解碼“非線性” 筑夢交通強國
——石家莊鐵道大學國家重點實驗室主任楊紹普教授主要先進事跡
楊紹普教授是著名的交通裝備動力學與故障診斷專家，全國模范教師，河北省科學技術突出貢獻獎（最高科技獎）獲得者，973首席科學家，國家杰出青年科學基金獲得者，以第一完成人獲得國家自然科學二等獎1項，國家科技進步二等獎2項。他聚焦科學前沿和國家重大戰略需求，扎根基層和一線做科研，攻克了非線性動力學與控制的若干關鍵理論與技術難題，為我國交通行業科學研究、技術進步和高端人才培養作出了重要貢獻。
一是用科學研究成果解決提速機車懸掛系統振動難題，助力中國鐵路大提速。楊紹普堅持緊密結合國家重大工程進行科學研究，提煉科學問題，解決技術難題，服務國家重大戰略需求。針對工程中普遍存在的摩擦、阻尼等耗散引起的滯后非線性問題，提出了分析滯后非線性系統分岔與奇異性的新方法，克服了對系統光滑性的限制，揭示了系統的全局分岔模式及系統參數對動力學行為的影響規律，解決了滯后非線性系統由于非光滑導致的分岔分析難題。該成果在助力中國鐵路大提速中發揮了重要作用。
上世紀90年代，中國旅客列車最高運行時速僅為90公里，貨運列車最高時速更是只有70公里左右。面對既有線提速難題，當年34歲的楊紹普，勇挑重擔，承擔了SS7系列提速機車懸掛系統參數優化和振動控制的任務。帶領團隊克服困難，自己動手，在原有的液壓實驗臺上設計改造了一個雙偏心機械激振裝置開展研究，晝夜鏖戰，完成了懸掛參數優化、牽引電機工作環境評價與計算、電力機車受電弓振動控制等一系列課題。這些成果應用于隴海鐵路提速機車SS7D的優化設計，解決了機車懸掛系統參數優化設計、車內電氣設備和牽引電機振動控制等難題，提高了運行穩定性和安全性，機車臨界速度提高了20%，牽引電機振幅減小了25%，SS7D成為了隴海線提速的主力車型，累計生產232臺，為我國鐵路提速工程作出了重要貢獻。
二是研發了機械故障快速識別及狀態監控技術，為國家重點工程的施工安全保駕護航。針對軌道交通建設中的盾構機、架橋機等大型工程機械載荷大、工序多、施工環境復雜，易發生安全事故的問題，提出了工程機械故障特征提取和模式識別的新方法，利用非線性振子混沌運動對激勵的敏感性，解決了大型工程機械早期故障診斷的難題。帶領團隊開發了工程機械安全監測與診斷平臺，構建了盾構機和架橋機的機載、現場、遠程三級安全保障系統，應用于400余臺架橋機和200余臺盾構機施工安全監測，在武廣、京滬等10多條高鐵建設和北京、石家莊、武漢等20多座城市地鐵施工中發揮了重要作用，為國家重點工程的施工安全保駕護航。2020年，楊紹普領銜的“軌道交通大型工程機械施工安全關鍵技術及應用”項目獲國家科技進步二等獎，為國家重點工程的施工安全保駕護航。
三是把動力學分析方法引入高速公路設計，提升了道路的主動安全性。針對我國公路交通高速化、重型化、智能化戰略需求日益迫切，在長期研究的基礎上，楊紹普教授提出“將車輛和道路相互作用作為同一系統研究其非線性動力學行為”的學術思想。楊紹普帶領團隊，一遍遍進行數據計算，最終建立了三維重載車輛—道路相互作用非線性動力學模型，提出了車輛懸掛阻尼器非線性建模方法和高維剛柔相互作用系統振動分析方法，揭示了車路剛柔相互作用系統模態截斷收斂的機理，解決了重載汽車-道路相互作用系統非線性建模與振動高精度分析的難題。研究成果應用于大廣、太行山及冬奧會延崇高速等多條高速公路的結構設計，減少了道路病害與維護工作量。2017年，“高速運動剛柔相互作用系統非線性建模與振動分析”項目獲國家自然科學獎二等獎。
四是秉持科教報國理念，為交通強國培育高素質人才。楊紹普教授始終堅持為黨育人、為國育才使命，嚴謹治學，精心育人，注重加強團隊建設和年輕學術帶頭人培養，強調“要讓每一個人和團隊一起成長”。擔任校領導后，長期分管科研和學科建設工作，楊紹普對人才成長規律有著深刻認識，他惜才愛才，大膽實施“優秀青年科研拔尖人才計劃”，一大批青年骨干脫穎而出。在石家莊鐵道大學工作30余年，在楊紹普的率先垂范和帶領下，建成了省部共建交通工程結構力學行為與系統安全國家重點實驗室，帶領的團隊獲河北省首批創新創業計劃巨人團隊，他主持完成了國家自然科學基金重點項目、重大儀器專項、高鐵聯合基金重點項目等50余項國家級、省部級項目。作為全國杰出專業技術人才和全國模范教師，他對學生要求非常嚴格，注重言傳身教，教育學生“寧要一篇高水平論文，也不要十篇低檔次論文”。自1999年楊紹普開始帶博士研究生以來，一批批學生在他的培養下快速成長，其中有2名成長為國家教學名師。
五是發揮專家治校優勢，激發學校高質量發展的內生動力。自2002年8月以來，楊紹普教授曾歷任石家莊鐵道大學副校長、校長、黨委書記。作為一名學者型的領導，他特別注重發揮專家教授在人才培養、學科建設、科技服務等方面的示范引領作用，把嚴謹求實的科研作風融入學校管理中，思路開闊、舉措有力，推進學校治理體系和治理能力顯著提升，為實現學校內涵式發展做出巨大貢獻。任職期間，為了調動學校中層干部投身事業發展的積極性，建立了中層干部能上能下機制，對接近退休年限自愿退出崗位的領導干部給予科研恢復期經費支持，同時注重選拔學術水平高、工作能力強的專業技術人才充實到領導干部隊伍中，注入學校實干奮進的“新動能”。近年來，鐵道大學獲批了15個國家一流專業建設點、10門國家一流課程，新增了交通運輸工程博士點和力學博士學位授權一級學科，工程學學科進入ESI排名全球前1%，學校的傳統優勢學科土木、交通入選河北省第二輪雙一流建設的10個優先支持學科，在第四輪、第五輪學科評估中均取得了較好的成績，在省內排名前列。新建成的2個國家級科研平臺中，省部共建交通工程力學行為與系統安全國家重點實驗室由楊紹普教授擔任主任，是河北省內僅有的3個省部共建國家重點實驗室之一。這些成績，是學校科研平臺建設歷史性的突破，是學科建設和人才隊伍建設的歷史性成果，對學校“雙一流”建設影響深遠。在學科發展的強有力支撐下，學校還首次作為主持單位獲得國家自然科學獎，首次獲得國家技術發明獎，再次獲得國家科技進步特等獎和二等獎，楊紹普教授本人也三次榮獲國家級科技獎勵，學校實現了國家“科技三大獎”齊聚之愿，總計獲得國家級獎勵16項。擔任黨委書記期間，楊紹普教授的思考和決策始終堅持以師生利益為中心。針對長期困擾學校發展的辦學空間瓶頸，楊紹普團結帶領廣大師生，發揚敢打硬仗、善打硬仗的鐵道兵精神，迎難而上，完成了龍山新校區一期建設工程并順利投入使用，在學校辦學歷史上具有里程碑意義。他大力優化校本部，基礎教學樓、學生服務中心、科技實驗樓、高層學生公寓相繼竣工，住宿、教學環境大幅改善，為推進學校高質量發展提供硬件設施保障，為學校未來發展奠定了更加堅實的基礎，在師生當中，獲得了極高的贊譽。
楊紹普教授有一句常說的話：“生命的軌跡猶如高度非線性運動。唯有拼搏奮斗，才能走出有價值的曲線。”他是這樣說的，更是這樣做的。從事非線性動力學研究30余載，在校領導崗位工作21年，從一名青年教師成長為車輛非線性動力學領域的領軍學者，從一名普通職工到高校管理者，他克服困難、辛勤耕耘，為國家培養了大批高素質人才，在基礎理論研究和重大工程技術研發做出了突出貢獻，充分詮釋了一名優秀共產黨員的初心和使命。由于貢獻突出，他的事跡受到光明日報、河北日報、中國科學報等媒體廣泛報道。