“京張線”迎來(lái)智能新生

2019年12月30日，一列復(fù)興號(hào)列車行駛在京張高鐵官?gòu)d水庫(kù)大橋上(圖/新華社)

在G8811次列車上，乘客正在用手機(jī)掃碼存放雪具（趙杰 攝）

中國(guó)人自主設(shè)計(jì)和修建的第一條干線鐵路京張鐵路于1909年開通。

110年后，在曾經(jīng)的京張鐵路西直門車站、今天的京張高鐵北京北站駛出了世界首條智能高鐵——

機(jī)器人幫運(yùn)行李，智能導(dǎo)航將旅客直接導(dǎo)航至檢票口或候車廳……被譽(yù)為中國(guó)智能鐵路1.0版的京張高鐵全線通車，車站里、列車上，一項(xiàng)項(xiàng)智能新體驗(yàn)讓旅客們興奮不已。

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

施工猶如做手術(shù)般精準(zhǔn)

前一秒還高樓林立，轉(zhuǎn)眼間便進(jìn)入地下隧道——2019年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(yàn)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(guān)鍵工程，其施工的順利完成，得益于智能技術(shù)的應(yīng)用。

由于地處城區(qū)，這條6020米長(zhǎng)的隧道遭遇了世界上最為復(fù)雜的施工情況。它和北京地鐵10號(hào)線、15號(hào)線、12號(hào)線相交而過，并行13號(hào)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(hào)線，隧道開挖直徑達(dá)12.64米，相當(dāng)于5層樓那么高。要在這么復(fù)雜的環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)這么大體量的盾構(gòu)施工，誤差還不超過1毫米，就好像在人體的眾多動(dòng)脈之間做手術(shù)。”中鐵十四局京張高鐵清華園隧道項(xiàng)目的一位負(fù)責(zé)人說。

為此，建設(shè)者采用了世界最先進(jìn)的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“天佑”號(hào)，并結(jié)合京張高鐵智能化目標(biāo)，建立了盾構(gòu)安全建造可視化云平臺(tái)，全預(yù)制機(jī)械化拼裝和大直徑盾構(gòu)常壓換刀技術(shù)。這相當(dāng)于為盾構(gòu)機(jī)裝上了“眼”“手”“腳”，建設(shè)者可以時(shí)刻掌握隧道和周邊構(gòu)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(gè)縮影。

今年71歲的蘆廷元，是一名退離休黨員干部，四十三年前的現(xiàn)在，他正是一名風(fēng)華正茂剛走出學(xué)校門的青年。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，他跟隨一個(gè)回老家探親的親戚來(lái)新疆游玩，那時(shí)正是國(guó)家三年自然災(zāi)害的最后年頭，看到兵團(tuán)的農(nóng)場(chǎng)一派生機(jī)盎然的景象，平整的條田，筆直的林帶，四通八達(dá)的道路，機(jī)械化生產(chǎn)的模式，給他留下了深刻印象，他當(dāng)時(shí)就產(chǎn)生了留疆的念頭，而后被分配到農(nóng)四團(tuán)八連工作。

中鐵設(shè)計(jì)集團(tuán)京張高鐵前期主管總工、集團(tuán)分管負(fù)責(zé)人蔣偉平介紹，為實(shí)現(xiàn)智能鐵路的建設(shè)目標(biāo)，京張高鐵進(jìn)行了67項(xiàng)智能化專題科研，在全球首次采用了全線、全專業(yè)、全生命周期的BIM（建筑信息模型）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全面的技術(shù)創(chuàng)新。

在京張高鐵建設(shè)過程中，智能化元素貫穿其中：

利用BIM技術(shù)把二維的圖紙變成三維的實(shí)景模型，做到了設(shè)備從原材料到運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全壽命管理，不但提高了施工效率，也提高了工程質(zhì)量；

自主研發(fā)了智能化的接觸網(wǎng)腕臂、吊弦生產(chǎn)線和智能接觸網(wǎng)立桿車、隧道內(nèi)自動(dòng)打孔安裝平臺(tái)等專業(yè)化工器具，使接觸網(wǎng)導(dǎo)線的平直度誤差控制在一根頭發(fā)絲以內(nèi)；

……

“基于北斗衛(wèi)星和GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，京張高鐵部署了一張‘定位’大網(wǎng)，能夠?yàn)榻ㄔO(shè)、運(yùn)營(yíng)、調(diào)度、維護(hù)、應(yīng)急全流程提供智能化服務(wù)?！笔Y偉平介紹，建成運(yùn)營(yíng)后的京張高鐵10個(gè)車站擁有同一個(gè)“大腦”，通過這個(gè)“大腦”，工作人員在控制室就可以實(shí)現(xiàn)客站燈光、溫度、濕度等設(shè)備管理和應(yīng)急指揮等。

2019年12月30日，G2505次列車駛離張家口站(新華社 牟宇 攝)

首次實(shí)現(xiàn)350公里時(shí)速自動(dòng)駕駛

“智能京張高鐵體驗(yàn)列車最‘?！哪^于列車采用的是全自動(dòng)駕駛技術(shù)。現(xiàn)在，我們司機(jī)只要按動(dòng)一個(gè)按鈕，就能實(shí)現(xiàn)到點(diǎn)自動(dòng)發(fā)車、站間自動(dòng)運(yùn)行、運(yùn)行時(shí)間依計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整、到達(dá)車站自動(dòng)精確停車、車門自動(dòng)控制……” 京張高鐵首發(fā)列車指導(dǎo)司機(jī)劉春雨稱。

中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工電部信號(hào)專業(yè)主管莫志松介紹，京張高鐵是我國(guó)首條采用自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的智能化高速鐵路。京張高鐵智能動(dòng)車組將實(shí)現(xiàn)350公里時(shí)速的自動(dòng)駕駛，可實(shí)現(xiàn)車站自動(dòng)發(fā)車，區(qū)間自動(dòng)運(yùn)行，車站精準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)標(biāo)停車，自動(dòng)開門防護(hù)等。

列車的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)基本能達(dá)到和地鐵一樣，不同的是速度?！斑@是世界首次，在350公里的時(shí)速下模擬一個(gè)最好的司機(jī)，用算法開出一條安全、節(jié)能、高效的列車?！蹦舅烧f。

在京張高鐵沿線，可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(dòng)脈，為其智能化運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

在京張高鐵崇禮鐵路小白陽(yáng)牽引變電所，一臺(tái)正在執(zhí)行巡檢工作的智能巡檢機(jī)器人引發(fā)人們的關(guān)注。這個(gè)智能巡檢機(jī)器人，擔(dān)負(fù)著高鐵的供電設(shè)備安全運(yùn)行任務(wù)?！八膽?yīng)用有效地提高巡檢效率，可以大力解決變電所范圍廣、設(shè)備多、人手不足等難題?！北本┕╇姸呜S臺(tái)供電車間工程師閆英武說。

電子客票、刷臉進(jìn)站很給力

對(duì)于普通旅客而言，一進(jìn)入京張高鐵車站，就能感受到智能化帶來(lái)的便利：無(wú)需提前取紙質(zhì)車票，刷身份證或手機(jī)二維碼即可進(jìn)站驗(yàn)票乘車；進(jìn)入車廂，智能京張高鐵體驗(yàn)列車內(nèi)溫度、燈光、車窗顏色等全部為自動(dòng)調(diào)節(jié)，可隨環(huán)境自動(dòng)改變，進(jìn)出隧道時(shí)提前調(diào)節(jié)亮度，減少視覺沖擊，乘車的舒適感得到了進(jìn)一步提高。

更多的黑科技也在沿途各站被采用。張家口站裝備了站內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，可以幫助旅客到達(dá)自己要去的地方。太子城站專門為冬奧會(huì)設(shè)計(jì)了旅客服務(wù)辦公室、冬奧會(huì)售票室、智能辦公設(shè)施等。

“京張智能高鐵是我國(guó)智能鐵路最新成果的首次集成化應(yīng)用，在列車自動(dòng)駕駛、智能調(diào)度指揮、故障智能診斷、建筑信息模型、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、生物特征識(shí)別等方面實(shí)現(xiàn)了重大突破?！笔Y偉平說，京張高鐵開啟了中國(guó)智能鐵路新時(shí)代，依托京張高鐵建設(shè)，我國(guó)將進(jìn)一步形成智能高鐵應(yīng)用示范方案，構(gòu)建智能高鐵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，成為引領(lǐng)世界的智能高鐵應(yīng)用國(guó)家。