可視化設計、自動駕駛、監測預警中國高鐵:智能觸手可及

我國擁有世界上最現代化的鐵路網和最發達的高鐵網，依託京張高鐵、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，不斷推動鐵路智能化，已經成為世界智能鐵路發展的重要引領者。

近日，在第十五屆中國國際現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。

什麼是智能高鐵？智能高鐵是廣泛應用雲計算、大數據、物聯網、移動互聯、人工智能、北斗導航BIM等新技術，綜合高效利用資源，實現高鐵移動裝備、固定基礎設計以及外部環境間信息的全面感知、泛在互聯、融合處理、主動學習和科學決策，實現全生命週期一體化管理的新一代智能化高速鐵路系統。

智能化是世界高鐵未來發展的重要方向。“中國高鐵發展經歷了初始化、國產化、自主化3個階段，現在已全面進入智能化發展階段。”中國工程院副院長、中國科協副主席何華武介紹，中國已經成為世界高鐵大國，技術、裝備、建設和運用已達到國際先進水平，部分處於領先水平。

如今，中國鐵路把發展智能鐵路作為未來一個時期鐵路科技創新的重要戰略方向。依託京張高鐵、京雄高鐵、浩吉鐵路等重大項目大力研發關鍵核心技術。

智能建造安全可控

BIM全稱是建築信息模型，是一種應用於工程設計、建造、管理的數據化工具，通過對建築的數據化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命週期過程中進行共享和傳遞，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮着重要作用。

全生命週期採用BIM設計，就是從開始的參數化協同設計，到工程建設與管理，再到路、橋、隧、軌、四電、客站等施工全生命週期採用BIM技術。“BIM的好處就是推動工程實景建模、可視化協同設計、智能化建造、工程建設質量的全生命週期可追溯閉環管理，提升了工程建造決策和管理水平。”何華武介紹説。

“京張高鐵是中國首條全線、全專業、全生命週期採用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，京張高鐵所經地區外部環境複雜，技術要求高，包含八達嶺長城站在內的“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協同設計平台，自主開發測繪、線路、橋樑、隧道等多個專業BIM協同設計軟件。同時，開展了《基於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權的高速鐵路基於BIM的建設管理成套技術、標準體系以及管理系統。

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，這裏面圍繞智能裝備、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誌的自主列控系統的試驗是其中一個關鍵項目。自動駕駛對於降低司機的勞動強度、改善旅客體驗、綠色環保都很有意義，我們總結了它有‘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主管、高鐵列車控制系統項目總師莫志松介紹。

“四個提高”是指智能自動駕駛系統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“四自動、一聯動”，到點自動開車，區間自動運行，到站自動停車，停車自動開門，車門和站台門進行聯控。

“通過試驗，復興號350公里高速駕駛一次制動到停車，最後停準的誤差在10釐米之內，節電指標在15%左右，正點率理論上能達到100%，也就是説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範應用》課題研究，攻克了動車組接口技術、列控系統接口技術和車地無線通信傳輸技術等關鍵技術難題，研發具有自主知識產權的CTCS2+ATO列控系統。

智能運營舒適便捷

“即將開通的京張高鐵將實現一證通行、刷臉進站。”中國鐵道科學研究院集團工作人員介紹，刷臉進站實現後，旅客進站乘車無需身份證、車票，只要在12306客户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優化，綜合交通電子客票鑑權與互認。

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，智能化還體現在通過將監測報警數據接入鐵路數據服務平台，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後，是科學技術的不斷創新。近幾年，鐵路部門開展了供電一體化運營系統、智能綜合調度系統、鐵路北斗應用服務平台等智能化技術攻關。

“我們在天津武清建立了基於雲計算的中國鐵路主數據中心，是我國自主研發的鐵路數據服務平台。”中國鐵道科學研究院集團有限公司副總經理羅慶中説，鐵路信息化向集中式和雲計算邁出關鍵性步伐。

“智能京張、京雄的建設，開啓了中國智能高鐵的新篇章。未來，中國高鐵將在數字化、網絡化、智能化方向上繼續開拓進取，全面推進高鐵技術創新，積極與世界各國分享智能高鐵的成功經驗。”王同軍説。