京张高铁智能化惊艳世界

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6月12日上午，在北京北站外的京张高速铁路清华校园隧道入口处，最后一组500米长的钢轨准确就位，京张高速铁路集中铺设了7个月，全线铺轨。

京张高速铁路是京津冀协调发展的重要基础工程，也是北京冬奥会的重要交通保障设施。被誉为中国铁路“大师级”智能高速铁路示范工程。

智能系统提高效率

京张高速铁路全长174公里，从北京北站出发，途经清河站、昌平站、八达岭长城站、东华园北站、怀来站、下花园北站、宣化北站和张家口站。从北京北站出来后，京张高速铁路进入清华校园隧道。

“清华校园隧道总长超过6公里。它目前位于城市的核心区域，拥有最复杂的地层和最重要的建筑。国家铁路单孔双线大直径盾构高风险隧道项目负责人赵海涛表示，整条隧道穿过近90条城市管线，施工过程必须准确，否则会影响城市生活。

清华校园隧道是京张高速铁路唯一采用盾构法施工的隧道。在施工过程中，盾构站在两条轨道上，工人操作遥控装置将部件运送到指定地点进行组装。整个系统是机械化、联锁和无缝的。在盾构机的帮助下，整个隧道施工如同手术一样精确，既保护了历史遗迹，又不干扰城市生活。

项目部副总工程师刘磊负责完成这项艰巨的任务。他说:“为了使施工和管理更加智能化，使隧道能够在极其复杂的地下环境中自由穿越，我们投资开发了可视化智能施工系统。”

该系统包括施工参数、过程监控、地质预测等。实现了全过程的可视化动态管理。每台盾构机配有数千个传感器，具有传感、校正和自动调节功能。设备状态、井下工况等数据直接上传至中铁十四局集团国家大型盾构数据指挥中心，盾构专家提供24小时远程监控和技术服务。刘磊说，智能检测可以随时处理和分析大量数据，因此风险总是在控制之中。

在铺轨过程中，面对高标准铺轨作业、多交叉工作面、30‰长坡道带来的巨大挑战，京张城际铁路不断优化方案和资源配置，创新施工工艺，改造机械设备，应用智能机器人检测，采用机械化、自动化铺轨单元和施工信息化，大大提高了轨道精度和施工效率。中铁三局还引进和开发了各种先进设备和技术，实现了指挥中心的信息化、智能化和质量追溯全生命周期的智能化，为工程建设提供了科技支撑。

京张高速铁路全线铺轨是京张高速铁路建设的标志性节点。在后续工作中，我们将继续通过科技手段，全力推进“四电”(供电、通信、信号、电源)设备的轨道精调、安装和调试，为下一次静态验收和联合调试打下坚实基础。

智能设备解决问题

京张高速铁路离不开工程师设计的“黑色技术”设备。“万能”、“千里眼”、“顺风耳”等各种设备频繁出现，为京张高速铁路的建设打开了“科技重磅炸弹”的视觉。在建设、维护、管理和安全的过程中，创新和智慧的土壤孕育了京张高速铁路的高科技基因。

2019年3月2日，在中铁电气化局京张高铁站后召开的“四电”工程建设及生产促进会上，两名工作人员将管道及所需零件送至接触网腕臂自动预配置平台，测量腕臂长度，切割管道，整理料头，转移管道，找孔，定位并紧固零件，五分钟内自动完成作业。

“预配平台利用该机将原有12名操作人员的人员需求减少到4人，实现了‘分散加工集中干燥、空地面作业、现场施工、工厂干燥’的改造，极大地提高了接触网腕臂预配平台的安全性和精度。”中国铁路电气化局电气化项目部预分配中心主任陈晓说。悬链线腕臂自动预配置平台像“全能机”一样实现工业化生产。每天满负荷完成近200组腕臂预装配，每个预制腕臂的技术标准误差控制在1毫米以内。

东花园隧道位于河北省张家口市。在建设项目中，及时检测降水是非常重要的。工程师设计了一个系统，如“千里眼”，完美地解决了这个问题。东华园隧道毗邻康熙草原、官厅水库和野鸭湖国家湿地公园，日最大涌水量为35.4万立方米，因此防渗成为设计的一大难点。中铁十八局与Xi交通大学、北京交通大学合作研究开发了“自动降水控制预警”系统和“深孔测斜仪”监测项目，将“眼睛”放在深水基坑中，并结合边坡稳定安全监测软件对降水情况进行实时监测。

郑板台隧道也位于张家口市，通过使用“顺丰二号”等设备解决了安全问题。该隧道全长近13公里，为单孔双线隧道，是崇礼铁路最长的隧道。隧道内信号经常中断，给施工带来很大的安全隐患。铺轨施工相关负责人介绍，他们开发了智能工程运输指挥系统，使用了电子保护器，开发了隧道内工作点与施工车辆之间的接近报警系统，解决了隧道铺轨施工过程中信息不畅的问题。

此外，还有一种新型的喷涂防水材料机器人，提高了喷水效率，解决了喷涂厚度不均匀的问题；Ar辅助建筑智能头盔实时传递建筑推广现状，建立信息沟通渠道；安全操作平台安装在京张高速铁路官厅水库大桥集水池内，与桥梁翼缘板的外部结构完美契合，使操作更加方便、自由，更好地保护了水资源。

智能操作意外是可以预料的

据中国铁道科学研究院集团有限公司(钢铁研究所)专家介绍，自动驾驶车载设备在接到计划后，根据动车组当前位置计算出控制动车组运行的控制速度曲线，并自动控制动车组加速、运行、减速、停车和开门。2018年6月至9月，自主驾驶设备成功通过所有风险测试，确保驾驶安全。从那时起，京张高速铁路将能够实现无人驾驶，有人值班。

“这是世界上第一次以每小时350公里的速度模拟最佳驾驶员，并使用算法来开出一辆安全、节能、高效的列车。”中国铁路设计的京张高速铁路信号设计负责人王东方说。

在京张高速铁路的智能化运营中，最引人注目的是列车的自动驾驶设计。火车的自动驾驶系统基本上可以达到地铁的水平，但不同的是速度。与地铁相比，高铁速度更快，线路更网络化，运营环境更复杂。地面调度中心首先规划出准确的运行计划，通过传输网络发送到列车自动控制系统的地面设备，然后通过铁路移动通信网络传输到动车组上的自动驾驶车载设备。

基于北斗卫星和地理信息系统技术，京张高速铁路为建设、运营、调度、维护和应急响应的全过程提供智能化服务。实时“体检”系统可以通过传感器将整条线路的每一座桥梁、车站和铁轨连接到计算机上。零件是否老化，路基是否下沉，照明是否损坏，一目了然。

“未来，京张高速铁路的10个车站将拥有同样的‘大脑’。”中铁设计的京张高速铁路智能工程设计负责人李红霞说。通过这个“大脑”，工作人员可以管理客运站的照明、温度、湿度等设备，并在控制室进行应急指挥。

智能操作为乘客提供更加人性化的服务，智能机器人可以近距离导航和搬运行李；通过电子机票，刷你的脸进车站，等等。，可以简化乘坐过程；站内导航和站外导航相结合，乘客可以在离开时通过输入车号导航到检票处或候车大厅。车站环境舒适度监测系统、能源管理与控制系统等系统将保证车站的高效运行，而高铁周界入侵报警系统、地震预警系统和自然灾害监测系统将构成动车组智能调度指挥系统。

“京张高铁智能电动车组将使用可回收或可降解的内部材料和废水回收设备，使列车运行更加绿色。”铁道科学技术研究所机车车辆研究所副所长张博表示，同时配备了自动照明调节系统和减振降噪技术，以提高电动车组的舒适性。

为迎接北京冬奥会，京张高速铁路将设立太子城站，该站将首次直接到达比赛的核心区域，并配备滑雪板存储设备，建成独特的高速铁路移动新闻中心——媒体车厢，实现高速互联网覆盖，完成奥运赛事直播。

“我们正站在中国铁路、装备制造业和综合国力快速发展的‘肩膀’上，规划中国高铁的又一次飞跃。”中国铁路工程设计咨询集团有限公司京张高速铁路总设计师王宏宇说。创新、技术和人才铸就了今天的京张高速铁路。信息化、自动化和智能化带来了全球视野，推动中国高速铁路建设和发展走在世界前列。(刘彦兵·杨珊珊·杰)

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来源：人民视窗网