李平：讓“智能高鐵”領跑世界

趙狄娜

“十四五”時期，為進一步發揮數字化、智能化技術在鐵路安全生產保障、效率效益提升、服務質量優化等方面的作用，支撐鐵路高質量發展，國鐵集團在相關規劃文件中提出了智能高鐵2.0的目標任務和要求。如今，李平和團隊已經再次出發。

“獲評國家卓越工程師，令我感到非常的自豪和激動。激動之余，我也清醒地認識到，這個獎勵不屬于我一個人，而是屬于團隊，屬于所有鐵路人。它彰顯了國家對鐵路的認可、對鐵路工程師的認可?！苯邮堋缎】怠冯s志記者采訪時，談到獲評“國家卓越工程師”，中國鐵道科學研究院集團有限公司首席研究員李平如是說。

2024年1月19日，首次開展的“國家工程師獎”表彰共有81名個人獲得“國家卓越工程師”稱號、50個團隊獲得“國家卓越工程師團隊”稱號，李平是其中之一。她一直在開展鐵路信息化、數字化、智能化的相關工作，是智能高鐵體系架構、大腦平臺等科研團隊的核心成員。特別是2015年以來，重點負責智能鐵路和鐵路大數據研究工作，牽頭組建了行業首個鐵路大數據中心，主持研發了鐵路大數據平臺并推廣應用，為國鐵集團和多個鐵路局提供大數據服務。2017年，她帶領團隊開始了智能高鐵研究，在中國工程院、國鐵集團多個科研項目的支持下，明確了智能高鐵的定義內涵，提出智能高鐵體系架構，構建了大腦平臺，在京張高鐵開展了應用示范，并陸續推廣到其他新建高鐵和路外相關單位。

李平表示，自己很幸運趕上了中國鐵路大發展的黃金時代。“我有幸親歷了中國高鐵從跟跑到并跑再到領跑的全過程，為自己能成為新時代的一名鐵路工程師倍感自豪。”

做領跑式的正向創新

高鐵是我國裝備制造的一張亮麗名片，實現了從無到有、從追趕到領跑的歷史性跨越。2008年，我國第一條設計時速350公里的京津城際鐵路建成運營，截至2023年底，中國高鐵營業里程達到4.5萬公里，“八縱八橫”高鐵網主通道已建成約80%、開工在建約15%。《國家綜合立體交通網規劃綱要》和《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》指出，到2035年我國高鐵規模將達7萬公里左右，通達50萬人口以上城市，全國1、2、3小時高鐵出行圈全面形成，包括主要城區市域（郊）1小時通達、城市群內主要城市間2小時通達、相鄰城市群及省會城市間3小時通達。據國鐵集團數據，到2025年，全國鐵路網將覆蓋99.5%的城區人口20萬以上城市，高鐵網將覆蓋97.2%的城區人口50萬以上城市。

高鐵安全、高效、高質量運行的背后，信息化和智能化技術提供著強力支撐。

早在1996年，李平就進入了中國鐵道科學研究院集團有限公司（以下簡稱鐵科院）工作?！拔液椭悄荑F路研究有著不解之緣。”她表示，自己先后經歷了“獨上高樓，望盡天涯路”的起步階段、“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”的攻關階段、到“驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”的應用階段。

眾所周知，高速鐵路是一個涵蓋動車組、線路、橋梁、隧道、軌道、四電、客站、調度指揮、列車控制、運輸組織、設備維護、安全保障、運營服務等多個專業的復雜巨系統，實現全專業覆蓋、全生命周期貫通的成體系智能，急需率先開展智能高鐵的頂層設計創新。在李平看來，開展科技創新實際上有兩種途徑，第一種叫被動創新，也就是從問題和差距出發，著眼于解決當前系統存在的問題。第二種叫主動創新，也就是從國家戰略需求出發，著眼于引領式的創新。李平和團隊開啟了在智能鐵路領域開展主動創新的征程。

2000年，在國家科技部和原鐵道部的指導和支持下，鐵科院開啟了國家鐵路智能運輸系統工程技術研究中心的組建工作，旨在圍繞鐵路智能運輸、智能服務、智能安全等領域開展前瞻性研究——而在此前，國內外還沒有成套理論和完整體系?！爱敃r我正在鐵科院攻讀交通信息工程及控制專業的博士學位。在博士論文的撰寫過程中，在前輩們的悉心教導下，我意識到，‘鐵路智能運輸將是一個全新的研究方向，需要在無人區蹚出一條路。”李平告訴《小康》雜志記者，在鐵科院的支持下，她們團隊成功申請了科技部“鐵路智能運輸系統體系框架研究”項目，提出了鐵路智能運輸系統（RITS）的定義，構建了服務框架、邏輯框架和物理框架組成的RITS體系結構。但受限于當時的數字化信息化基礎尚未夯實、數智化技術成熟度不足等因素，鐵路智能運輸系統的整體設計未能形成大規模工程應用。不過，體系架構、關鍵技術等成果依然為后續深化研究提供了重要基礎。

2015年以來，在國家大數據、人工智能等戰略的引領下，李平和團隊開始了鐵路北斗、大數據、人工智能等技術的研究，在前期取得的研究成果基礎上，先后承擔了智能鐵路體系架構、標準體系、基礎平臺、關鍵技術等方面的十余項課題。她和團隊在世界上首次提出了智能高鐵“模數驅動、軸面協同”理論，定義了技術-數據-標準三位一體的智能高鐵體系架構，研發了智能高鐵大數據平臺，攻克了智能高鐵67項關鍵技術，并在京沈高鐵完成了智能技術試驗。

在長城地下“搞裝修”

京張鐵路是中國自主設計并建造的第一條鐵路，完成于1909年。中國鐵路工程的開拓者詹天佑曾經在這里創設了“豎井開鑿法”和“人”字形線路，震驚中外。100年后的2019年12月30日，京張高速鐵路開通運營，其展現出的多項關鍵核心技術再次享譽全球。京張高鐵是2022年北京冬奧運重要保障工程，也是世界上首條智能高鐵，全面創新了智能建造、智能裝備、智能運營等技術。從時速35公里到350公里，京張高鐵不僅見證了中國鐵路的發展，還見證了中國綜合國力的飛躍。國際鐵路聯盟（UIC）認為，京張高鐵是繼日本東海道新干線、京滬高鐵之后，又一個具有里程碑意義的標志性工程。

作為智能京張建設領導小組和工作組的核心成員，李平把多年來的科研成果應用到其建設中。而京張高鐵所實現的創新與突破，是外人無法想象的。

首先是創新了智能建造技術，突破了全線控制性工程——八達嶺地下長城站和清華園隧道的施工難題。八達嶺地下長城站，地下埋深102m、面積超4萬m?、78個洞室88種斷面，是世界最大規模復雜洞群暗挖地下車站，在施工中面臨著“重要文物零影響、大跨多洞開挖零失誤、旅游人群零感知”等嚴苛要求，建設中提出了微震爆破靶向精準控制技術，將爆炸震動速度降低至每秒2毫米以內，相當于游客在長城上跺一下腳。工作組研發了成套智能化施工裝備和施工組織系統，確保了施工安全高效。智能建造技術確保京張高鐵提前9個月開通。清華園隧道精準穿越了城市核心區4條地鐵、7條主干道和88條重要管線，突破了復雜環境大直徑盾構隧道數字化微沉降精細調控技術，實現了像外科手術一樣的精準施工，攻克了盾構隧道全預制拼裝技術，實現了像“搭積木”一樣建高鐵。

其次是創新了智能裝備技術，研制了具備智能行車、智能服務、智能安全等功能的智能動車組，在世界上首次實現了時速350公里的高鐵自動駕駛，具備車站自動發車、區間自動運行、到站自動停車、車門自動開門與防護、車門站臺門聯動等五大功能，降低了司機勞動強度，提升了乘坐舒適性，同時還降低了綜合能耗約7.77%。

再次是創新了智能運營技術，研發應用了智能客站技術，實現車站人員異常行為檢測、智能客運組織、站內環境自適應調整等功能，讓旅客出行更舒適、更安全、更便捷。李平介紹說，京張高鐵研發應用了智能綜合調度指揮技術，實現多專業運輸綜合計劃智能編制和調度計劃智能調整，大幅提升了調度指揮效率；研發了監測預警和智能運維技術，融合國家氣象局數據，實現了風雨公里級實時預警，并結合檢測監測數據開展基礎設施智能運維，推動了基礎設施運維從計劃修走向視情修、預測修，維修天窗利用率提升了15～20%。

最后是構建了智能高鐵大腦平臺。融合應用北斗、5G、大數據、人工智能等技術構建的大腦平臺，為智能建造、裝備、運營等多個業務場景提供算法、算力和數據支撐，并結合冬奧賽事轉播需求，打造了5G+4K+高鐵的冬奧高清直播應用示范。

八達嶺地下長城站建成之后，李平第一時間趕到了現場?！捌鋵嵳麄€京張八達嶺的地下車站是沒有空調的，全是靠一個精密設計的通風系統來確保這個車站冬暖夏涼，空氣清新舒適?！彼硎?，設計這個密集洞群的時候，專門做了一項通風的仿真實驗和優化，“這也是一個綠色低碳的典范”。

著眼智能高鐵2.0

2020年，李平及其團隊編制的《智能高速鐵路體系架構1.0》標準正式發布。此后，京雄城際鐵路、福廈高鐵、雅萬高鐵等都積極采用了智能建造、智能裝備、智能運營、大腦平臺等技術。智能高鐵技術體系也被國際鐵路聯盟（UIC）采納并向世界各國發布，為世界鐵路提供了中國方案。

當下，我國已經建成世界上最發達的高鐵網，擁有海量的建設、運營數據和豐富的應用場景。國鐵集團依托京張高鐵、京雄城際開展了智能高鐵技術創新和工程應用，在智能建造、智能裝備、智能運營方面取得了系列化創新成果，智能鐵路技術創新取得重大突破。當智能高鐵1.0的先進成熟技術進入推廣應用階段，智能高鐵2.0的攻關任務號角已經吹響。“十四五”時期，為進一步發揮數字化、智能化技術在鐵路安全生產保障、效率效益提升、服務質量優化等方面的作用，支撐鐵路高質量發展，國鐵集團在相關規劃文件中提出了智能高鐵2.0的目標任務和要求。

如今，李平和團隊再次出發，為實現更具領先水平的智能高鐵2.0踔厲奮發。她指出，智能高鐵2.0的目標是在智能高鐵1.0已有成果基礎上，聚焦“體系架構正向設計、全專業協同、跨領域綜合、預測性分析”四大代際特征，全面應用數字化智能化技術最新成果，實現建造、裝備、運營技術的智能化升級，支撐中國高鐵在智能化時代的持續領跑?！霸趪F集團指導和支持下，經過廣泛調研和深入研究，我們提出了智能高鐵2.0中10項領跑性攻關任務和18項創新型應用任務，責任更重大、任務更艱巨?！崩钇浇榻B道。

與此同時，為積極深化推廣智能高鐵體系應用，李平正在主持國鐵集團“京滬高鐵標準示范線智能化提升方案研究”課題。京滬高鐵是當時世界上一次建成線路最長、技術標準最高的高速鐵路。從2017年開始，開展京滬高鐵標準示范線建設，對高鐵創新發展具有重要的示范引領作用。“我們在對京滬公司和北京局、上海局、濟南局深入調研的基礎上，明確了京滬高鐵在安全管理、設備設施、站車服務、運營管理、經營開發等方面的152項智能化提升需求。”李平表示，聚焦提質增能創效、更好服務沿線經濟社會發展和廣大旅客出行，以需求為導向，以數字化智能化技術與京滬高鐵業務深度融合為主線，她們研究提出了14項智能化提升重點任務。未來京滬高鐵智能化提升工程取得的成果將推廣到其他運營高鐵，為既有運營高鐵智能化提升提供重要指導。

抓牢數智化機遇

高鐵是交通運輸現代化的重要標志，對現代綜合交通運輸和現代化產業體系建設具有重要意義，在裝備制造業發展中肩負重要使命。成為一名鐵路工程師，讓火車跑得更快更遠更穩，一直是李平少年時代的夢想。李平說，她很幸運能夠夢想成真。同時李平又非常謙虛地表示，實際上自己取得的點滴進步都得益于國家對鐵路行業的重視、得益于鐵路科技創新的持續推動、得益于鐵科院對自己的培養和支持。

作為占比相對較少的女性工程師的一分子，一路走到現在，李平的感受頗深。當前，我們正處于數智化時代，數據成為重要生產要素，因此實現海量數據的匯集、治理、分析等等都需要大量認真細致的工作，才能在枯燥的數據中發現業務規律，提升業務價值。她覺得，這和女性細膩、認真、有韌性和包容性的性格極為契合，“因此，數智化時代更有利于女性工程師發揮自身優勢，取得更大的成就”。此外，她還建議有志于從事鐵路研究的年輕人，要抓住難得的鐵路發展機遇，不斷開拓個人的研究視野，加強對數字化智能化新技術的跟蹤和學習，并積極推動這些技術在鐵路典型業務的應用?！跋Ｍ蠹夷軌驎r刻胸懷科技報國、為民造福理想，把中國智能高鐵持續領跑作為主攻方向，為實現高水平科技自立自強和領先領跑貢獻力量?！?/p>

對于李平來說，所有成績都屬于過去，她更愿意展望未來。接下來，她和團隊將積極貫徹落實國家數字中國建設整體布局規劃、國鐵集團數字鐵路規劃，在智能京張高鐵已經取得的成就基礎上，繼續深化智能建造、智能裝備、智能運營技術，加快提出智能高鐵2.0成套技術提體系和示范方案。“我們將依托新建成渝中線更高速度的高鐵重大工程，預計在2027年建成智能高鐵2.0示范線，攻克數字孿生智能建造、新一代鐵路專用移動通信5G-R、基于MAAS+的旅客全行程服務、模數一體化平臺等核心關鍵技術，實現更高速度更智能的高鐵，為發展新質生產力、推動智能高鐵持續領跑做出新的更大的貢獻?！?/p>