我國(guó)擁有世界上最現(xiàn)代化的鐵路網(wǎng)和最發(fā)達(dá)的高鐵網(wǎng)，依托京張高鐵、京雄高鐵、浩吉鐵路等重大項(xiàng)目大力開(kāi)展智能建造、智能裝備、智能運(yùn)營(yíng)等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，不斷推動(dòng)鐵路智能化，已經(jīng)成為世界智能鐵路發(fā)展的重要引領(lǐng)者。

近日，在第十五屆中國(guó)國(guó)際現(xiàn)代化鐵路技術(shù)裝備展上，智能高鐵的“硬科技”讓觀眾大呼過(guò)癮。這也讓今年年底即將開(kāi)通的我國(guó)首條智能高鐵——京張高鐵備受關(guān)注與期待。

什么是智能高鐵？智能高鐵是廣泛應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能、北斗導(dǎo)航BIM等新技術(shù)，綜合高效利用資源，實(shí)現(xiàn)高鐵移動(dòng)裝備、固定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(dòng)學(xué)習(xí)和科學(xué)決策，實(shí)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(lái)發(fā)展的重要方向。“中國(guó)高鐵發(fā)展經(jīng)歷了初始化、國(guó)產(chǎn)化、自主化3個(gè)階段，現(xiàn)在已全面進(jìn)入智能化發(fā)展階段。”中國(guó)工程院副院長(zhǎng)、中國(guó)科協(xié)副主席何華武介紹，中國(guó)已經(jīng)成為世界高鐵大國(guó)，技術(shù)、裝備、建設(shè)和運(yùn)用已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分處于領(lǐng)先水平。

如今，中國(guó)鐵路把發(fā)展智能鐵路作為未來(lái)一個(gè)時(shí)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(xiàng)目大力研發(fā)關(guān)鍵核心技術(shù)。

智能建造安全可控

BIM全稱(chēng)是建筑信息模型，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)對(duì)建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)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(shè)計(jì)，就是從開(kāi)始的參數(shù)化協(xié)同設(shè)計(jì)，到工程建設(shè)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(shù)。“BIM的好處就是推動(dòng)工程實(shí)景建模、可視化協(xié)同設(shè)計(jì)、智能化建造、工程建設(shè)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(shuō)。

“京張高鐵是中國(guó)首條全線、全專(zhuān)業(yè)、全生命周期采用BIM技術(shù)修建的高難度高速鐵路項(xiàng)目。”國(guó)鐵集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，京張高鐵所經(jīng)地區(qū)外部環(huán)境復(fù)雜，技術(shù)要求高，包含八達(dá)嶺長(zhǎng)城站在內(nèi)的“一橋兩站三隧”重難點(diǎn)工程。“BIM技術(shù)有效地解決了項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中遇到的難題，它可以直觀、立體、全方位地展示項(xiàng)目施工全過(guò)程，利用三維技術(shù)在前期進(jìn)行碰撞檢查，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性。”

中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理王同軍介紹，鐵路部門(mén)組織開(kāi)展了《高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究》課題研究，通過(guò)搭建BIM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，自主開(kāi)發(fā)測(cè)繪、線路、橋梁、隧道等多個(gè)專(zhuān)業(yè)BIM協(xié)同設(shè)計(jì)軟件。同時(shí)，開(kāi)展了《基于BIM的鐵路工程建設(shè)與管理關(guān)鍵技術(shù)研究》等多項(xiàng)課題研究，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速鐵路基于BIM的建設(shè)管理成套技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系以及管理系統(tǒng)。

智能裝備先進(jìn)實(shí)用

“時(shí)速350公里級(jí)高鐵自動(dòng)駕駛技術(shù)目前尚屬空白，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)及京沈高鐵綜合試驗(yàn)驗(yàn)證，將在京張高鐵首次實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里自動(dòng)駕駛功能。”何華武介紹。

“去年下半年在京沈高鐵進(jìn)行了自主化智能綜合試驗(yàn)，這里面圍繞智能裝備、智能建造、智能運(yùn)營(yíng)各方面開(kāi)展了29個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，其中以自動(dòng)駕駛為標(biāo)志的自主列控系統(tǒng)的試驗(yàn)是其中一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目。自動(dòng)駕駛對(duì)于降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善旅客體驗(yàn)、綠色環(huán)保都很有意義，我們總結(jié)了它有‘四個(gè)提高’‘兩個(gè)降低’。”中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工電部信號(hào)專(zhuān)業(yè)主管、高鐵列車(chē)控制系統(tǒng)項(xiàng)目總師莫志松介紹。

“四個(gè)提高”是指智能自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠提高列車(chē)安全性、提高列車(chē)正點(diǎn)率、提高旅客舒適度和提高行車(chē)效率。“兩個(gè)降低”是降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低機(jī)車(chē)的牽引能耗指標(biāo)。同時(shí)，功能上可實(shí)現(xiàn)“四自動(dòng)、一聯(lián)動(dòng)”，到點(diǎn)自動(dòng)開(kāi)車(chē)，區(qū)間自動(dòng)運(yùn)行，到站自動(dòng)停車(chē)，停車(chē)自動(dòng)開(kāi)門(mén)，車(chē)門(mén)和站臺(tái)門(mén)進(jìn)行聯(lián)控。

“通過(guò)試驗(yàn)，復(fù)興號(hào)350公里高速駕駛一次制動(dòng)到停車(chē)，最后停準(zhǔn)的誤差在10厘米之內(nèi)，節(jié)電指標(biāo)在15%左右，正點(diǎn)率理論上能達(dá)到100%，也就是說(shuō)不會(huì)因?yàn)轳{駛問(wèn)題造成晚點(diǎn)。”莫志松介紹。

王同軍介紹，在自動(dòng)駕駛方面，鐵路部門(mén)組織開(kāi)展了《高鐵列車(chē)自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)研究及京張高鐵示范應(yīng)用》課題研究，攻克了動(dòng)車(chē)組接口技術(shù)、列控系統(tǒng)接口技術(shù)和車(chē)地?zé)o線通信傳輸技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)難題，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CTCS2+ATO列控系統(tǒng)。

智能運(yùn)營(yíng)舒適便捷

“即將開(kāi)通的京張高鐵將實(shí)現(xiàn)一證通行、刷臉進(jìn)站。”中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)工作人員介紹，刷臉進(jìn)站實(shí)現(xiàn)后，旅客進(jìn)站乘車(chē)無(wú)需身份證、車(chē)票，只要在12306客戶端進(jìn)行實(shí)名刷臉認(rèn)證，在京張乘坐高鐵時(shí)可以直接刷臉進(jìn)站，快速智能乘車(chē)。

智能鐵路還有哪些服務(wù)？王同軍告訴記者，在票務(wù)方面，將全面實(shí)行電子客票，一體化人臉識(shí)別，大客流實(shí)名制毫秒級(jí)檢驗(yàn)，旅客列車(chē)開(kāi)行方案動(dòng)態(tài)優(yōu)化，綜合交通電子客票鑒權(quán)與互認(rèn)。

在智能車(chē)站方面，刷臉驗(yàn)證機(jī)器人服務(wù)，WiFi/5G接入及商旅服務(wù)，便捷換乘，刷臉檢票，站內(nèi)智能導(dǎo)航……一系列技術(shù)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(shí)，智能化還體現(xiàn)在通過(guò)將監(jiān)測(cè)報(bào)警數(shù)據(jù)接入鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，對(duì)高鐵沿線風(fēng)、雨、雪、地震、滑坡和異物侵限進(jìn)行綜合檢測(cè)、報(bào)警和處置。

在看得見(jiàn)的智能化服務(wù)背后，是科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新。近幾年，鐵路部門(mén)開(kāi)展了供電一體化運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、智能綜合調(diào)度系統(tǒng)、鐵路北斗應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)等智能化技術(shù)攻關(guān)。

“我們?cè)谔旖蛭淝褰⒘嘶谠朴?jì)算的中國(guó)鐵路主數(shù)據(jù)中心，是我國(guó)自主研發(fā)的鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。”中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理羅慶中說(shuō)，鐵路信息化向集中式和云計(jì)算邁出關(guān)鍵性步伐。

“智能京張、京雄的建設(shè)，開(kāi)啟了中國(guó)智能高鐵的新篇章。未來(lái)，中國(guó)高鐵將在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向上繼續(xù)開(kāi)拓進(jìn)取，全面推進(jìn)高鐵技術(shù)創(chuàng)新，積極與世界各國(guó)分享智能高鐵的成功經(jīng)驗(yàn)。”王同軍說(shuō)。