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這條高鐵很智能

2019年12月31日09:12  來源:河北日報
原標題:這條高鐵很智能

12月30日,G8811次智能動車組,滑雪愛好者用手機掃碼存放雪具。記者 趙 杰攝

12月30日,G8811次智能動車組上的無線手機充電設備。記者 趙 杰攝

機器人幫運行李,智能導航將旅客直接導航至檢票口或候車廳……

12月30日,被譽為中國智能鐵路1.0版的京張高鐵全線通車,車站裡、列車上,一項項智能新體驗讓旅客們興奮不已。

作為我國智能高鐵的示范工程,京張高鐵智能化“基因”深藏在其建設、使用全過程。

讓施工猶如做手術般精准

前一秒還高樓林立,轉眼間便進入地下隧道——12月30日,乘坐京張高鐵首趟開往太子城站列車的乘客們剛一離開北京北站,便體驗了這一從地上到地下的穿越。

列車所穿越的清華園隧道,是京張高鐵的關鍵工程,其施工的順利完成,得益於智能技術的應用。

由於地處城區,這條6020米長的隧道遭遇了世界上最為復雜的施工情況。它和北京地鐵10號線、15號線、12號線相交而過,並行13號線,還要下穿7處重要城市道路,100余條重要市政管線。

“清華園隧道要從5.4米的地下穿越北京地鐵10號線,隧道開挖直徑達12.64米,相當於5層樓那麼高。要在這麼復雜的環境下,實現這麼大體量的盾構施工,誤差還不超過‘1毫米’,就好像在人體的眾多動脈之間做手術。”中鐵十四局京張高鐵清華園隧道項目的一位負責人說。

為此,建設者採用了世界最先進的泥水平衡盾構機“天佑”號,並結合京張智能化目標,建立了盾構安全建造可視化雲平台,全預制機械化拼裝和大直徑盾構常壓換刀技術。這相當於為盾構機裝上了“眼”“手”“腳”,建設者可以時刻掌握隧道和周邊構筑物的變形情況,確保毫厘之間的施工精度。

清華園隧道是京張高鐵智能建造的一個縮影。

中鐵設計集團京張高鐵前期主管總工、集團分管負責人蔣偉平介紹,為實現智能鐵路的建設目標,京張高鐵進行了67項智能化專題科研,在全球首次採用了全線、全專業、全生命周期的BIM技術,實現了全面的技術創新。

作為京張高鐵的網紅車站,八達嶺長城站是世界上埋深最深、規模最大的暗挖地下高鐵車站,也是人類建設史上少有的挑戰。

蔣偉平介紹,在建設時,項目組建立了八達嶺長城站的BIM模型,搭建了多專業協作的統一平台,使建筑、結構、給排水等各專業基於同一個模型進行工作,實現了真正意義上的三維集成協同設計,直觀地呈現各專業的沖突,為勘查-設計-施工-運營-管理提供了可視化智慧化的統一管理平台。

此外,車站設置了隧道結構智能健康監測系統,並開發了圍岩及結構健康安全監測軟件平台,對地下車站、隧道圍岩及結構的各類傳感器數據進行遠程採集,並以各類圖形化展示和顯示,對各類傳感器數據進行分析、評估,進行實時監測實時評價。

在京張高鐵建設過程中,智能化元素貫穿其中:

利用BIM技術把二維的圖紙變成三維的實景模型,做到了設備從原材料到運營維護的全壽命管理,不但提高了施工效率,也提高了工程質量﹔

自主研發了智能化的接觸網腕臂、吊弦生產線和智能接觸網立杆車、隧道內自動打孔安裝平台等專業化工器具,使接觸網導線的平直度誤差控制在一根頭發絲以內﹔

……

“基於北斗衛星和GIS技術,京張高鐵部署了一張‘定位’大網,能夠為建設、運營、調度、維護、應急全流程提供智能化服務。”蔣偉平介紹,建成運營后的京張高鐵10個車站擁有同一個“大腦”,通過這個“大腦”,工作人員在控制室就可以實現客站燈光、溫度、濕度等設備管理、應急指揮等。

首次實現350公裡時速的自動駕駛

無人駕駛的列車內,暖色調的內飾,給旅客帶來溫馨的感覺。筆者看到,車廂裡還專門設計了滑雪板存放處、輪椅固定裝置和移動新聞中心,旅客坐在列車上就能隨時觀看直播節目。

“為方便旅客,京張高鐵沿線車站及動車組內還提供無線上網服務。北京冬奧會舉辦期間,賽事信息將在第一時間進行推送。”列車上,北京動車段北京北所長鄧力銘介紹。

去年4月,全球首列智能動車組——京張高鐵智能動車組在北京正式亮相。它的出現被業內人士解讀為“中國制造的全球首款自動駕駛智能高鐵真的來了,中國正式打響傳統鐵路進入智能鐵路的第一槍”。

今天,筆者乘坐的這趟列車就是復興號智能動車組,通過運用現代最新科技,力求在智能化、安全舒適、綠色環保、綜合節能等方面實現新發展、新突破。京張高鐵列車安裝有數千個傳感器,可隨時進行自檢,保障運行安全,同時還安裝了為它專門設計的故障預測和健康管理系統。

最亮眼的莫過於列車的全自動駕駛設計。中國國家鐵路集團有限公司工電部信號專業主管莫志鬆介紹,京張高鐵是我國首條採用我國自主研發的北斗衛星導航系統的智能化高速鐵路。京張高鐵智能動車組將實現350公裡時速的自動駕駛,可實現車站自動發車,區間自動運行,車站精准自動對標停車,自動開門防護等。

列車的自動駕駛系統基本能達到和地鐵一樣,不同的是速度。“這是世界首次,在350公裡的時速下模擬一個最好的司機,用算法開出一條安全、節能、高效的列車。”莫志鬆說。

在京張高鐵沿線,時常看到一根根直徑約為10厘米的電纜。這些電纜是京張高鐵的信息動脈,為其智能化運行奠定基礎。

在京張高鐵崇禮鐵路小白陽牽引變電所,一台正在執行巡檢工作的智能巡檢機器人引發人們的關注。這個智能巡檢機器人,擔負著高鐵的供電設備安全運行任務。

“它的應用有效地提高巡檢效率,可以大力解決變電所范圍廣、設備多、人手不足等難題。”北京供電段豐台供電車間工程師閆英武說。

在裝備方面,京張高鐵融入了大量的先進技術手段和智能化的元素。

在京張高鐵最大的換乘站清河站,安裝了智能垃圾處理系統,投入使用后將實現自動化輸送、分揀,這邊丟進垃圾箱,那邊就進了回收站。

在張家口站,配備有動態能源管理系統。該系統裝備了三台磁懸浮冷水機組,能夠結合張家口夏季早晚涼、中午較熱的天氣特點進行自動調節。夏季每天早晚的時候,車站天窗、側窗會自動打開,新風和排風系統啟動,形成一個氣流對流,為旅客營造一個更舒適的環境。

電子客票、刷臉進站很給力

“沒想到京張高鐵的服務這麼人性化,這麼便捷。”坐在列車上,曹先生興奮地說,通過電子客票、刷臉進站,簡化了乘車流程,為旅客節省了時間。

更多的黑科技也在沿途各站被採用。張家口站裝備了站內導航系統,可以幫助旅客到達自己要去的地方。太子城站專門為冬奧會設計了旅客服務辦公室、冬奧會售票室、智能辦公設施等。

列車上,旅客們對於各項智能元素驚嘆不已。

“智能高鐵不是某項技術、某種工藝、某個專業甚至某個領域的拓展和突破,而是對鐵路建設的認知和理念的變化,是從設計、建造、裝備、運營到維護全生命周期系統性的技術創新、集成和系統間匹配協調的劃時代變革。”蔣偉平說。智能鐵路不同於常規鐵路。智能鐵路指通過各種智能化技術的應用,最大化模擬、延伸和擴展人類智能,將這種機制盡可能地移植給人造設備及系統,從而將人類從鐵路運輸生產組織眾多復雜的觀察、思維、決策活動中解脫出來,實現整個運輸過程的自動化、智能化、便捷化。

“京張智能高鐵是我國智能鐵路最新成果的首次集成化應用,在列車自動駕駛、智能調度指揮、故障智能診斷、建筑信息模型、北斗衛星導航、生物特征識別等方面實現了重大突破。”蔣偉平說,京張高鐵開啟了中國智能鐵路新時代,依托京張高鐵建設,我國將進一步形成智能高鐵應用示范方案,構建智能高鐵技術標准體系,成為引領世界的智能高鐵應用國家。(記者方素菊 通訊員趙匡胤)

(責編:王紅、施雲娟)


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