我國擁有世界上最現(xiàn)代化的鐵路網(wǎng)和最發(fā)達的高鐵網(wǎng)，依托京張高鐵、京雄高鐵、浩吉鐵路等重大項目大力開展智能建造、智能裝備、智能運營等關鍵核心技術研發(fā)，不斷推動鐵路智能化，已經(jīng)成為世界智能鐵路發(fā)展的重要引領者。
近日，在第十五屆中國國際現(xiàn)代化鐵路技術裝備展上，智能高鐵的“硬科技”讓觀眾大呼過癮。這也讓今年年底即將開通的我國首條智能高鐵——京張高鐵備受關注與期待。
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BIM等新技術，綜合高效利用資源，實現(xiàn)高鐵移動裝備、固定基礎設計以及外部環(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新一代智能化高速鐵路系統(tǒng)。
智能化是世界高鐵未來發(fā)展的重要方向。“中國高鐵發(fā)展經(jīng)歷了初始化、國產(chǎn)化、自主化3個階段，現(xiàn)在已全面進入智能化發(fā)展階段。”中國工程院副院長、中國科協(xié)副主席何華武介紹，中國已經(jīng)成為世界高鐵大國，技術、裝備、建設和運用已達到國際先進水平，部分處于領先水平。
如今，中國鐵路把發(fā)展智能鐵路作為未來一個時期鐵路科技創(chuàng)新的重要戰(zhàn)略方向。依托京張高鐵、京雄高鐵、浩吉鐵路等重大項目大力研發(fā)關鍵核心技術。
智能建造安全可控
BIM全稱是建筑信息模型，是一種應用于工程設計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮著重要作用。
全生命周期采用BIM設計，就是從開始的參數(shù)化協(xié)同設計，到工程建設與管理，再到路、橋、隧、軌、四電、客站等施工全生命周期采用BIM技術。“BIM的好處就是推動工程實景建模、可視化協(xié)同設計、智能化建造、工程建設質(zhì)量的全生命周期可追溯閉環(huán)管理，提升了工程建造決策和管理水平。”何華武介紹說。
“京張高鐵是中國首條全線、全專業(yè)、全生命周期采用BIM技術修建的高難度高速鐵路項目。”國鐵集團相關負責人介紹，京張高鐵所經(jīng)地區(qū)外部環(huán)境復雜，技術要求高，包含八達嶺長城站在內(nèi)的“一橋兩站三隧”重難點工程。“BIM技術有效地解決了項目建設過程中遇到的難題，它可以直觀、立體、全方位地展示項目施工全過程，利用三維技術在前期進行碰撞檢查，優(yōu)化工程設計，減少施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性。”
中國國家鐵路集團有限公司副總經(jīng)理王同軍介紹，鐵路部門組織開展了《高速鐵路基礎設施BIM設計應用關鍵技術研究》課題研究，通過搭建BIM協(xié)同設計平臺，自主開發(fā)測繪、線路、橋梁、隧道等多個專業(yè)BIM協(xié)同設計軟件。同時，開展了《基于BIM的鐵路工程建設與管理關鍵技術研究》等多項課題研究，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速鐵路基于BIM的建設管理成套技術、標準體系以及管理系統(tǒng)。
智能裝備先進實用
“時速350公里級高鐵自動駕駛技術目前尚屬空白，通過技術攻關及京沈高鐵綜合試驗驗證，將在京張高鐵首次實現(xiàn)時速350公里自動駕駛功能。”何華武介紹。
“去年下半年在京沈高鐵進行了自主化智能綜合試驗，這里面圍繞智能裝備、智能建造、智能運營各方面開展了29個試驗項目，其中以自動駕駛為標志的自主列控系統(tǒng)的試驗是其中一個關鍵項目。自動駕駛對于降低司機的勞動強度、改善旅客體驗、綠色環(huán)保都很有意義，我們總結(jié)了它有‘四個提高’‘兩個降低’。”中國國家鐵路集團有限公司工電部信號專業(yè)主管、高鐵列車控制系統(tǒng)項目總師莫志松介紹。
“四個提高”是指智能自動駕駛系統(tǒng)能夠提高列車安全性、提高列車正點率、提高旅客舒適度和提高行車效率。“兩個降低”是降低司機的勞動強度、降低機車的牽引能耗指標。同時，功能上可實現(xiàn)“四自動、一聯(lián)動”，到點自動開車，區(qū)間自動運行，到站自動停車，停車自動開門，車門和站臺門進行聯(lián)控。
“通過試驗，復興號350公里高速駕駛一次制動到停車，最后停準的誤差在10厘米之內(nèi)，節(jié)電指標在15%左右，正點率理論上能達到100%，也就是說不會因為駕駛問題造成晚點。”莫志松介紹。
王同軍介紹，在自動駕駛方面，鐵路部門組織開展了《高鐵列車自動駕駛關鍵技術研究及京張高鐵示范應用》課題研究，攻克了動車組接口技術、列控系統(tǒng)接口技術和車地無線通信傳輸技術等關鍵技術難題，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CTCS2+ATO列控系統(tǒng)。
智能運營舒適便捷
“即將開通的京張高鐵將實現(xiàn)一證通行、刷臉進站。”中國鐵道科學研究院集團工作人員介紹，刷臉進站實現(xiàn)后，旅客進站乘車無需身份證、車票，只要在12306客戶端進行實名刷臉認證，在京張乘坐高鐵時可以直接刷臉進站，快速智能乘車。
智能鐵路還有哪些服務？王同軍告訴記者，在票務方面，將全面實行電子客票，一體化人臉識別，大客流實名制毫秒級檢驗，旅客列車開行方案動態(tài)優(yōu)化，綜合交通電子客票鑒權(quán)與互認。
在智能車站方面，刷臉驗證機器人服務，WiFi/5G接入及商旅服務，便捷換乘，刷臉檢票，站內(nèi)智能導航……一系列技術能夠讓旅客出行更加便捷舒適，在高鐵上就能看直播比賽。同時，智能化還體現(xiàn)在通過將監(jiān)測報警數(shù)據(jù)接入鐵路數(shù)據(jù)服務平臺，對高鐵沿線風、雨、雪、地震、滑坡和異物侵限進行綜合檢測、報警和處置。
在看得見的智能化服務背后，是科學技術的不斷創(chuàng)新。近幾年，鐵路部門開展了供電一體化運營系統(tǒng)、智能綜合調(diào)度系統(tǒng)、鐵路北斗應用服務平臺等智能化技術攻關。
“我們在天津武清建立了基于云計算的中國鐵路主數(shù)據(jù)中心，是我國自主研發(fā)的鐵路數(shù)據(jù)服務平臺。”中國鐵道科學研究院集團有限公司副總經(jīng)理羅慶中說，鐵路信息化向集中式和云計算邁出關鍵性步伐。
“智能京張、京雄的建設，開啟了中國智能高鐵的新篇章。未來，中國高鐵將在數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化方向上繼續(xù)開拓進取，全面推進高鐵技術創(chuàng)新，積極與世界各國分享智能高鐵的成功經(jīng)驗。”王同軍說。
