“中國制造”突破創(chuàng)新 高鐵軌道嵌入“智能芯”
2016-07-29
“中國制造”正在崛起，隨著我國“中國制造2025”戰(zhàn)略計(jì)劃的實(shí)施，國內(nèi)科技制造技術(shù)不斷提升。近日，京沈高鐵遼寧段鋪設(shè)的高速公路軌道，就潛入了我國自主研發(fā)的“中國芯”。這是我國首次在超過500公里建設(shè)長(zhǎng)度的高鐵上應(yīng)用自主研發(fā)的CRTSⅢ型先張板式無砟軌道，更是首次在軌道板內(nèi)安裝具有“身份證”功能的“中國芯”。
“中國芯”究竟為何？他對(duì)我國鐵路建設(shè)有何作用？走進(jìn)京沈高鐵遼寧段鋪板現(xiàn)場(chǎng)和蘇家屯板場(chǎng)一探究竟。
軌道板裝芯片還是第一次
在中鐵建大橋局承建的京沈客專遼寧段TJ-10標(biāo)繞陽河特大橋施工現(xiàn)場(chǎng)，從這個(gè)位置向?qū)γ嫱ィ唁伜玫能壍腊逡煌麩o際，十分壯觀?？僧?dāng)走近其中一塊板端詳時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種長(zhǎng)5.6米、寬2.5米，厚度20公分，擁有8對(duì)承軌臺(tái)的軌道板，從外觀上來看，似乎并沒有“出奇”的地方。
“這種板叫CRTSⅢ型先張板式無砟軌道，這是我國唯一具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的板式無砟軌道。”項(xiàng)目總工方向春介紹，“這種軌道板從2009年開始研發(fā)，之前在湖北城際、盤錦至營口和沈陽至丹東客運(yùn)專線鐵路短距離應(yīng)用和實(shí)踐。在超過500公里建設(shè)長(zhǎng)度的鐵路客專上應(yīng)用，京沈客專尚屬首次。而且與之前應(yīng)用時(shí)不同，京沈高鐵的軌道板首次嵌入了‘身份證’!”“當(dāng)然不是真的身份證，是一種芯片，我從事鐵路建設(shè)十多年了，頭一次聽說軌道板里還能安裝芯片!”
方向春介紹，當(dāng)?shù)谝粔KCRTSⅢ型無砟軌道即將被運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)那天，他早早等在現(xiàn)場(chǎng)，可當(dāng)看到軌道板的一瞬間，方向春失望了。“外觀上看，這些軌道板和沈丹高鐵鋪設(shè)的板毫無區(qū)別。”后來，方向春才得知，芯片是埋入在軌道板內(nèi)部的，在施工現(xiàn)場(chǎng)，根本找不到芯片的影子。
與現(xiàn)場(chǎng)所有參與建設(shè)的工人一樣，方向春對(duì)芯片更加好奇了。聽說在生產(chǎn)軌道板的板場(chǎng)可以看到芯片，方向春立即駕車前往板場(chǎng)，只為看一眼芯片的模樣。“只有去到板場(chǎng)，親眼看一下芯片安裝的過程，你才能進(jìn)一步了解它的功能。”
電子芯片是軌道的“身份證”
究竟軌道板的“身份證”長(zhǎng)什么樣，它又是如何被放置在軌道板內(nèi)的?當(dāng)天下午，在中鐵二十二局集團(tuán)有限公司京沈客專遼寧段TJ-13標(biāo)段的蘇家屯板場(chǎng)找到答案。場(chǎng)長(zhǎng)劉樹祥帶領(lǐng)參觀軌道板的生產(chǎn)車間后就明白了。足有一個(gè)半足球場(chǎng)大小的車間里，一個(gè)個(gè)工序施工區(qū)井然有序，綁扎鋼筋、組裝模具、將模板吊至臺(tái)座、用千斤頂對(duì)模具進(jìn)行張拉……車間里，數(shù)十名工人有條不紊地在生產(chǎn)流水線上按著工序施工。
“你想看的‘身份證’需要在布料機(jī)澆筑混凝土之前就埋入板內(nèi)。”在芯片埋入板內(nèi)這道程序所在的場(chǎng)地，可以看到沿著模具中沿線兩端的鋼筋上各捆綁著一個(gè)長(zhǎng)5厘米的藍(lán)色塑料小盒。劉樹祥說，小盒里裝的就是軌道板的“身份證”——一種具有讀寫功能的RFID電子芯片，也叫電子標(biāo)簽。“這種電子標(biāo)簽在軌道板的生命周期內(nèi)可以持續(xù)使用，但為了防止萬一，我們?cè)诿繅K軌道板上都安裝了兩塊電子標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽各有一個(gè)編碼，這兩個(gè)編碼對(duì)應(yīng)的都是同一塊板。”劉樹祥介紹，芯片安裝完成后，工作人員會(huì)用讀卡器將它“激活”。整個(gè)過程與銀行卡開卡的過程類似，每個(gè)芯片的編碼就好像每張銀行卡的卡號(hào)，當(dāng)卡片激活后，就能正式使用了。
“中國芯”智能管理軌道板生產(chǎn)全過程
軌道板內(nèi)的芯片并非一種“獨(dú)立”的產(chǎn)品，當(dāng)芯片被激活后，它將實(shí)現(xiàn)“聯(lián)網(wǎng)”，即接入“鐵路CRTSⅢ型軌道板生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”。劉樹祥表示，芯片和信息系統(tǒng)是由中國鐵道科學(xué)研究院、天津銀龍、北京盟友軟件公司共同組成的信息化開發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出來的。
幾經(jīng)周折采訪到北京盟友軟件技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)人王榮平。他介紹，CRTSⅢ型先張板式無砟軌道是我國在總結(jié)吸收Ⅰ型、Ⅱ型無砟軌道技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出來的具有更好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的無砟軌道，這種新型無砟軌道目前還在進(jìn)一步優(yōu)化中。“為了給Ⅲ型軌道板提供有力的數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)也為了實(shí)時(shí)觀察監(jiān)測(cè)Ⅲ型軌道板的生產(chǎn)過程，鐵路總公司組織開展了電子芯片和信息系統(tǒng)的開發(fā)，這也是為了提高我國無砟軌道技術(shù)核心競(jìng)爭(zhēng)力，從而更好地實(shí)施鐵路‘走出去’戰(zhàn)略。”
“從2014年5月至2015年10月，在鐵路總公司工程管理中心和京沈客專遼寧公司的組織下，我們研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)一年多時(shí)間，完成了《鐵路CRTSⅢ型軌道板生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)》的開發(fā)任務(wù)。經(jīng)過京沈客專遼寧段阜蒙板場(chǎng)和蘇家屯板場(chǎng)半年來的系統(tǒng)試運(yùn)行，目前，鐵路CRTSⅢ型軌道板暫行技術(shù)條件和電子標(biāo)簽技術(shù)與軌道板生產(chǎn)管理系統(tǒng)高度融合，形成了高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與生產(chǎn)管理信息化相結(jié)合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。”王榮平介紹，這套信息系統(tǒng)充分結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、RFID電子標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)、移動(dòng)手機(jī)、平板電腦等新技術(shù)新產(chǎn)品，以“局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng) 云服務(wù)”模式為軌道板生產(chǎn)全過程管理提供系統(tǒng)化服務(wù)，為建設(shè)單位和各生產(chǎn)單位構(gòu)建統(tǒng)一的生產(chǎn)信息平臺(tái)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
簡(jiǎn)單來說，芯片安裝完成后，軌道板之后的澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模、出庫、運(yùn)輸?shù)雀鞒绦虻南嚓P(guān)信息都將被人工錄入系統(tǒng)平臺(tái)，一旦信息錄入將不再更改。這就規(guī)避了以前生產(chǎn)過程中存在人為操控的可能性，軌道板生產(chǎn)過程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“智能化”管理。
有了“中國芯”軌道信息一目了然
此外我們還還了解到，京沈高鐵軌道板生產(chǎn)過程不僅可以通過電腦平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控、記錄，就連工作人員的移動(dòng)手機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)。“只要安裝上這個(gè)系統(tǒng)的移動(dòng)端，我們隨時(shí)可以通過手機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行查詢。”隨后，劉樹祥在軌道板存放區(qū)演示了讀取軌道板信息的過程。我們留意到，當(dāng)他將手機(jī)貼近軌道板內(nèi)的電子標(biāo)簽的位置后，手機(jī)頁面立即顯示出這塊軌道板的“個(gè)人”信息，包括板場(chǎng)名稱、模具編號(hào)、驗(yàn)收單位、澆筑完成時(shí)間、蒸養(yǎng)完成時(shí)間等內(nèi)容。
軌道板有了“電子檔案”，這個(gè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不僅可以為生產(chǎn)單位提供生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)工序管理、安全質(zhì)量管理、檢驗(yàn)記錄管理、技術(shù)證明文件管理、施工資料管理、出入庫管理、產(chǎn)品信息管理、生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)分析等生產(chǎn)全過程管理的信息化，為建設(shè)單位提供生產(chǎn)綜合信息和生產(chǎn)情況的信息查詢，還可以為高鐵通車后，檢修單位對(duì)軌道板的后期維修工作提供更加快捷便利的條件。
“此前高鐵線路的軌道板如果出現(xiàn)問題，檢修單位工作人員需要人工手動(dòng)查詢這塊板的‘檔案’，而以前大多數(shù)的‘檔案’都是紙質(zhì)版的，查詢起來十分不便，而且還存在遺漏、毀壞的可能。而將來京沈高鐵的軌道板如果出現(xiàn)問題，檢修人員只需要通過讀卡器掃描一下芯片，就能立刻讀取出軌道板的原有信息，上還可以查詢到生產(chǎn)該塊軌道板的模具生產(chǎn)出的同批次軌道板是否存在相同問題。”劉樹祥說。
CRTSⅠ型軌道板
是我國科研人員在引進(jìn)日本新干線軌道板技術(shù)的基礎(chǔ)上消化吸收再創(chuàng)新的產(chǎn)品，具有設(shè)計(jì)使用年限長(zhǎng)、耐久性強(qiáng)，后期維修少等特點(diǎn)。
CRTSⅢ型先張法軌道板
是我國科研建造人員摒棄了后張法軌道板部分缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化預(yù)應(yīng)力體系等相關(guān)理論、設(shè)計(jì)、工藝等，形成具有我國鮮明特色的軌道板結(jié)構(gòu)。具有設(shè)計(jì)使用年限長(zhǎng)、耐久性強(qiáng)，后期維修少等特點(diǎn)。
RFID電子標(biāo)簽
是Radio Frequency Identification技術(shù)，又稱無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。目前RFID技術(shù)應(yīng)用很廣，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。
