“京張線”迎來智能新生

2019年12月30日，一列復興號列車行駛在京張高鐵官廳水庫大橋上(圖/新華社)

在G8811次列車上，乘客正在用手機掃碼存放雪具（趙杰 攝）

中國人自主設計和修建的第一條干線鐵路京張鐵路于1909年開通。

110年后，在曾經的京張鐵路西直門車站、今天的京張高鐵北京北站駛出了世界首條智能高鐵——

機器人幫運行李，智能導航將旅客直接導航至檢票口或候車廳……被譽為中國智能鐵路1.0版的京張高鐵全線通車，車站里、列車上，一項項智能新體驗讓旅客們興奮不已。

作為我國智能高鐵的示范工程，京張高鐵智能化“基因”深藏在其建設、使用全過程。

施工猶如做手術般精準

前一秒還高樓林立，轉眼間便進入地下隧道——2019年12月30日，乘坐京張高鐵首趟開往太子城站列車的乘客們剛一離開北京北站，便體驗了這一從地上到地下的穿越。

列車所穿越的清華園隧道，是京張高鐵的關鍵工程，其施工的順利完成，得益于智能技術的應用。

由于地處城區，這條6020米長的隧道遭遇了世界上最為復雜的施工情況。它和北京地鐵10號線、15號線、12號線相交而過，并行13號線，還要下穿7處重要城市道路，100余條重要市政管線。

“清華園隧道要從5.4米的地下穿越北京地鐵10號線，隧道開挖直徑達12.64米，相當于5層樓那么高。要在這么復雜的環境下，實現這么大體量的盾構施工，誤差還不超過1毫米，就好像在人體的眾多動脈之間做手術。”中鐵十四局京張高鐵清華園隧道項目的一位負責人說。

為此，建設者采用了世界最先進的泥水平衡盾構機“天佑”號，并結合京張高鐵智能化目標，建立了盾構安全建造可視化云平臺，全預制機械化拼裝和大直徑盾構常壓換刀技術。這相當于為盾構機裝上了“眼”“手”“腳”，建設者可以時刻掌握隧道和周邊構筑物的變形情況，確保毫厘之間的施工精度。

清華園隧道是京張高鐵智能建造的一個縮影。

今年71歲的蘆廷元，是一名退離休黨員干部，四十三年前的現在，他正是一名風華正茂剛走出學校門的青年。一個偶然的機會，他跟隨一個回老家探親的親戚來新疆游玩，那時正是國家三年自然災害的最后年頭，看到兵團的農場一派生機盎然的景象，平整的條田，筆直的林帶，四通八達的道路，機械化生產的模式，給他留下了深刻印象，他當時就產生了留疆的念頭，而后被分配到農四團八連工作。

中鐵設計集團京張高鐵前期主管總工、集團分管負責人蔣偉平介紹，為實現智能鐵路的建設目標，京張高鐵進行了67項智能化專題科研，在全球首次采用了全線、全專業、全生命周期的BIM（建筑信息模型）技術，實現了全面的技術創新。

在京張高鐵建設過程中，智能化元素貫穿其中：

利用BIM技術把二維的圖紙變成三維的實景模型，做到了設備從原材料到運營維護的全壽命管理，不但提高了施工效率，也提高了工程質量；

自主研發了智能化的接觸網腕臂、吊弦生產線和智能接觸網立桿車、隧道內自動打孔安裝平臺等專業化工器具，使接觸網導線的平直度誤差控制在一根頭發絲以內；

……

“基于北斗衛星和GIS（地理信息系統）技術，京張高鐵部署了一張‘定位’大網，能夠為建設、運營、調度、維護、應急全流程提供智能化服務。”蔣偉平介紹，建成運營后的京張高鐵10個車站擁有同一個“大腦”，通過這個“大腦”，工作人員在控制室就可以實現客站燈光、溫度、濕度等設備管理和應急指揮等。

2019年12月30日，G2505次列車駛離張家口站(新華社 牟宇 攝)

首次實現350公里時速自動駕駛

“智能京張高鐵體驗列車最‘牛’的莫過于列車采用的是全自動駕駛技術。現在，我們司機只要按動一個按鈕，就能實現到點自動發車、站間自動運行、運行時間依計劃自動調整、到達車站自動精確停車、車門自動控制……” 京張高鐵首發列車指導司機劉春雨稱。

中國國家鐵路集團有限公司工電部信號專業主管莫志松介紹，京張高鐵是我國首條采用自主研發的北斗衛星導航系統的智能化高速鐵路。京張高鐵智能動車組將實現350公里時速的自動駕駛，可實現車站自動發車，區間自動運行，車站精準自動對標停車，自動開門防護等。

列車的自動駕駛系統基本能達到和地鐵一樣，不同的是速度。“這是世界首次，在350公里的時速下模擬一個最好的司機，用算法開出一條安全、節能、高效的列車。”莫志松說。

在京張高鐵沿線，可看到一根根直徑約為10厘米的電纜。這些電纜是京張高鐵的信息動脈，為其智能化運行奠定基礎。

在京張高鐵崇禮鐵路小白陽牽引變電所，一臺正在執行巡檢工作的智能巡檢機器人引發人們的關注。這個智能巡檢機器人，擔負著高鐵的供電設備安全運行任務。“它的應用有效地提高巡檢效率，可以大力解決變電所范圍廣、設備多、人手不足等難題。”北京供電段豐臺供電車間工程師閆英武說。

電子客票、刷臉進站很給力

對于普通旅客而言，一進入京張高鐵車站，就能感受到智能化帶來的便利：無需提前取紙質車票，刷身份證或手機二維碼即可進站驗票乘車；進入車廂，智能京張高鐵體驗列車內溫度、燈光、車窗顏色等全部為自動調節，可隨環境自動改變，進出隧道時提前調節亮度，減少視覺沖擊，乘車的舒適感得到了進一步提高。

更多的黑科技也在沿途各站被采用。張家口站裝備了站內導航系統，可以幫助旅客到達自己要去的地方。太子城站專門為冬奧會設計了旅客服務辦公室、冬奧會售票室、智能辦公設施等。

“京張智能高鐵是我國智能鐵路最新成果的首次集成化應用，在列車自動駕駛、智能調度指揮、故障智能診斷、建筑信息模型、北斗衛星導航、生物特征識別等方面實現了重大突破。”蔣偉平說，京張高鐵開啟了中國智能鐵路新時代，依托京張高鐵建設，我國將進一步形成智能高鐵應用示范方案，構建智能高鐵技術標準體系，成為引領世界的智能高鐵應用國家。