進入新時代,通過新一代信息技術(shù)與高速鐵路技術(shù)的集成融合,我國鐵路在智能建造、智能裝備、智能運營等方面不斷取得新進展,將逐步形成智能高鐵設(shè)計、建造到運營全產(chǎn)業(yè)鏈成套技術(shù),向?qū)崿F(xiàn)全面自主控制的目標(biāo)大步邁進

7月20日,北京至張家口高鐵東花園隧道順利貫通,京張高鐵建設(shè)再次提速。它之所以受到廣泛關(guān)注,不僅是因為京張高鐵是2022年北京冬奧會重點配套工程,更為重要的是,它也是我國第一條智能化高速鐵路。

什么是智能高鐵?“智能高鐵是廣泛應(yīng)用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能、北斗導(dǎo)航等新技術(shù),綜合高效利用資源,實現(xiàn)高鐵移動裝備、固定基礎(chǔ)設(shè)施及內(nèi)外部環(huán)境間信息的全面感知、泛在互聯(lián)、融合處理、主動學(xué)習(xí)和科學(xué)決策,實現(xiàn)全生命周期一體化管理的智能化高速鐵路系統(tǒng)。”中國鐵路總公司副總經(jīng)理王同軍介紹。

我國將通過新一代信息技術(shù)與高速鐵路技術(shù)的集成融合,實現(xiàn)高鐵智能建造、智能裝備、智能運營技術(shù)水平全面提升,讓火車出行更加方便快捷、節(jié)能環(huán)保、安全可靠。

智能建造 讓修路更簡單

通過多項技術(shù)融合運用,橋梁建造、隧道施工等將實現(xiàn)“智能化”“信息化”管理,推動生產(chǎn)和管理效率全面提高

“京張高鐵八達嶺隧道兩次穿越八達嶺長城,距離頭頂?shù)睦暇堣F路青龍橋站最近只有4米,環(huán)境保護、文物保護要求高。”中國中鐵五局集團京張高鐵項目部黨工委書記賈友文說,他們采用精準(zhǔn)微爆破技術(shù),將爆破震動的幅度和分貝降到最低,每爆破一次只相當(dāng)于在長城上跺一下腳,消除了施工對文物和環(huán)境的不利影響。

動靜小,速度可不慢。經(jīng)濟日報記者了解到,為保證施工進度,項目部使用了大型三臂鑿巖臺車,施工人員只要在旁邊操作“游戲手柄”,即可指揮它的3個液壓機械臂,每個機械臂20秒即可掘進1米。以前20多人才能完成的開挖工作,現(xiàn)在三四個人就能輕松完成。

京張高鐵工程建設(shè)全過程都充滿了這樣的“智能”。建設(shè)者在施工時應(yīng)用了大量先進技術(shù)和智能設(shè)備,比如,清華園隧道使用盾構(gòu)機穿過近90條城市管道線路,清河站地鐵高鐵并場設(shè)計等。專家表示,我國在京張高鐵上實現(xiàn)了智能建造、智能裝備和智能運營,開啟了世界智能鐵路的先河。

同為智能高鐵的京雄城際鐵路也是先進施工技術(shù)的受益者。“有了BIM(建筑信息模型),我們在辦公室就可以加工鋼筋了。”中國中鐵上海工程局京雄城際鐵路項目部技術(shù)負責(zé)人侯宇飛說,“在京雄城際鐵路高鐵梁場建設(shè)中,我們提出BIM建模鋼筋設(shè)備智能加工一體化方案。通過BIM軟件對整榀箱梁進行建模,將箱梁模型中每個型號的鋼筋、尺寸等數(shù)據(jù)生成并導(dǎo)出下料單,將下料單直接與智能化鋼筋加工機器人接口連接,實現(xiàn)了辦公室生產(chǎn)任務(wù)管理與工廠內(nèi)鋼筋設(shè)備的雙向數(shù)據(jù)及時通信”。

王同軍表示,鐵路部門將通過BIM、CIM(計算機集成制造)等技術(shù)融合運用,在橋梁建造、隧道施工等方面實現(xiàn)“智能化”“信息化”管理,全面提高生產(chǎn)和管理效率。

智能裝備 讓列車更聰明

工作狀態(tài)自感知、運行故障自診斷、導(dǎo)向安全自決策的“復(fù)興號”智能型動車組正在研制中,將掌握時速350公里的自動駕駛技術(shù)

今年3月份以來,中國鐵路總公司在北京至沈陽高鐵遼寧段啟動“高速鐵路智能關(guān)鍵技術(shù)綜合試驗”,推進中國智能高鐵建設(shè),試驗將一直持續(xù)到9月底。

這是我國首次進行智能高鐵試驗,目前,包括時速350公里“復(fù)興號”長編組動車組專項試驗、高速動車組自主化主動控制受電弓試驗、新型鐵路金屬聲屏障試驗等項目,綜合試驗已取得階段性成果。這些成果將用于北京至張家口高鐵、北京至雄安新區(qū)城際鐵路的智能高鐵建設(shè)。

王同軍介紹,鐵路部門正在研發(fā)基于CR400BF型動車組技術(shù)平臺的智能升級,研制工作狀態(tài)自感知、運行故障自診斷、導(dǎo)向安全自決策的“復(fù)興號”智能型動車組。該動車組將采用基于空氣動力學(xué)性能的頭型創(chuàng)新設(shè)計,實現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用,完善大坡道起動性能和動力電池系統(tǒng),全面掌握時速350公里的自動駕駛技術(shù),進一步改善高速列車振動、噪音等指標(biāo),形成“復(fù)興號”系列產(chǎn)品。預(yù)計智能型動車組將于2018年底完成樣車試制組裝,2019年上半年完成調(diào)試及試驗驗證。

高鐵動車組的自動駕駛格外引人關(guān)注。據(jù)介紹,目前,高鐵的自動駕駛與大型客機類似,都是采取“無人駕駛,有人值守”的操作模式。此前,我國已經(jīng)在珠三角地區(qū)的佛肇和莞惠兩條城際鐵路上成功應(yīng)用了時速200公里的自動駕駛動車組。

據(jù)中國鐵路總公司消息,今年6月份,在遼寧的試驗過程中,高速動車組已經(jīng)實現(xiàn)了在車站和線路區(qū)間自動停靠、啟動、運行等自動駕駛,積累了大量數(shù)據(jù)。預(yù)計在2022年北京冬奧會期間,京張高鐵上將運行自動駕駛動車組,填補時速300至350公里的自動駕駛動車組的世界空白。

智能運營 讓出行更簡便

高鐵網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)逐步雙網(wǎng)融合,滿足高可靠、不間斷的移動通信,提供訂餐、賓館預(yù)訂、“高鐵+共享汽車”等一條龍服務(wù)

近日,中國鐵路總公司宣布,今年四季度,電子客票將試點經(jīng)營,明年將在全國高鐵推廣。雖然只是少了一張小小的車票,但是減少了旅客的取票成本,如交通費、快遞費等,加快了進站效率,而且鐵路部門在設(shè)備和管理方面的成本也會相應(yīng)降低。這就是智能運營為人們帶來的便捷,讓旅客出行更加簡單。

王同軍告訴記者,作為智能高鐵的重要組成部分,智能運營技術(shù)涵蓋了高鐵供電、調(diào)度指揮、運營監(jiān)測、客運服務(wù)、防災(zāi)系統(tǒng)、節(jié)能減排、故障診斷等全方位保障高鐵運營安全的技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)動車組的健康管理,也為旅客舒適出行提供了技術(shù)支持。

在智能服務(wù)方面,鐵路部門將促進高鐵網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)雙網(wǎng)融合,推出旅客行程規(guī)劃、綜合交通信息共享等服務(wù),滿足時速350公里、大容量、高可靠、不間斷的移動通信,實現(xiàn)單一話音通信業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)、視頻等多媒體業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變,為旅客提供更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。同時,拓展完善網(wǎng)絡(luò)購票、訂餐、購物、賓館預(yù)訂和“高鐵+共享汽車”等一條龍服務(wù),讓旅客出行更加方便、快捷、溫馨。

在智能調(diào)度方面,高速鐵路智能調(diào)度指揮系統(tǒng)可實現(xiàn)智能動態(tài)調(diào)度、智能協(xié)同控制、智能換乘調(diào)度、智能故障診斷等功能,還能站在整個路網(wǎng)的角度進行列車調(diào)度,使之達到效率最優(yōu),能夠提升系統(tǒng)應(yīng)急決策和處置能力。鐵路部門還將建成中國大數(shù)據(jù)中心,實施更加精準(zhǔn)的運力資源配置,完善“一日一圖”運輸組織模式,使高鐵調(diào)度指揮、運營組織更加靈活高效。

此外,未來我國的高鐵智能動車組還可實現(xiàn)智能供電調(diào)度、自然環(huán)境自動監(jiān)測與報警等功能,實現(xiàn)災(zāi)害及時預(yù)警、自動應(yīng)急處置。

王同軍表示,按照規(guī)劃,2019年至2020年,智能高鐵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、應(yīng)用格局初步形成,形成智能京張、智能京雄創(chuàng)新實踐。預(yù)計到2025年,將形成智能高鐵設(shè)計、建造到運營全產(chǎn)業(yè)鏈成套技術(shù);到2035年,智能高鐵由輔助支持向自主控制升級,實現(xiàn)全面自主控制。屆時,基于物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和智能體技術(shù),鐵路部門將構(gòu)建旅客與高鐵車站、列車的全連接,實現(xiàn)云計算和邊緣計算的融合,形成高鐵大數(shù)據(jù)資源庫和智聯(lián)網(wǎng),構(gòu)建基于信息物理系統(tǒng)(CPS)的智能高鐵大腦。