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中国高铁:智能触手可及

来源:经济日报2019-12-03 16:00

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  近日,在第十五届中国国际现代化铁路技术装备展上,智能高铁的“硬科技”让观众大呼过瘾。这也让今年年底即将开通的我国首条智能高铁——京张高铁备受关注与期待。

  什么是智能高铁?智能高铁是广泛应用云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能、北斗导航BIM等新技术,综合高效利用资源,实现高铁移动装备、固定基础设计以及外部环境间信息的全面感知、泛在互联、融合处理、主动学习和科学决策,实现全生命周期一体化管理的新一代智能化高速铁路系统。

  智能化是世界高铁未来发展的重要方向。“中国高铁发展经历了初始化、国产化、自主化3个阶段,现在已全面进入智能化发展阶段。”中国工程院副院长、中国科协副主席何华武介绍,中国已经成为世界高铁大国,技术、装备、建设和运用已达到国际先进水平,部分处于领先水平。

  如今,中国铁路把发展智能铁路作为未来一个时期铁路科技创新的重要战略方向。依托京张高铁、京雄高铁、浩吉铁路等重大项目大力研发关键核心技术。

  智能建造安全可控

  BIM全称是建筑信息模型,是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具,通过对建筑的数据化、信息化模型整合,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥着重要作用。

  全生命周期采用BIM设计,就是从开始的参数化协同设计,到工程建设与管理,再到路、桥、隧、轨、四电、客站等施工全生命周期采用BIM技术。“BIM的好处就是推动工程实景建模、可视化协同设计、智能化建造、工程建设质量的全生命周期可追溯闭环管理,提升了工程建造决策和管理水平。”何华武介绍说。

  “京张高铁是中国首条全线、全专业、全生命周期采用BIM技术修建的高难度高速铁路项目。”国铁集团相关负责人介绍,京张高铁所经地区外部环境复杂,技术要求高,包含八达岭长城站在内的“一桥两站三隧”重难点工程。“BIM技术有效地解决了项目建设过程中遇到的难题,它可以直观、立体、全方位地展示项目施工全过程,利用三维技术在前期进行碰撞检查,优化工程设计,减少施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性。”

  中国国家铁路集团有限公司副总经理王同军介绍,铁路部门组织开展了《高速铁路基础设施BIM设计应用关键技术研究》课题研究,通过搭建BIM协同设计平台,自主开发测绘、线路、桥梁、隧道等多个专业BIM协同设计软件。同时,开展了《基于BIM的铁路工程建设与管理关键技术研究》等多项课题研究,形成具有自主知识产权的高速铁路基于BIM的建设管理成套技术、标准体系以及管理系统。

  京张高铁目前正在进行紧张的联调联试。图为列车快速行驶在官厅水库大桥。 王 军摄(中经视觉)

  智能装备先进实用

  “时速350公里级高铁自动驾驶技术目前尚属空白,通过技术攻关及京沈高铁综合试验验证,将在京张高铁首次实现时速350公里自动驾驶功能。”何华武介绍。

  “去年下半年在京沈高铁进行了自主化智能综合试验,这里面围绕智能装备、智能建造、智能运营各方面开展了29个试验项目,其中以自动驾驶为标志的自主列控系统的试验是其中一个关键项目。自动驾驶对于降低司机的劳动强度、改善旅客体验、绿色环保都很有意义,我们总结了它有‘四个提高’‘两个降低’。”中国国家铁路集团有限公司工电部信号专业主管、高铁列车控制系统项目总师莫志松介绍。

  “四个提高”是指智能自动驾驶系统能够提高列车安全性、提高列车正点率、提高旅客舒适度和提高行车效率。“两个降低”是降低司机的劳动强度、降低机车的牵引能耗指标。同时,功能上可实现“四自动、一联动”,到点自动开车,区间自动运行,到站自动停车,停车自动开门,车门和站台门进行联控。

  “通过试验,复兴号350公里高速驾驶一次制动到停车,最后停准的误差在10厘米之内,节电指标在15%左右,正点率理论上能达到100%,也就是说不会因为驾驶问题造成晚点。”莫志松介绍。

  王同军介绍,在自动驾驶方面,铁路部门组织开展了《高铁列车自动驾驶关键技术研究及京张高铁示范应用》课题研究,攻克了动车组接口技术、列控系统接口技术和车地无线通信传输技术等关键技术难题,研发具有自主知识产权的CTCS2+ATO列控系统。

  在第十五届中国国际现代化铁路技术装备展上,中交天和公司展示了最新技术的盾构机。 经济日报-中国经济网记者 齐 慧摄

  智能运营舒适便捷

  “即将开通的京张高铁将实现一证通行、刷脸进站。”中国铁道科学研究院集团工作人员介绍,刷脸进站实现后,旅客进站乘车无需身份证、车票,只要在12306客户端进行实名刷脸认证,在京张乘坐高铁时可以直接刷脸进站,快速智能乘车。

  智能铁路还有哪些服务?王同军告诉经济日报-中国经济网记者,在票务方面,将全面实行电子客票,一体化人脸识别,大客流实名制毫秒级检验,旅客列车开行方案动态优化,综合交通电子客票鉴权与互认。

  在智能车站方面,刷脸验证机器人服务,WiFi/5G接入及商旅服务,便捷换乘,刷脸检票,站内智能导航……一系列技术能够让旅客出行更加便捷舒适,在高铁上就能看直播比赛。同时,智能化还体现在通过将监测报警数据接入铁路数据服务平台,对高铁沿线风、雨、雪、地震、滑坡和异物侵限进行综合检测、报警和处置。

  在看得见的智能化服务背后,是科学技术的不断创新。近几年,铁路部门开展了供电一体化运营系统、智能综合调度系统、铁路北斗应用服务平台等智能化技术攻关。

  “我们在天津武清建立了基于云计算的中国铁路主数据中心,是我国自主研发的铁路数据服务平台。”中国铁道科学研究院集团有限公司副总经理罗庆中说,铁路信息化向集中式和云计算迈出关键性步伐。

  “智能京张、京雄的建设,开启了中国智能高铁的新篇章。未来,中国高铁将在数字化、网络化、智能化方向上继续开拓进取,全面推进高铁技术创新,积极与世界各国分享智能高铁的成功经验。”王同军说。(经济日报-中国经济网记者齐慧)

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