世界首條時(shí)速350公里智能高鐵

北京延慶，長(zhǎng)城腳下，青龍橋車(chē)站旁，詹天佑雕像屹立于此。

1909年9月24日，京張鐵路正式建成。這是中國(guó)人自主設(shè)計(jì)和建造的第一條干線鐵路，打破了“中國(guó)人不能自建鐵路”的斷言。

2019年12月30日，京張高鐵開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。它是世界首條時(shí)速350公里智能高鐵，實(shí)現(xiàn)了有人值守的自動(dòng)駕駛。

百年奮斗，京張圓夢(mèng)。習(xí)近平總書(shū)記深情點(diǎn)贊：“從自主設(shè)計(jì)修建零的突破到世界最先進(jìn)水平，從時(shí)速35公里到350公里，京張線見(jiàn)證了中國(guó)鐵路的發(fā)展，也見(jiàn)證了中國(guó)綜合國(guó)力的飛躍。”

從“人”到“大”，京張高鐵見(jiàn)證實(shí)力躍升

不到5分鐘，復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車(chē)組從12公里長(zhǎng)的京張高鐵八達(dá)嶺隧道呼嘯而過(guò)。在它的上方，S2線列車(chē)“長(zhǎng)城號(hào)”穿行在京張鐵路“人字坡”上，用時(shí)78分鐘。

燕山山脈，山高坡陡。百余年前，為破解火車(chē)爬坡難題，詹天佑用鋼軌書(shū)寫(xiě)了一個(gè)“人”字。今天，八達(dá)嶺隧道在地下穿過(guò)“人”字交點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)“大”字。

從“人”到“大”，中國(guó)鐵路實(shí)現(xiàn)了從自主設(shè)計(jì)修建零的突破到邁向世界最先進(jìn)水平。

到點(diǎn)自動(dòng)發(fā)車(chē)、區(qū)間自動(dòng)運(yùn)行、到站自動(dòng)對(duì)標(biāo)停車(chē)、車(chē)門(mén)站臺(tái)屏蔽門(mén)聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟……京張高鐵在全球第一次實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里的有人值守自動(dòng)駕駛。

“依托自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車(chē)組列車(chē)從制動(dòng)到停車(chē)，停準(zhǔn)誤差在10厘米內(nèi)。”國(guó)鐵北京局懷柔北機(jī)務(wù)段京張車(chē)隊(duì)黨支部書(shū)記王海濤說(shuō)。

看線路，京張高鐵配有全天候“聰明大腦”，依托北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和地理信息系統(tǒng)(GIS)，完成運(yùn)營(yíng)、調(diào)度、維護(hù)、應(yīng)急等各項(xiàng)工作。通過(guò)“聰明大腦”，管理者可以對(duì)全線每一座橋梁、每一米鋼軌、每一段路基進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，零件是否老化、路基是否沉降、信號(hào)是否損壞，盡在掌握。

看裝備，復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車(chē)組全車(chē)布有2000多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)自身狀態(tài)全面監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行。“在北斗系統(tǒng)的支持下，動(dòng)車(chē)組將根據(jù)地勢(shì)、路況等情況自動(dòng)計(jì)算最優(yōu)駕駛方式，自動(dòng)提速和降速，平穩(wěn)運(yùn)行、全程絲滑。”中車(chē)長(zhǎng)客股份公司高級(jí)工程師張國(guó)芹說(shuō)。

國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)評(píng)價(jià)：“京張高鐵是迄今為止鐵路行業(yè)中的杰出人工智能實(shí)施案例。”

京張高鐵開(kāi)通當(dāng)天，中國(guó)高鐵里程達(dá)到3.5萬(wàn)公里，居世界第一。時(shí)至今日，中國(guó)鐵路總里程突破16萬(wàn)公里，高鐵里程超4.6萬(wàn)公里。一張世界上最現(xiàn)代化的鐵路網(wǎng)和最發(fā)達(dá)的高鐵網(wǎng)以前所未有的深度和廣度改變著中國(guó)。

從“優(yōu)”到“強(qiáng)”，京張高鐵標(biāo)注創(chuàng)新高度

智能，京張高鐵最亮眼的標(biāo)簽。智能京張，離不開(kāi)智能建造，其背后是中國(guó)基建的強(qiáng)大實(shí)力。

三維模型助力，京張高鐵實(shí)現(xiàn)全線智能設(shè)計(jì)。

“瞧，這是網(wǎng)上的京張高鐵。”中鐵設(shè)計(jì)集團(tuán)副總工程師呂剛打開(kāi)了數(shù)字孿生模型，無(wú)論是高山、車(chē)站抑或是軌道、橋墩，全都三維立體可視。

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(zhuān)題科研，在全球首次實(shí)現(xiàn)了全線、全專(zhuān)業(yè)、全過(guò)程三維智能協(xié)同設(shè)計(jì)。

“我們首先利用前期的勘探、測(cè)繪數(shù)據(jù)生成地理孿生模型，然后導(dǎo)入自主研發(fā)的智能算法，進(jìn)行智能選線和工程設(shè)計(jì)。”呂剛介紹，依托三維智能協(xié)同設(shè)計(jì)，選線效率和質(zhì)量大幅提升，其生成的數(shù)字孿生模型還可實(shí)現(xiàn)施工建造精細(xì)化管理，為后期智能運(yùn)營(yíng)提供數(shù)字檔案。

智能盾構(gòu)掘進(jìn)，京張高鐵開(kāi)啟智能建造先河。

“前一秒高樓林立，轉(zhuǎn)眼間便進(jìn)入地下”，列車(chē)從北京北站開(kāi)出不久，便進(jìn)入了清華園隧道。

這條隧道不簡(jiǎn)單。與北京地鐵10號(hào)線、15號(hào)線、12號(hào)線相交而過(guò)，長(zhǎng)距離并行地鐵13號(hào)線，下穿7處重要城市道路、百余條重要市政管線……怎么辦？智能建造來(lái)幫忙。建設(shè)者采用先進(jìn)的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“天佑號(hào)”進(jìn)行掘進(jìn)，并建立了盾構(gòu)智能掘進(jìn)可視化云平臺(tái)。

“這相當(dāng)于為盾構(gòu)機(jī)裝上了‘天眼’，時(shí)刻掌握隧道和周邊構(gòu)筑物的變形情況。”中鐵十四局京張高鐵清華園隧道盾構(gòu)負(fù)責(zé)人趙斌說(shuō)，這一措施有效提升了施工精度，沉降誤差不超過(guò)2毫米。

不僅如此，清華園隧道還實(shí)現(xiàn)了管片、軌下結(jié)構(gòu)的全預(yù)制機(jī)械化拼裝。盾構(gòu)機(jī)走過(guò)之處，隧道已“精裝”完畢。

再看八達(dá)嶺長(zhǎng)城站。世界上埋藏最深、地下面積最大的高鐵站，相當(dāng)于把一幢30層高的大樓埋藏于深山之中。

研發(fā)隧道結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，運(yùn)用人車(chē)定位系統(tǒng)、智能交通指揮中心、視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)……“我們用最智能、最先進(jìn)的技術(shù)完成車(chē)站建設(shè)，做到施工地表零沉降、重要文物零影響。”中鐵五局高級(jí)工程師胡維說(shuō)。

“京張高鐵是我國(guó)智能鐵路最新成果的首次集成化應(yīng)用，開(kāi)啟了中國(guó)智能鐵路新時(shí)代。”中國(guó)鐵道科學(xué)研究院首席研究員李平說(shuō)。

從“線”到“網(wǎng)”，京張高鐵支撐區(qū)域發(fā)展

100多年前，京張鐵路是京包鐵路的首段。從包頭乘火車(chē)進(jìn)京，火車(chē)要慢慢悠悠地走上一夜才能到青龍橋站，換了車(chē)頭之后，還要花上半天時(shí)間才能到北京主城區(qū)。

100多年后，京張高鐵的開(kāi)通，將北京到張家口的鐵路運(yùn)行時(shí)間從原來(lái)的3.5小時(shí)縮短到1小時(shí)左右。此外，張呼高鐵、大張高鐵同步通車(chē)，京津冀地區(qū)的居民得以實(shí)現(xiàn)“內(nèi)蒙古大草原一日游”。

列車(chē)飛馳，重構(gòu)時(shí)空，區(qū)域發(fā)展迎來(lái)新變化。

——交通互聯(lián)，區(qū)域經(jīng)濟(jì)添活力。

國(guó)慶假期，京張高鐵客流滿(mǎn)滿(mǎn)。“一直想去美麗的小城崇禮看看，這次國(guó)慶假期我們來(lái)了一場(chǎng)山地戶(hù)外徒步！”來(lái)自北京的劉先生豎起大拇指，秋天的崇禮風(fēng)景如畫(huà)、寧?kù)o美麗，冬奧之城有別樣的美。

雪季將臨，冰雪經(jīng)濟(jì)整裝待發(fā)。“我們滑雪場(chǎng)已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接各地雪友，下了高鐵，就有免費(fèi)接駁巴士。”富龍控股集團(tuán)品牌營(yíng)銷(xiāo)中心品牌經(jīng)理孫琰說(shuō)，去年雪季周末客流有五六千人，今年預(yù)計(jì)會(huì)進(jìn)一步增加。

——時(shí)空壓縮，產(chǎn)業(yè)發(fā)展布新局。

京張高鐵開(kāi)通后，河北張家口市融入了首都“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”。依托綠電資源優(yōu)勢(shì)，秉承“研發(fā)和算法在北京，數(shù)據(jù)和算力在張家口”的思路，張家口市沿著京張高鐵進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局。目前，建成和部分建成投運(yùn)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目29個(gè)，投入運(yùn)營(yíng)服務(wù)器超150萬(wàn)臺(tái)，算力規(guī)模約2.28萬(wàn)P(1P約等于每秒1000萬(wàn)億次計(jì)算速度)。

京張高鐵構(gòu)建起“一小時(shí)生活圈”，崇禮成長(zhǎng)為馳名中外的滑雪勝地……一條高鐵，把京張兩地越拉越近。截至今年9月底，京張高鐵累計(jì)運(yùn)送旅客5068萬(wàn)人次，平均上座率達(dá)72.9%。

百年京張，承載著復(fù)興夢(mèng)想，開(kāi)啟了新的未來(lái)。

“這些年，京張高鐵的技術(shù)成果陸續(xù)推廣應(yīng)用到了京雄城際鐵路、福廈高鐵、印尼雅萬(wàn)高鐵等重大項(xiàng)目。以京張高鐵為基礎(chǔ)，我們構(gòu)建了智能高鐵技術(shù)體系，已被國(guó)際鐵路聯(lián)盟采納，為世界智能鐵路建設(shè)提供了中國(guó)方案。”國(guó)鐵集團(tuán)科信部標(biāo)準(zhǔn)處副處長(zhǎng)陳源說(shuō)。

《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2024年11月13日 01 版）