吴海波首先回顾了我国铁路轨道道岔的发展历程。上世纪50年代到90年代，我国处于以路网建设为主的基础建设阶段，先后开发了55型、62型、75型道岔，形成了以43公斤、50公斤钢轨为主体的9号、12号系列道岔。随着国家经济建设的发展，我国对铁路运输行业的需求越来越旺盛，于上世纪90年代后期至2000年初进行了多次铁路大提速，形成了以60公斤钢轨为主体的9号、12号系列道岔，该时期道岔理论、设计及制造水平均有较大提高，奠定了道岔基础理论和生产能力。2005年6月份，原铁道部组织国内相关单位开展了高速道岔的国产化研发，于2006年完成了时速250公里60千克/米钢轨18号高速道岔的研究设计和试制试铺。目前，国内线路在役的主要有3个系列的高速道岔产品，分别为客专线系列、CN系列和CZ系列。

在道岔设计理论方面，2003年以前，我国道岔设计以几何加经验、静力强度设计为主。2003年至今，伴随着中国铁路的快速发展，形成了道岔动力学、无缝道岔、道岔转换设计、部件强度动力设计、道岔刚度设计，构建了完整的道岔设计理论体系。

在道岔形式方面，以前我国道岔应用场景单一，以国铁为主，线路基本为客货混跑，导致道岔与线路应用场景匹配性较差，且采用半切直线型尖轨，侧向通过速度低，列车平顺性差。目前，我国道岔已发展出相切、半切、相割、相离、复合等多种线型结构，形成了专用于不同场景的各型号道岔，如高速铁路的客专系列，城市轨道交通的专线系列、城轨系列，重载线路的研线系列道岔等。

在道岔的主要部件方面，由普通钢轨制造尖轨发展形成了更加稳定的60AT型尖轨，采用藏尖式结构，能够有效保护尖轨尖端，避免机车轮对撞击；可动心轨辙叉发展初期采用了模锻翼轨、焊接翼轨两种形式，后期随着高速铁路的发展建设形成了专用于高速铁路的60D40尖轨和60TY翼轨，其中60D40尖轨轨型更加稳定，同时能有效降低扳动力，60TY翼轨由钢厂直接轧制而成，大大降低了翼轨加工制造难度、减少了制造缺陷的产生频率。扣件系统则引入弹性扣压理念，由扣板刚性扣压结构发展出了II型、III型弹条弹性扣压；伴随着高速铁路无缝线路的发展，小阻力扣件、弹性夹也被引入到道岔结构中。辙叉由钢轨拼装辙叉发展到更加稳定的高锰钢整铸辙叉、更加耐磨的合金钢组合辙叉，再到彻底消除了辙叉有害空间的可动心轨辙叉结构。

“铁路安全无小事，每根钢轨件的产品质量最终都将影响道岔产品的整体质量水平，进而影响整个轨道系统运营安全。”吴海波表示，随着高速道岔设计理论体系的搭建完成，如何进一步提升道岔产品质量，提升检测、检验准确性与效率，成为了整个道岔行业关注的焦点。他介绍，在新的时代背景下，为进一步促进企业的发展，提高国家铁路装备技术水平，中铁工业在道岔产品生产制造和检、监测领域投入大量精力，先后投建研发了多条先进生产线和检测设备，同时也对影响道岔主要部件性能的新材料进行了研发。

在制造技术方面，中铁工业建成了百米钢轨数控锯切生产线，实现了自动上下料、温度补偿功能的钢轨数控锯切及自动检测，提高了钢轨的平顺性和钢轨件的尺寸精度，减少了材料损耗；研发了国内目前最先进的6000吨尖轨跟端锻压和喷风冷却的自动化生产线，解决了人工生产质量波动和生产效率问题；建成了锯、铣一体联合生产线，实现了自动化生产，不仅提升了道岔产品的制造能力、工艺装备水平、产品质量和生产效率，还改善了生产车间的工作环境，降低了工人劳动强度；建成了集激光下料、智能加工、自动物流运转、自动焊接、静电喷涂于一体的道岔垫板数字化智能生产线，采用激光打印二维码形式，实现了垫板生产的全过程追踪和管理；建成了纯净钢辙叉生产线，涵盖低能耗偏心底电弧炉、辙叉自动造型生产线、快速精准固溶处理等先进设备，采用高端传感器、控制系统集成、5G工业网络等智能制造技术，实现了整个铸造和热处理过程的集中控制、智能调度和远程监测，彻底解决了我国铁路固定型辙叉通过量不高、使用寿命较短、状态不稳定、养护维修工作量大、更换频繁等运营难题和用户痛点，实现了道岔系统“高端、智能、绿色”的发展战略；建成了合金钢心轨自动化热处理生产线，保证了合金钢材料热处理工艺一致性、稳定性，解决了既有合金钢心轨热处理过程中因冷却过程不可控造成的材料性能不稳定、使用寿命离散等问题，并应用锯钻联合生产线等数智化设备生产辙叉，减少了生产过程中人为因素的影响，提高了合金钢辙叉制造精度和质量稳定性。

在检测技术方面，结合轨件具有长宽比大、金属柔性形变的特征和外观质量影响因素较多的特点，研发了道岔钢轨件制造流程自动化检测系统，包括表面磕碰伤、划痕，加工倒棱倒角，轨腰凹凸字识别等，采用全覆盖数据扫描传感器，对钢轨全断面进行扫描，应用计算机图像处理和视觉识别技术进行分析，对钢轨件表面制造缺陷进行检测；研发了异型钢轨跟端热锻成形在线自动检测系统，实现与热锻成形自动生产线的信息交互，具有全自动化3D立体扫描、数据对比分析以及产品质量判定等功能，消除了产生批量废品的风险，也为后续优化模具设计和锻造工艺升级提供数据支撑；研发了钢轨件钻孔在线自动检测系统，通过工业相机和激光传感器集成于钻孔机床上，可实现钢轨件钻孔相关数据的自动采集，根据标准数据模型对采集到的数据进行自行判断，生成检测结果，实现钻孔质量检测的自动化；实现了钢轨件加工轮廓在线自动检测，在钢轨件加工制造过程中采用激光扫描、数字化成像技术对钢轨件加工轮廓进行实时检测，并进行检测数据实时反馈，指导机床生产；使用了多通道钢轨数字式探伤仪，开发的自动探伤检测小车能满足TJ/GW167-2020标准对轨头、轨腰、轨肢全方位探伤检测要求。

新材料方面主要包括新型合金钢材料和新型洁净钢。在新型合金钢材料方面，中铁工业联合高校开发了新一代贝氏体合金钢材料成分，采用“LF+VD炉”精炼技术，减少了氧化物和气体含量，提高了材料的纯净度和性能；采用气体保护电渣重熔技术，提高合金钢材料组织致密性、合金成分均匀性，减少偏析，减少有害气体含量；形成了自主知识产权的贝氏体合金钢材料成分体系、制坯技术及标准。新型纯净钢屈服强度达到450兆帕、抗拉强度1030兆帕，延伸率65%，常温冲击吸收功266焦耳，低温冲击吸收功200焦耳。纯净钢辙叉通过选择优质原材料、采用先进工艺，精确控制制造过程，使钢水中的主要化学元素含量更为精准稳定，大幅减少了有害物质、杂质、夹杂物和氧化物的含量。“纯净钢辙叉的投产，一举改变了目前国内高锰钢整铸辙叉传统、落后的冶炼工艺和铸造、热处理生产方式，实现了辙叉‘高纯净度、高致密性、高稳定性、长寿化’的目标。”吴海波表示。

结合未来需求，吴海波分析了我国铁路轨道道岔发展面临的挑战和发展方向。

在服役寿命评估技术方面，虽然国内在轨道线路检、监测和耐久性提升领域做了大量工作，但仍缺乏针对整个轨道系统的病害伤损图谱数据库和基于足尺试验平台的铁路轨道结构服役寿命预测评估系统；现有研究中的基于视觉技术、导航技术、图形分析等多种技术路线的轨道监测系统，若要实现大规模推广应用，在成本支出、技术稳定性等方面仍有较大的提升空间；随着高速铁路工务基础设备、设施服役时间的延长，钢轨伤损、各种病害、扣件系统疲劳强度超限、弹性垫层弹性性能降低、有砟高铁道床板结等问题日益凸显，开发新的工务养护维修基础装备与施工工艺迫在眉睫；重载线路部件伤损出现频率高，工务养护维修压力巨大，应更多地引入自动化、智能化系统设备，建立完善、准确的重载道岔轨件寿命评估系统，实现线路病害及状态的精准评估及处理。

在轨道结构服役性能智能检、监测关键技术方面，国内外对关键技术的研究尚不够系统和深入，需要研发精细化三维感知和轨道结构状态快速提取的线路服役性能智能检、监测关键技术和相应的设备，实现轨道空间几何信息、轨道部件表观状态、轨道结构隐蔽病害智能检测。

在尖轨伤损在线监测关键技术方面，道岔设备是铁路线路固定设备中极为薄弱的环节，采用封闭式运行管理模式，无法及时检修，复杂的结构和大量的零部件会影响其可靠性，若轨件发生断裂，会导致重大安全事故。因此，需要实时在线智能监测和预警铁路道岔伤损病害状态，以满足铁路系统长时安全服役的要求。

在铁路轨道结构服役寿命预测评估系统方面，国内外针对轨道结构性能劣化及演变作用机制及基于足尺试验的铁路轨道结构寿命预测评估的研究较为缺乏。需要通过融合检、监测数据与劣化机理，形成科学的轨道结构服役寿命评估技术，开发基于足尺试验平台的铁路轨道结构服役寿命预测评估系统，获取部件疲劳伤损萌生发展全生命周期演变规律，实现轨道结构全寿命与在役轨道结构剩余寿命的精确评估。

在小号码道岔可动化方面，受限于隧道的特殊环境，我国城市轨道交通道岔主体仍以固定型辙叉为主，但随着需求和技术的不断提升，城轨用小号码道岔最终也将步入可动心辙叉时代。而枢轴式可动心辙叉在小号码道岔领域具有搬动力小、无不足位移、消除有害空间、所有部件均可单独更换、占地空间小、噪声小、心轨可做到自然密贴、提高过岔舒适性等特点，这些优势显著提升了其在城市轨道交通领域（尤其是地铁）的应用价值，具有良好的拓展前景。

在轨道巡检方面，现阶段国内线路检测仍以人工接触式测量为主，应用的工具比较多，国内线路主要病害检查也是以人工定期巡检为主，依据部件外观损伤、失效程度，对部件状态进行判断。此种方式会需要大量人员，耗费大量时间，降低铁路运行效率。基于北斗定位和惯性制导系统、装备图像智能识别技术的轨道智能巡检系统，可以有效提升运维作业智能化程度，减少现场作业人员投入，提高工务运维质量及效率。