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“最聪明的高铁”有多强——采用北斗卫星导航系统并实现自动驾驶

陆娅楠 贺勇 季芳
2019-12-31 11:05:39  来源:人民日报

  图表配图为“复兴号”动车组行驶在京张高铁官厅水库特大桥上。贺勇 摄

制图:汪哲平

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  30日,世界首条智能高速铁路及2022年冬奥会重点配套项目——京张高铁开通运营。同时,崇礼铁路、大张高铁、张呼高铁也投入使用,京冀晋蒙的时空距离大为缩短。

  “最强大脑”实现智能运行、“最强引擎”保障爬坡应急、“最强内饰”改善旅客体验……百余年来,中国铁路从未停歇自主创新的脚步,如今的智能京张树起中国高铁的新标杆。

  1909年10月2日,中国第一条自行设计建设的铁路——京张铁路,正式通车。

  2019年12月30日,世界上第一条采用北斗卫星导航系统并实现自动驾驶等功能的智能高铁——京张高铁,开通运营。

  110年,中国铁路自主创新的脚步从未停歇,智能京张树起中国高铁的新标杆。

  智能列车:京张距离缩短至1小时,可实现智能驾驶

  12月30日,不到8点,67岁的于瑞琴就背着背包,赶到北京北站。

  “28号一放票,我就抢了!盼这条高铁真是盼了太久了!”于瑞琴常年在京生活,但兄弟姐妹都在张家口。“早年坐绿皮车,要晃六七个小时,后来提速了也要3个多小时,现在才1小时,真是太方便了。家里人说,以后周周都要聚会!”

  12月30日,京张高铁开通运营,崇礼铁路、大张高铁、张呼高铁也同步投入使用,京冀晋蒙的时空距离大为缩短。北京北站至张家口最快运行时间由3小时7分压缩至约1小时,二等座票价为77元至91元不等;呼和浩特至北京清河最快运行时间由9小时15分压缩至2小时零9分,大同至北京清河最快1小时42分。

  北京冬奥组委运动员委员会主席杨扬,也乘坐首趟列车前往崇礼赛区进行场馆考察。“北京和张家口两个赛区间的转场时间缩短到了一个小时左右,对冬奥会的筹办和3亿人参与冰雪运动都会有巨大的推动作用,也实现了中国申办冬奥会时做出的承诺。”

  京张高铁不仅缩短了时空距离,更体现了创新新高。作为世界上首条采用北斗卫星导航系统并实现自动驾驶等功能的智能高铁,京张高铁堪称“最聪明的高铁”。

  “到点自动开车、区间自动运行、到站自动停车、停车自动开门……复兴号以时速350公里驾驶一次从制动到停车,最后停准的误差在10厘米之内,节电约15%。”中国国家铁路集团北京赛车时间表高铁列车控制系统项目总师莫志松说。

  京张高铁在“复兴号”CR400BF的基础上,改进了车头设计,增加了智能模块,让列车阻力降低了10%左右,能耗降低了8%,各项性能更加优异。

  “最强大脑”实现智能运行。与北斗导航系统相连,智能京张可实现自动驾驶。“旅客们不要紧张,驾驶室里依然有司机,只是司机职能变了。”铁科院机车车辆研究所研究员张波介绍,以往高铁司机的主要精力在驾驶上,而在智能高铁上,司机的精力则侧重于故障应急处置,“这样不仅大幅降低司机的劳动强度,而且通过列车运行数据收集与测算,还能提高列车的节能指标和运行舒适度。”

  “最强引擎”保障爬坡应急。京张高铁八达岭段的坡度高于30‰,经过提升后的“复兴号”,可以在动力损失一半的情况下,顺利启动爬坡。列车奔跑时,车底动力电池充电,一旦接触网出现故障临时断电,动力电池也可以保障“复兴号”运行至就近车站。

  “最强内饰”改善旅客体验。智能型“复兴号”车体外电子面板增设了座位号标识,使旅客无需走进车厢,就知道自己的座椅离哪个门更近。车厢内自动灯光调节系统可根据外部阳光强度,自动调节光线。减震降噪技术再次提升,车厢噪音又减少了至少1分贝。

  智能建造:世界上首条全线采用智能技术建造的高铁

  京张高铁也是世界上首条全线采用智能技术建造的高铁,全生命周期都有大数据支撑,并存有“健康档案”。

  京张高铁清华园隧道,隧道开挖断面相当于北京地铁隧道的4倍,且穿越北京高楼林立的核心区,与地铁线最小净距离不足1米,并穿越6条市政主干道、88条市政管线,如何避免施工风险?

  “用智能建造规避传统施工风险。”中铁十四局京张高铁项目指挥长陈爽介绍,通过开发BIM管理系统、三维可视化平台,地下施工犹如外科手术般精准,自主研发的“天佑号”盾构机,更是首次在高铁城市隧道建造中实现了装配式隧道、全预制拼装,为今后高铁进城和城市地下空间开发提供了可借鉴的经验。

  隧道智能掘进,轨道也智能铺设。“在京张高铁施工的全产业链上,都在实施‘智创工程’。”中铁三局京张高铁项目部常务副经理张民栓以钢轨举例,京张高铁有个钢轨全生命周期管理系统。通过物联网平台,钢轨原材料、加工、库存、检测、运输、维护维修等环节的数据信息都被采集、记录并自动演算,真正实现钢轨“生老病死”实时掌握。

  “进入新时代,中国智能高铁迈出了自主发展的新步伐,向着率先实现铁路现代化的目标奋勇前进。我们将全面提升中国高铁智能化水平,让人民群众有更多获得感、幸福感和安全感,也为世界高铁建设发展提供中国方案。”中国国家铁路集团北京赛车时间表董事长陆东福说。

  发展引擎:服务京津冀协同发展,打通产业振兴路

  燕山山脉,山高坡陡。当年,中国要建京张铁路的消息一传出,外国人便讽刺说建造这条铁路的中国工程师恐怕还未出世。詹天佑创造性地运用了“折返线”原理,在青龙桥修建了“人”字形铁路,更使工程费用缩减为外国人预估的1/5。

  今天,约12公里长的京张高铁八达岭隧道,在京张铁路青龙桥站下穿行,距其最短距离仅4米,原本需要78分钟才能翻越的“人字坡”,“复兴号”只需一眨眼。当代建设者更在八达岭长城核心区地下102米,建成了世界上最深的高铁站——京张高铁八达岭长城站。

  “八达岭长城站是目前国内最复杂的暗挖洞群车站,仅不同施工断面就有88种。尽管施工很复杂,但旅客进出站很便捷,进出站旅客完全分离。”中铁五局京张高铁三标项目经理蒋思介绍,为了方便旅客进出站,车站安装了100米长大扶梯,垂直高度42米,“这是国内最长的高铁扶梯,可同时承载400人,全程大约3分钟。”

  记者注意到,最长高铁扶梯旁也设置了专门服务残疾人旅客、大件行李旅客的无障碍斜梯以及242级台阶。从车站出站口到八达岭长城景区售票窗口,步行仅需5分钟,而长城博物馆、詹天佑纪念馆也近在咫尺。

  “不少游客来打听票价,以后来爬长城就方便了。”京张高铁八达岭长城站站长艾红帅介绍,从北京城里坐大巴车来八达岭长城景区要两三个小时,坐高铁只要34分钟。“等春天来了,客流肯定旺!”

  京张高铁崇礼支线终点站——太子城站,奥运历史上首座直达比赛核心区的高铁站,不仅满足奥运赛事运输保障的需求,也将服务当地冰雪产业的发展。在首发的G8811次列车上,16位北京大学第三医院的医生就在此下车。

  “今后去崇礼分院,再也不用花七八个小时颠簸在路上。”北医三院运动医学研究所所长、崇礼院区院长敖英芳介绍,去年9月,北医三院和张家口市签署协议,决定成立北医三院崇礼院区,既提升冬奥医疗保障能力,也提升区域医疗服务能力。截至目前,当地逾2600名建档立卡贫困户,不出县城就能享受到北京三甲医院的优质医疗,率先尝到了京津冀协同发展的甜头。

  在敖英芳看来,京张高铁不仅为当地开通了出行快速路,更打通了产业振兴路。如今,崇礼园区创伤中心已经封顶,不仅设有核磁检查室、复合手术室,屋顶直升机停机坪还直通手术室。“作为国家区域医疗中心(运动创伤)试点项目,我们将推动以旅游和冰雪运动医疗保障为导向的绿色产业经济可持续发展,让医康养一体化协调发展在崇礼率先结出硕果。”

  

编辑:张苇柠

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