(shù)自主?！睆堅讫垘ьI(lǐng)團隊從底層基線解算算法優(yōu)化開始，深入高原鐵路現(xiàn)場，在零下20攝氏度的嚴寒中采集數(shù)據(jù)，分析影響精度的各種干擾因素；在實驗室調(diào)試代碼，分析海量的實測數(shù)據(jù)，經(jīng)歷了無數(shù)次的推翻重構(gòu)，設(shè)計核心架構(gòu)、訓(xùn)練大氣誤差補償智能算法模型……

歷時800多個日夜，他們終于成功開發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的鐵路北斗精密測量軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了從硬件到軟件的全鏈條技術(shù)突破。

“難，很難，但再難也要做，我們必須要擺脫‘卡脖子’技術(shù)困境?！睆堅讫埢叵肫甬敃r軟件攻堅的日子堅定地說。

如今，基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的智能勘測系統(tǒng)已應(yīng)用于眾多鐵路建設(shè)項目中，從平原到高原、從城市到山區(qū)、從“分體式”到“一體化集成”、從“通用模型”到“場景定制”，這項具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)在一次又一次的優(yōu)化中實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，已構(gòu)建起覆蓋勘察設(shè)計、施工建設(shè)、運營維護全生命周期的“智慧天眼”系統(tǒng)。

量產(chǎn)：監(jiān)測系統(tǒng)從中國走向世界

“每一個儀器都要調(diào)試好、測試好，不要出問題。”張云龍向團隊成員何義磊囑咐道。這些由張云龍團隊研發(fā)的“星聚智控”北斗監(jiān)測一體機，在測試完畢后，將被應(yīng)用在雅萬高鐵沿線。

這一技術(shù)從自用到走向世界，張云龍用了整整7年。

2019年7月，北斗“云—邊—端”智能形變監(jiān)測系統(tǒng)成型，并迅速投入到哈佳鐵路路基監(jiān)測項目當中。同年12月，哈佳鐵路路基監(jiān)測項目遭遇極寒天氣，設(shè)備軟硬件均出現(xiàn)了不同程度的問題。天寒地凍、冷風(fēng)刺骨，張云龍需要使用的電腦被凍到死機，完全無法工作。他毫不猶豫地將電腦抱在胸前，待其恢復(fù)到正常溫度后繼續(xù)進行調(diào)試。工作結(jié)束后，張云龍的手已經(jīng)凍得無法打彎，身體也止不住地抖。

“那是我們第一代設(shè)備，各方面還不夠完善，但在一次次迭代中，設(shè)備越來越穩(wěn)定，效果也越來越好了?！痹诓粩嗟膶嵺`優(yōu)化中，張云龍的腰板越來越直，底氣也越來越足。

京廣高鐵、襄荊高鐵、鄭阜高鐵、京港高鐵……經(jīng)過數(shù)年的不懈努力，如今，北斗“云—邊—端”智能形變監(jiān)測系統(tǒng)已成功應(yīng)用于眾多鐵路運營項目中，在全國范圍內(nèi)建立了569個監(jiān)測站。

不僅如此，第三代產(chǎn)品——“星聚智控”北斗監(jiān)測一體機已經(jīng)走出國門，在雅萬高鐵運營監(jiān)測中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

面對印尼爪哇島火山巖地質(zhì)帶、熱帶雨林覆蓋區(qū)和密集水系等特殊環(huán)境，以及赤道附近特有的電離層擾動，該設(shè)備憑借獨特的抗干擾技術(shù)，高效完成了雅萬高鐵運營測量任務(wù)，為雅萬高鐵區(qū)域沉降監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警及應(yīng)急管理提供精準時空信息支撐，讓雅萬高鐵的運營安全穩(wěn)穩(wěn)躍上新臺階。

“從中國到世界，自主創(chuàng)新就是底氣。與其他品牌相比，我們的系統(tǒng)自主可控可調(diào)試，這就是我們的優(yōu)勢?！睆堅讫堊院赖卣f。

領(lǐng)航：技術(shù)與人才共同成長

“新興技術(shù)從哪里突破，行業(yè)應(yīng)用就向哪里發(fā)展?！睆堅讫埡退膱F隊從不拘泥于現(xiàn)有的成績，不單單滿足于產(chǎn)品落地、應(yīng)用實踐這張答卷，更向布局未來、引領(lǐng)行業(yè)的高峰發(fā)起沖擊。

2024年，張云龍牽頭籌建iGMAS（國際GNSS監(jiān)測評估系統(tǒng)）鐵路北斗創(chuàng)新應(yīng)用中心。“iGMAS是我國第一個在聯(lián)合國框架下發(fā)起并主導(dǎo)的科學(xué)工程，依托其中軌道、鐘差、電離層等前沿技術(shù)，我們能夠持續(xù)攻關(guān)北斗/低軌星座統(tǒng)一時空基準等前沿核心理論方法，提升北斗模型精度與產(chǎn)品性能，為鐵路行業(yè)北斗創(chuàng)新應(yīng)用提供關(guān)鍵支撐?！彼f。

如今，張云龍正帶領(lǐng)團隊著手于低軌衛(wèi)星星座增強技術(shù)研究、亞米級智能隧道內(nèi)定位技術(shù)研發(fā)、“北斗+機器視覺”融合監(jiān)測創(chuàng)新等前沿研究方向，在前沿技術(shù)上發(fā)展，在行業(yè)應(yīng)用上突破。

一花獨放不是春，百花齊放春滿園。

在向前沿技術(shù)進發(fā)的同時，張云龍不忘關(guān)注團隊中每位成員的成長。“他會記錄下我們團隊中每個人的科研難點。張工辦公室的大門永遠向大家敞開，有問題找張工，他準在?！眻F隊成員胡錦民笑著說。

日復(fù)一日的學(xué)習(xí)鉆研、科研攻關(guān)，讓張云龍的團隊成長為中國鐵設(shè)有名的“不畏難、打硬仗”的科研隊伍。7年時間里，張云龍帶領(lǐng)團隊突破北斗在鐵路領(lǐng)域的5項關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)出3大類智能測量監(jiān)測裝備、發(fā)明專利20項、獲省部級科技進步獎項8項……近年來，他也先后獲得新時代青年先鋒獎、全國青年崗位能手、詹天佑鐵道科學(xué)技術(shù)獎青年獎……

“榮譽是過去的注腳，創(chuàng)新才是永恒的主題?！闭驹趯嶒炇业拇笃聊磺?，張云龍的語氣平靜而堅定，“國家的需要在哪里，我們的創(chuàng)新就在哪里；行業(yè)的痛點在哪里，我們的攻堅就在哪里。這就是中國工程師的初心?！?/span>

采訪手記：“再難也要做”

談及基于北斗衛(wèi)星的鐵路智能勘測系統(tǒng)研發(fā)，張云龍直言自己也曾心生憂慮：“國外技術(shù)壟斷像座大山，壓得人喘不過氣來。”然而，他并沒有妥協(xié)，從芯片適配到極端環(huán)境攻關(guān)，從軟件迭代到走出國門，他把“再難也要做”的決心融入每次鍵盤敲擊的聲響里。

“打破壟斷，讓中國鐵路建設(shè)擁有自己的‘智慧天眼’，這就是我的使命?！睆堅讫垬闼氐脑捳Z里，飽含著一位鐵路科技工作者的決心與責任。正因有無數(shù)像他一樣默默耕耘的鐵路科技工作者，中國鐵路的自主創(chuàng)新之路才越走越遠、越走越廣。

文字：高瑩 郭利軍 李菁

圖片：周建美 張志剛 盧義

視頻：秦偉 徐大志 李菁

編輯：金炫美

實習(xí)編輯：鐘鑫茂

審校：高珊

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