智能高鐵技術(shù)標準體系、應用格局將于2019年初步形成
2018-07-31
作為智能京張高鐵重要配套設備的智能動車組眾創(chuàng)設計結(jié)果“龍鳳呈祥”（右）和“瑞雪迎春”效果圖。（新華社發(fā)）
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、固定基礎設施及內(nèi)外部環(huán)境間信息的全面感知、泛在互聯(lián)、融合處理、主動學習和科學決策，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。
京張高鐵工程建設全過程都充滿了這樣的“智能”。建設者在施工時應用了大量先進技術(shù)和智能設備，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?！坝辛薆IM（建筑信息模型），我們在辦公室就可以加工鋼筋了?！敝袊需F上海工程局京雄城際鐵路項目部技術(shù)負責人侯宇飛說，“在京雄城際鐵路高鐵梁場建設中，我們提出BIM建模鋼筋設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)任務管理與工廠內(nèi)鋼筋設備的雙向數(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、導向安全自決策的“復興號”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，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。
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、導向安全自決策的“復興號”智能型動車組。該動車組將采用基于空氣動力學性能的頭型創(chuàng)新設計，實現(xiàn)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用，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，形成“復興號”系列產(chǎn)品。預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，都是采勸無人駕駛，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、賓館預訂、“高鐵+共享汽車”等一條龍服務
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，而且鐵路部門在設備和管理方面的成本也會相應降低。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、防災系統(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，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)務向數(shù)據(jù)、視頻等多媒體業(yè)務轉(zhuǎn)變，為旅客提供更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡服務。同時，拓展完善網(wǎng)絡購票、訂餐、購物、賓館預訂和“高鐵+共享汽車”等一條龍服務，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)災害及時預警、自動應急處置。
王同軍表示，按照規(guī)劃，2019年至2020年，智能高鐵技術(shù)標準體系、應用格局初步形成，形成智能京張、智能京雄創(chuàng)新實踐。預計到2025年，將形成智能高鐵設計、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。
