智慧高鐵打造世界領先奧運之路講述中國奇跡
2018-04-26
未來網北京4月25日電百年京張鐵路將迎來再次輝煌。
在同樣的起點和終點，一百多年前的1909年，中國人自行設計和建造的第一條鐵路——京張鐵路全線通車，而如今，它將再次書寫中國鐵路乃至世界鐵路的輝煌。
目前，近200公里的線路上將迎來飛躍式的中國速度：京張高鐵智能動車組將于2019年上半年完成調試及試驗驗證。作為“復興號”的智能型升級版，京張高鐵智能動車組在世界上首次實現(xiàn)了時速350公里的自動駕駛，并首次采用我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。列車安裝了數(shù)千個傳感器，像帶著隨車醫(yī)生一樣，隨時自體檢。為了保障運行安全，還有專門為它設計的故障預測和健康管理系統(tǒng)，無論走到哪里都能和指揮中心的“家”實現(xiàn)實時互動，隨時保平安……
“龍鳳呈祥”“瑞雪迎春”面世打造奧運精品
近日，京張高鐵智能動車組的整體造型首次向大眾公布。
按照“標準配置+奧運配置”的思路，在充分考慮中國元素、奧運精神、百年京張文化以及前期眾創(chuàng)成果等要素的基礎上，京張高鐵智能動車組頭優(yōu)化設計形成了鷹隼和旗魚兩種頭型方案。
京張高鐵智能動車組設計圖。中國鐵道科學研究院集團有限公司供圖
“型男”京張高鐵智能動車組具有優(yōu)越的空氣動力學性能，經過科技人員智慧和眾創(chuàng)設計靈感的完美結合，有兩套漂亮的外觀，一個特中國，叫做“龍鳳呈祥”，一個很奧運，叫做“瑞雪迎春”。
這兩份方案的背后是全民對京張高鐵智能動車組的期待和參與。
去年8月，中國鐵道科學研究院集團有限公司面向社會征集京張高鐵智能動車組外觀涂裝、車內設備設施布置和車內裝飾、旅客服務的功能需求等設計方案。
“去年8月3日到24日短短20天時間內，僅僅總機就接到200多個咨詢電話，官方郵箱收到咨詢和應征方案的郵件300多封?！敝袊F道科學研究院集團有限公司機輛所科管部副主任魏慶介紹。
魏慶表示，在260件應征方案中，主辦方組織專家評選出六件精品作品，而“龍鳳呈祥”和“瑞雪迎春”的方案吸收了這些精品作品的優(yōu)秀理念和設計思路。
最終，根據車輛外形特點、技術考慮和專家意見，“龍鳳呈祥”和“瑞雪迎春”誕生。
初步確定，“龍鳳呈祥”將在京張高鐵開通運營之后使用;“瑞雪迎春”將在奧運期間使用，奧運結束之后再恢復到正常配置。
2017年2月24日，習近平總書記指出，綠色、共享、開放、廉潔的辦奧理念，是新發(fā)展理念在北京冬奧會籌辦工作中的體現(xiàn)，要貫穿籌辦工作全過程，并且特別強調，冬奧會的各項建設和改造工程都要努力成為精品工程。
中國鐵道科學研究院集團有限公司機輛所副所長張波介紹，在京張高鐵智能動車組的設計過程中，技術團隊多次與奧組委及相關專家溝通討論，將在動車組上提供全面的奧運服務，包括多語播報、輪椅存放、媒體車廂、高速互聯(lián)網覆蓋，坐在高鐵上就能看奧運賽事直播。
世界首次350公里自動駕駛彰顯智慧高鐵
京張高鐵2019年就要全線開通。屆時，打開鐵路智慧行app，買票、選座、訂酒店、買特產、訂奧運票，都能實現(xiàn)。一證通行、刷臉進站。站內導航標識和各種智能機器人，就像是隨行小秘書。
京張高鐵是世界上首次全線采用智能技術建造的高鐵。
“自動駕駛全程不用操作，司機按動按鈕就可以自動發(fā)車，區(qū)間自動運行，到站自動停車，整個過程實現(xiàn)自動化?！睆埐ń榻B。
這不僅是中國高鐵首次實現(xiàn)自動駕駛，也是世界上首次實現(xiàn)時速350公里的自動駕駛。
雖然目前在地鐵上已經應用了自動駕駛技術，但“復興號”速度更快，對系統(tǒng)的可靠性和響應速度都提出了新的挑戰(zhàn)。
張波介紹，高鐵自動駕駛對安全性要求很高。
“自動駕駛一旦出現(xiàn)問題，或司機發(fā)現(xiàn)異常時，動一下手柄就可以直接接管，轉為人工駕駛。相關的地面系統(tǒng)和車載設備試驗將在今年下半年在京沈高鐵陸續(xù)開展。”張波表示。
負責京張高鐵智能動車組研發(fā)的中車長客股份副總工程師沙淼介紹，京張高鐵線路條件特殊，并且有千分之三十的大坡道，在自動駕駛的過程中，對制動的控制、牽引的控制與正常環(huán)境有很大差別，在這種情況下如何將車控制得更加平穩(wěn)舒適是一種挑戰(zhàn)。
為了保障運行安全，京張高鐵智能動車組還專門設計了故障預測和健康管理系統(tǒng)，無論走到哪里都可以和指揮中心的“家”實現(xiàn)實時互動。
張波介紹，這一系統(tǒng)可隨時對車輛狀況進行識別，并在“復興號”的基礎上，將溫度、振動等多種信息關聯(lián)起來，優(yōu)化數(shù)據的綜合分析。
沙淼介紹，這一系統(tǒng)在在走行部的軸承發(fā)生異常振動時，可以提前進行預判，提早發(fā)現(xiàn)問題，更為有效地確保行車安全。
200公里濃縮萬里山河50分鐘激活千年時光
為了保護歷史遺跡、不打擾城市生活，京張高鐵從北京北站引出后，進入清華園隧道，下穿近90條城市管道線路，施工像外科手術一樣精準。
京張高鐵到清河站將迎來一個創(chuàng)舉，在幾百米長的狹長地帶，打造了北京北部全新的客運交通樞紐，地鐵和高鐵的并場設計，高鐵、城鐵、公交車、出租車、私家車完美零換乘，四臺八線連接四面八方。
乘坐京張高鐵智能動車組，從北京出發(fā)，不到二十分鐘就可以抵達長城。在八達嶺長城地下102米，建造了世界上最大最深的高鐵站，候車、乘降、新風、消防、避險系統(tǒng)一應俱全，88個洞管開挖的最大斷面創(chuàng)造了許多世界之最。
這也許是登上長城最炫最酷的路線了。
坡度問題是京張高鐵重點克服的難題之一。
京張高鐵從北京北到張家口南，海拔從二三十米一直上升到700多米，崇禮支線海拔更是上升到了將近1600米，因此線路有較長大坡道，京張高鐵千分之三十的坡道是6.3公里長，而崇禮支線有15公里多。
技術方案要求動車組損失一半的動力還能爬上去，對于千分之三十的坡度來說，既有“復興號”的設計已經無法滿足需求。
設計團隊對動車組牽引系統(tǒng)進行了優(yōu)化調整，加大了啟動的力矩，滿足50%動力時爬坡能力，并升級制動系統(tǒng)以應對長大下坡的挑戰(zhàn)。此外，考慮在車上配備動力電池，在應急情況下具備自走行和空調供電功能。
這樣，一眨眼的功夫“復興號”就可以通過人字坡，而這在百年前要爬78分鐘。
官廳水庫是北京的備用水源，架橋神器的神奇臂力，讓橫梁滴水不沾越過近千米的水面，就是為了保護每一滴水。
太子城站是冬奧會歷史上首次直達比賽核心區(qū)的高鐵站，不僅滿足冬奧需求，還能服務當?shù)乇┊a業(yè)的發(fā)展。
可以說，這條為2022年打造的奧運之路每一站都是驚喜和風景。200多公里濃縮的是萬里山河，50多分鐘激活的是千年時光。
