开启中国智能化高铁新时代

——中国铁建高铁智能化建设探索纪实

齐晓景 孙秀芬

   党的十九届五中全会提出“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。今年4月20日，国家发改委权威解读“新基建”七大重点领域，高速铁路和城际轨道交通赫然在列。以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，全面实现智能升级、融合创新，成为高铁技术发展的应有之义。 

    2020年岁末，由中铁建电气化局承担“四电”系统集成任务的京雄、成渝、盐通、京沈、西银等高铁将陆续密集开通。截至目前，该集团已建成开通的高速铁路“四电”系统集成工程约占全国高速铁路已开通总里程的50%。在高速铁路建设中，该集团早已踏上“新基建”的转型创新之路，扛起了中国铁建铁路建设“智能化”大旗。

    智能建造让建设更高效

    在“交通强国”战略指引下，智能建造技术在高铁建造领域广泛应用。智能建造，就是通过多项科技创新技术的融合运用，在高铁建设过程中实现“智能化”“信息化”管理，推动生产和管理效率全面提升。

    五中全会闭幕不久，中国科学院、中国工程院14名院士齐聚京雄城际铁路雄安车站，调研考察由中铁建电气化局主导研发的接触网三型智能装备。考察后，院士们表示：“我们已经取得重要科研成果，将来完全有信心引领世界智能高铁的发展。”

    该集团三公司主动请缨，在京雄城际现场实现这一历史性突破。接触网三型智能装备，包括高铁接触网支柱组立智能装备、接触网腕臂安装智能装备和接触网参数检测及吊弦标定智能装备。此项技术的应用，使施工效率显著提高。与传统施工方法相比，每一根接触网支柱施工人员减少三分之一，综合成本降低60%，安装偏差控制在3毫米以内，且安全性得以大幅提高。

    今年5月，该集团与中国铁道科学研究院合作，在盐通高铁施工中首次实现了无线闭塞信号系统RBC国产化，打破国外产品垄断局面，在降低近一半成本的同时，将区间列车与地面设备借助无线系统实现联合控制，对前后车距离进行自动识别、检测、预警，有效提升列车安全运行能力。

    据悉，截至今年7月底，中国高铁运营里程达到3.6万公里，成为世界上运营里程最长、运营速度最高、运营场景最为丰富的国家。接触网三型智能装备使中国高铁“四电”接触网建造水平跨入智能时代，引领着世界高铁发展方向。

    智能装备赋能“智慧工地”

    面对我国高铁全套技术“走出去”战略的不断推进，国外日益增长的高铁建设需求，我国若要在竞争中赢得市场，高铁及其配套施工装备进行智能化升级已经成为发展的必经之路。只有将自主创新、大数据、云计算、人工智能等新兴技术应用到高速铁路施工装备上来，才能有力推动我国高速铁路快速发展。

    智慧物料、智慧安全、智慧质量、智慧劳务……在高铁“四电”施工中，中国铁建几乎将智能装备运用到了当前信息技术所能支撑的一切应用，让“信息流”覆盖从管理、采购到作业的全流程，全方位打造“智慧工地”。

    在京雄城际铁路中心料库厂房，智能化腕臂预配平台可以自动完成腕臂送料、下料、切割、钻孔、接触网零部件装配、标识腕臂信息等工序，实现快速、精确地预配组装接触网腕臂装置，平均时效达到5分钟/组。这套装备为2019年9月26日京雄城际北京段先行开通赢得了宝贵时间，使大兴国际机场与北京西站的交通时间缩短到20分钟。

    在太焦高铁襄垣东配电所，全路第一次应用在高铁10千伏配电所上的智能巡检机器人每周巡检两次。这个机器人安装在配电所二楼高压室天花板中线上，在两排设备间按照设定路线巡检，捕捉设备上的二维码，读取设备参数，抓取运行数据，自动进行分析上报。它24小时不知疲倦，可360度旋转，巡检结束后自动把各种数据上报给太原供电段。这些监控数据与中国铁路太原局集团调度所内的综合自动化系统一一呼应，确保配电所安全运转，万无一失。

  “大家好，我是今天的讲解机器人小兴，欢迎大家来到中铁建电气化局展览馆，今天将由我为您讲解……”在集团总部展览馆，客人们饶有兴致地看着身高120厘米的“小兴”，听它娓娓道来。轨道交通器材公司研发的这款智能讲解机器人融合SLAM实时定位与建图、智能运动控制、自然语言理解等人工智能技术，能够零差错执行线路巡检、联机预警、实时讲解、问答互动，并实现全自动化的多种模式话术讲解、路线导引、多媒体内容自动触发等，可以广泛应用于智能建造、制造、装备、运维、管理等多个业务领域。

    智能运维实现全生命周期管理

    目前，中国高铁在各个运营维护等关键环节都在应用大数据技术，而应用互联网、大数据、人工智能等技术，探索建立铁路“智慧交通”基础设施，支撑铁路传统基础设施的转型升级，是当前的一项重要课题。

    “Made For China”成为2020年上海进口博览会的标签。该集团积极服务进博会，深度参与运营里程位居世界第一的上海地铁运维管理。在上海，国内最大地铁运维保养基地川杨河基地承载着上海地铁5条线路的运营任务，设备规模大、维修难度大、可用资源少等若干难题急需攻克。

    该集团运营管理公司研发了地铁智能运维平台，包括设备状态实时感知预警、设备全寿命管理、生产业务流程管控及专家分析等体系。从设备投用到报废全过程，他们都会毫无遗漏地做好部件的更换记录、作业记录、试验报告、维护数据记录，实现对设备“生老病死”的实时掌握。

    据了解，智能运维巡检机器人搭载了多种高规格传感器，配备了红外热成像温度检测系统、工业相机视觉系统、可见光视频监控系统，可实现远程实时监控并对高压室设备进行巡检探测，通过检测，智能判断其运行状态。

    2020年10月30日，中国铁建党委书记、董事长汪建平在中铁建电气化局调研时指出，要坚持走创新发展道路，建立健全自立自强的创新体系。

    围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链，强化企业技术创新主体地位，中铁建电气化局将在科技强国、交通强国和智慧城市等方面做出更多探索。