智能高铁正加速驶来

文/齐慧

2018年7月20日，北京至张家口高铁东花园隧道顺利贯通，京张高铁建设再次提速。它之所以受到广泛关注，不仅是因为京张高铁是2022年北京冬奥会重点配套工程，更重要的是，它也是我国第一条智能化高速铁路。

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、固定基础设施及内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智能化高速铁路系统。”中国铁路总公司副总经理王同军介绍。

我国将通过新一代信息技术与高速铁路技术的集成融合，实现高铁智能建造、智能装备、智能运营技术水平全面提升，让火车出行更加方便快捷、节能环保、安全可靠。

智能建造 让修路更简单

通过多项技术融合运用，桥梁建造、隧道施工等将实现“智能化”“信息化”管理，推动生产和管理效率全面提高。

“京张高铁八达岭隧道两次穿越八达岭长城，距离头顶的老京张铁路青龙桥站最近只有4米，环境保护、文物保护要求高。”中国中铁五局集团京张高铁项目部党工委书记贾友文说，他们采用精准微爆破技术，将爆破震动的幅度和分贝降到最低，每爆破一次只相当于在长城上跺一下脚，消除了施工对文物和环境的不利影响。

动静小，速度可不慢。为保证施工进度，项目部使用了大型三臂凿岩台车，施工人员只要在旁边操作“游戏手柄”，即可指挥它的3个液压机械臂，每个机械臂20秒即可掘进1米。以前20多人才能完成的开挖工作，现在三四个人就能轻松完成。

京张高铁工程建设全过程都充满了这样的“智能”。建设者在施工时应用了大量先进技术和智能设备，比如，清华园隧道使用盾构机穿过近90条城市管道线路，清河站地铁高铁并场设计等。专家表示，我国在京张高铁上实现了智能建造、智能装备和智能运营，开启了世界智能铁路的先河。

同为智能高铁的京雄城际铁路也是先进施工技术的受益者。“有了BIM（建筑信息模型），我们在办公室就可以加工钢筋了。”中国中铁上海工程局京雄城际铁路项目部技术负责人侯宇飞说，“在京雄城际铁路高铁梁场建设中，我们提出BIM建模钢筋设备智能加工一体化方案。通过BIM软件对整榀箱梁进行建模，将箱梁模型中每个型号的钢筋、尺寸等数据生成并导出下料单，将下料单直接与智能化钢筋加工机器人接口连接，实现了办公室生产任务管理与工厂内钢筋设备的双向数据及时通信”。

王同军表示，铁路部门将通过BIM、CIM（计算机集成制造）等技术融合运用，在桥梁建造、隧道施工等方面实现“智能化”“信息化”管理，全面提高生产和管理效率。

智能装备 让列车更聪明

工作状态自感知、运行故障自诊断、导向安全自决策的“复兴号”智能型动车组正在研制中，将掌握时速350公里的自动驾驶技术。

2018年3月份以来，中国铁路总公司在北京至沈阳高铁辽宁段启动“高速铁路智能关键技术综合试验”，推进中国智能高铁建设，试验一直持续到9月底。

这是我国首次进行智能高铁试验，目前，包括时速350公里“复兴号”长编组动车组专项试验、高速动车组自主化主动控制受电弓试验、新型铁路金属声屏障试验等项目，综合试验已取得阶段性成果。这些成果将用于北京至张家口高铁、北京至雄安新区城际铁路的智能高铁建设。

王同军介绍，铁路部门正在研发基于CR400BF型动车组技术平台的智能升级，研制工作状态自感知、运行故障自诊断、导向安全自决策的“复兴号”智能型动车组。该动车组将采用基于空气动力学性能的头型创新设计，实现北斗卫星导航系统应用，完善大坡道起动性能和动力电池系统，全面掌握时速350公里的自动驾驶技术，进一步改善高速列车振动、噪音等指标，形成“复兴号”系列产品。

高铁动车组的自动驾驶格外引人关注。据介绍，目前，高铁的自动驾驶与大型客机类似，都是采取“无人驾驶，有人值守”的操作模式。此前，我国已经在珠三角地区的佛肇和莞惠两条城际铁路上成功应用了时速200公里的自动驾驶动车组。

据中国铁路总公司消息，2018年6月份，在辽宁的试验过程中，高速动车组已经实现了在车站和线路区间自动停靠、启动、运行等自动驾驶，积累了大量数据。预计在2022年北京冬奥会期间，京张高铁上将运行自动驾驶动车组，填补时速300至350公里的自动驾驶动车组的世界空白。

智能运营 让出行更简便

高铁网与互联网逐步双网融合，满足高可靠、不间断的移动通信，提供订餐、宾馆预订、“高铁+共享汽车”等一条龙服务。

中国铁路总公司宣布，2018年四季度，电子客票试点经营，2019年在全国高铁推广。虽然只是少了一张小小的车票，但是减少了旅客的取票成本，如交通费、快递费等，加快了进站效率，而且铁路部门在设备和管理方面的成本也会相应降低。这就是智能运营为人们带来的便捷，让旅客出行更加简单。

作为智能高铁的重要组成部分，智能运营技术涵盖了高铁供电、调度指挥、运营监测、客运服务、防灾系统、节能减排、故障诊断等全方位保障高铁运营安全的技术，能够实现动车组的健康管理，也为旅客舒适出行提供了技术支持。

在智能服务方面，铁路部门将促进高铁网与互联网双网融合，推出旅客行程规划、综合交通信息共享等服务，满足时速350公里、大容量、高可靠、不间断的移动通信，实现单一话音通信业务向数据、视频等多媒体业务转变，为旅客提供更优质的网络服务。同时，拓展完善网络购票、订餐、购物、宾馆预订和“高铁+共享汽车”等一条龙服务，让旅客出行更加方便、快捷、温馨。

在智能调度方面，高速铁路智能调度指挥系统可实现智能动态调度、智能协同控制、智能换乘调度、智能故障诊断等功能，还能站在整个路网的角度进行列车调度，使之达到效率最优，能够提升系统应急决策和处置能力。铁路部门还将建成中国大数据中心，实施更加精准的运力资源配置，完善“一日一图”运输组织模式，使高铁调度指挥、运营组织更加灵活高效。

此外，未来我国的高铁智能动车组还可实现智能供电调度、自然环境自动监测与报警等功能，实现灾害及时预警、自动应急处置。

按照规划，2019年至2020年，智能高铁技术标准体系、应用格局初步形成，形成智能京张、智能京雄创新实践。预计到2025年，将形成智能高铁设计、建造到运营全产业链成套技术；到2035年，智能高铁由辅助支持向自主控制升级，实现全面自主控制。届时，基于物联网、互联网和智能体技术，铁路部门将构建旅客与高铁车站、列车的全连接，实现云计算和边缘计算的融合，形成高铁大数据资源库和智联网，构建基于信息物理系统（CPS）的智能高铁大脑。

其实一直以来，高铁都算是国人引以为傲的项目。而京张铁路恰巧是我国八纵八横高铁网的重要组成部分，也算是2022年北京冬奥会重要交通保障设施。若京张高铁建成后，它将成为世界上第一条时速350公里的智能化高速铁路。