2024年03月29日 星期五
京张高铁:开启世界智能铁路先河
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    □ 讲述人 李 平

    京张铁路是中国自主修建的第一条干线铁路,完成于1909年。当年,京张铁路动工时,西方报纸曾发文讥讽:“中国造此路之工程师尚未诞生!”詹天佑等工程技术人员迎难而上,搞出了“人”字形折返线等创举,建造出时速35公里的京张铁路。

    百年后的2019年,一头连着历史,一头连着未来的京张高铁开通运营。这是世界首条智能高铁示范线,首次实现了时速350公里自动驾驶,成为当时世界上最“聪明”的高铁。

    习近平总书记指出,从自主设计修建零的突破到世界最先进水平,从时速35公里到350公里,京张线见证了中国铁路的发展,也见证了中国综合国力的飞跃。回望百年历史,更觉京张高铁意义重大。

    京张高铁全程174公里,起点位于北京北站,出站270米后,从地上“钻”入地下,通过清华园隧道一路向北,穿越居庸关长城、水关长城、八达岭长城,跨越官厅水库,抵达河北张家口。它是世界上第一条实现了智能建造、装备和运营的智能高铁,开启了世界智能铁路的先河。

    为了这一天,智能铁路攻关团队在科学技术部、中国工程院、国铁集团等单位的多项重大重点项目支持下,创新了一系列技术,创造了多个“世界之最”。

    厚积才能薄发。耀眼成绩的背后,是我们在多年前就开始的谋篇布局。随着云计算、大数据、物联网、人工智能等信息新技术的发展,从2015年开始,世界各国铁路的数字化、智能化研究悄然兴起,智能化成为世界铁路未来的发展方向。为此,我们国铁集团智能铁路攻关团队,开始系统谋划中国高铁如何开展科技创新。

    开展科技创新有两种途径,第一种叫被动创新或逆向创新,也就是从问题和差距出发,着眼于解决当前系统存在的问题。第二种叫主动创新或正向创新,也就是从国家战略需求出发,着眼于引领式的创新。智能铁路研究是一个复杂的系统工程,在我们研究之初,国内外还没有成套理论和完整体系。因此,我们选择了领跑式的正向创新,要在“无人区”蹚出一条路。

    我们都听过“大鱼吃小鱼”,但在数智化时代,是“快鱼吃慢鱼”。如果一个企业跑得不快,和前沿新技术结合不紧,优势可能很快就会变成劣势。

    事实证明,我们是一条“快鱼”。官厅水库特大桥是目前世界上唯一能满足高铁350公里时速的钢桁梁桥梁。大桥全长9077.89米,由8个造型优美的曲弦桁梁组成。当时,为了保证北京市重要的水源地——官厅水库不受污染,施工采用了“顶推作业法”。这种工法就像搭积木,但每块“积木”相当于1/3个标准足球场那么大,重约1850吨,相当于5列高铁列车重量的总和,难度不言而喻。

    八达岭长城站是世界上地下建筑规模最大、埋深最深的高铁地下车站,是人类建设史上少有的挑战。车站总长470米,地下建筑面积4.1万平方米,最大埋深102米,车站层、出站层和进站层全部在地下。在建设全长12.01公里的京张高铁八达岭隧道时,工程师们更是按照环境和文物保护要求,做到施工地表零沉降、重要文物零影响、长城游客零感知。

    在诸多“世界之最”中最亮眼的,莫过于智能型复兴号动车组的全自动驾驶设计。它不仅实现了350公里时速的自动驾驶,还搭载了我国自主研发的北斗导航,可实时精准定位。智能复兴号动车组具备车站自动发车、区间自动运行、车站自动停车等功能。不仅启动、停车更加“丝滑”,乘坐舒适性大幅提升,而且还能以最节能的方式运行,单车可以节能7.77%。所以,它是一个既聪明又会算计、跑得又稳的列车自动驾驶系统。

    交通是经济发展的“大动脉”。中国智能高铁建设一路高歌,不断压缩时空距离、放大人民幸福。目前,其成果已推广到京雄、福厦、成渝中线等高铁智能化建设中,并指导京沪高铁智能化提升。此外,相关成果还应用到印尼雅万高铁等铁路,为世界智能铁路建设提供了中国方案。

    2023年3月,国际铁路联盟召开第十一届世界高速铁路大会,将京张高铁列为世界首条智能铁路的代表。来自48个国家的1500余名代表共同见证了中国铁路的历史性时刻。我们很自豪,智能京张高铁成果填补了世界同行业空白,还实现了持续领跑。

    (科普时报记者矫阳 吴琼采访整理)

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