今日(7月5日),在京津城際鐵路開通運(yùn)營十周年之際,“智能高鐵發(fā)展暨京津城際鐵路開通十周年論壇”在北京舉行。由中國鐵路投資有限公司、浙江吉利控股集團(tuán)與騰訊公司共同組建的國鐵吉訊科技有限公司正式揭牌成立。
國鐵吉訊將負(fù)責(zé)向旅客提供包括Wi-Fi服務(wù)、休閑文化娛樂、新聞資訊、在線點(diǎn)餐、特色電商、聯(lián)程出行、智慧零售等站車一體化、線上線下協(xié)同的出行服務(wù)。今年5月,騰訊攜手吉利中標(biāo)了動車組Wi-Fi經(jīng)營公司的股權(quán)轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目,這是鐵路混改的一次重要嘗試。
關(guān)于這次的主題“智能高鐵”,馬化騰發(fā)表了題為《數(shù)字技術(shù)助力智能高鐵發(fā)展》的演講。他認(rèn)為,未來智能高鐵的發(fā)展,需要匯聚“三流”、融合“兩網(wǎng)”、打造“一體”。
1.三流:信息流需要跟上人流和物流的速度,“只有讓信息和數(shù)據(jù),跟隨高鐵的人流、車站的物流等一起快速流動起來,減少信息孤島,打破數(shù)據(jù)壁壘,實(shí)現(xiàn)‘三流’匯聚,才能讓鐵路摘下‘傳統(tǒng)’的標(biāo)簽”。
2.兩網(wǎng):高鐵網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,有可能催生出一個開放的數(shù)字經(jīng)濟(jì)服務(wù)平臺,讓全國各地的民生服務(wù)和商業(yè)服務(wù)都能像U盤一樣,可以方便快捷地加載進(jìn)來,讓高鐵成為各個城市“智慧交通”、“智慧旅游”、“智慧零售”的組成部分。
3.一體:“如果我們能夠吸引各方參與者形成一個開放的大生態(tài),那么打造一個‘高鐵數(shù)字經(jīng)濟(jì)共同體’,就有可能成為現(xiàn)實(shí)?!?/p>
那么,真正的智能高鐵是什么樣的呢?
智能高鐵是中國鐵路總公司研發(fā)的新高鐵,時速超400公里。
2018年3月,中國鐵路總公司在北京至沈陽高鐵遼寧段全面啟動“高速鐵路智能關(guān)鍵技術(shù)綜合試驗(yàn)”。2018年4月23日,中國鐵路總公司發(fā)布了京張高鐵智能列車的設(shè)計方案,全方位展示了智能列車的外觀、造型和功能。
智能高鐵將采用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、北斗定位、下一代移動通信、人工智能等先進(jìn)技術(shù),通過新一代信息技術(shù)與高速鐵路技術(shù)的集成融合,實(shí)現(xiàn)高鐵智能建造、智能裝備、智能運(yùn)營技術(shù)水平全面提升。
筆者看來,之所以被稱作智能高鐵,需要滿足三點(diǎn)智能:速度智能、通訊智能、服務(wù)智能。
一、速度智能
這里的速度智能,不僅僅指時速400公里的超高速度,更重要的是信息流、人流、物流的智能。
鐵路系統(tǒng)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的大動脈,一直以來都是人流和物流的匯聚地。很多網(wǎng)友喜歡用“鐵老大”來稱呼鐵路部門,一方面說明了鐵路在大家心目中不可替代的重要地位,另一方面也反映了大家還是習(xí)慣把鐵路看做“傳統(tǒng)行業(yè)”。過去的綠皮車,已經(jīng)換成了今天的高鐵。
為什么坐在時速300多公里的列車上,很多人還是覺得自己在接受傳統(tǒng)行業(yè)的服務(wù)?
馬化騰認(rèn)為是信息流拖了后腿,跟不上人流和物流的速度。只有讓信息和數(shù)據(jù),跟隨高鐵的人流、車站的物流等一起快速流動起來,減少信息孤島,打破數(shù)據(jù)壁壘,實(shí)現(xiàn)“三流(信息流、人流、物流)”匯聚,才能讓鐵路摘下“傳統(tǒng)”的標(biāo)簽,“速度”真正智能起來。
二、通訊智能
去年八月份,超高速無線通信(EUHT)技術(shù)首次在京津城際高鐵上進(jìn)行了演示。乘客通過手機(jī)鏈接到制定Wi-Fi,可穩(wěn)定、流暢的上網(wǎng)和觀看視頻,實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)和家中Wi-Fi基本沒區(qū)別,就此解決了乘客長期抱怨的信號不好的問題。
在高鐵全程300公里時速的高速移動情況下,EUHT技術(shù)可實(shí)現(xiàn)通信切換可靠性達(dá)100%,平均傳輸速率是現(xiàn)有4G大約的10倍,達(dá)到了5G技術(shù)提出的高可靠、低時延、大容量、超高速等需求。
智能高鐵車上所用的超高速無線通信并不是平時說的Wi-Fi技術(shù)。而是通過車地的空中傳輸,實(shí)現(xiàn)寬帶無線傳輸。目前,EUHT智能交通車地、車車通信國家標(biāo)準(zhǔn),以及EUHT用于地鐵車廂視頻監(jiān)控住建部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等已引起了美國、歐洲、日本等國家的持續(xù)關(guān)注。EUHT技術(shù)全面應(yīng)用將使我國不僅擁有全球最大的高鐵線路物理網(wǎng)絡(luò),也將擁有一張全球最領(lǐng)先的高鐵信息虛擬網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)前,我們已有三大核心技術(shù)助力智能高鐵更快實(shí)現(xiàn):一是智能建造技術(shù);二是智能裝備技術(shù);三是智能運(yùn)營技術(shù)。
一、智能建造:部分路段埋設(shè)芯片方便檢修
十多年來,智能建造技術(shù)已經(jīng)在高鐵的建設(shè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。早在數(shù)年前滬昆客運(yùn)專線建設(shè)期間,建設(shè)指揮部就敢于第一個吃螃蟹,利用鐵路三維可視化技術(shù)開發(fā)了一套施工監(jiān)控管理系統(tǒng),通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段,對橋梁、路基、隧道等施工現(xiàn)場進(jìn)行24小時監(jiān)控,管理人員不但能夠直觀看到施工的進(jìn)度,還能及時發(fā)現(xiàn)并消除各類隱患,做到足不出戶,就對工程了然于心。
在京沈客專的建設(shè)現(xiàn)場,由于高鐵動車組的運(yùn)營速度高,對路基的壓實(shí)度、穩(wěn)定性和沉降量要求極高,以前在路基施工中,對路基壓實(shí)度的監(jiān)測是按頻次抽點(diǎn)檢測,一般每100米選擇6個點(diǎn)檢查,若全部合格,則壓實(shí)度滿足要求,若有一個點(diǎn)不合格,就必須補(bǔ)壓。很明顯這種按照概率法的檢測技術(shù)存在成本高、檢測不到位等缺點(diǎn)。
如今,新開發(fā)應(yīng)用的“路基連續(xù)壓實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”就徹底解決了這個問題,應(yīng)用這套系統(tǒng),在壓路機(jī)碾壓路基過程中,路基反作用力產(chǎn)生的波形反饋回監(jiān)控系統(tǒng)中,再與壓實(shí)目標(biāo)值進(jìn)行對比分析,是否合格就一目了然,施工質(zhì)量可達(dá)到100%。
除了這種智能路基壓實(shí)監(jiān)測系統(tǒng)之外,在某些高鐵無砟軌道板的混凝土結(jié)構(gòu)里還埋設(shè)物聯(lián)網(wǎng)芯片,并進(jìn)行編碼,當(dāng)激活芯片并聯(lián)網(wǎng)后,就可以實(shí)時監(jiān)測軌道板的使用狀況,方便檢修查閱數(shù)據(jù),節(jié)省成本。隨著新技術(shù)在鐵路推廣,智能高鐵建造技術(shù)將持續(xù)升級換代,不斷提高施工的自動化水平和工程建造質(zhì)量。
二、智能裝備:高鐵動車自動駕駛將成現(xiàn)實(shí)
智能高鐵的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是智能裝備技術(shù)。智能裝備中有一項(xiàng)很酷的技術(shù),那就是高鐵動車組的自動駕駛技術(shù)。我們知道,無人駕駛汽車早已經(jīng)試驗(yàn)了很多年,但距離實(shí)用總差一步之遙,讓人想不到的是,完全自動駕駛的高鐵動車竟然在悄無聲息中就要變成現(xiàn)實(shí)。
2016年12月,自動駕駛的地鐵列車首次在香港成功應(yīng)用,具備自動喚醒、自動運(yùn)營、自動故障診斷及自動清洗等功能,這是中車長客股份公司自行研發(fā)制造的應(yīng)用于香港南港島線地鐵車輛,擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
毋庸諱言,在地鐵上應(yīng)用無人駕駛列車要比高鐵上容易得多,那么,面對動輒幾百上千公里的高鐵線路,自動駕駛的動車組能夠勝任工作嗎?答案是可以采取“無人駕駛,有人值守”的操作模式,與大型客機(jī)的自動駕駛類似。
在此之前,我國已經(jīng)在珠三角的佛肇和莞惠兩條城際鐵路上成功應(yīng)用了時速200公里/小時的自動駕駛的動車組。而在2022年北京冬奧會期間應(yīng)用到京張高鐵上面的自動駕駛動車組,可以做到工作狀態(tài)自感知、運(yùn)行故障自診斷、導(dǎo)向安全自決策,填補(bǔ)了時速300-350公里/小時的自動駕駛動車組的世界空白。
三、智能運(yùn)營:刷臉進(jìn)站等技術(shù)讓旅行更安全舒適
智能高鐵的第三大關(guān)鍵技術(shù)就是智能運(yùn)營技術(shù),也就是智能運(yùn)輸系統(tǒng),包含很多內(nèi)容,幾乎涵蓋了高鐵供電、調(diào)度指揮、運(yùn)營監(jiān)測、客運(yùn)服務(wù)、防災(zāi)系統(tǒng)、節(jié)能減排、故障診斷等全方位保障高鐵運(yùn)營安全的技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)動車組的健康管理,也為旅客出行舒適提供了技術(shù)支持。
比如,在高鐵供電領(lǐng)域,動車上面將配備智能供電系統(tǒng),包括智能供電設(shè)備、智能供電調(diào)度、智能供電運(yùn)行管理及通信網(wǎng)絡(luò),可實(shí)現(xiàn)智能故障診斷、預(yù)警、自愈重構(gòu)等功能,還可以為供電系統(tǒng)提供健康評估服務(wù)。
作為高鐵動車運(yùn)營實(shí)時監(jiān)控的總指揮,高速鐵路智能調(diào)度指揮系統(tǒng)是基于人工智能構(gòu)建的,可實(shí)現(xiàn)智能動態(tài)調(diào)度、智能協(xié)同控制、智能換乘調(diào)度、智能故障診斷等功能,還能站在整個路網(wǎng)的角度進(jìn)行列車調(diào)度,使之達(dá)到效率最優(yōu),能夠提升系統(tǒng)應(yīng)急決策和處置能力。
未來我國大力推行的高鐵智能動車組還可以實(shí)現(xiàn)與對風(fēng)級、雨量、雪深等自然環(huán)境的自動監(jiān)測與報警,與防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)一起,及時快速地將大風(fēng)、大雪、暴雨等數(shù)據(jù)實(shí)時傳遞到車上和防災(zāi)系統(tǒng)控制中心,做出應(yīng)對處理方案。還能及時預(yù)警地震并自動應(yīng)急處置,并對沿線非法侵入高鐵的人或者異物開展自動報警防范。
今年上半年,鐵路總公司在2017年鐵路發(fā)展的基礎(chǔ)上,以2022年冬奧會為契機(jī),積極打造中國智能高鐵, 在建的京張智能高鐵項(xiàng)目將使我們的智能高鐵提前實(shí)現(xiàn)。
結(jié)語:目前,中國高鐵處在黃金發(fā)展機(jī)遇期,未來仍將持續(xù)高位運(yùn)行。著眼于未來,我國將建立包括智能高鐵在內(nèi)的智能化運(yùn)輸系統(tǒng)和智能出行系統(tǒng)。并且,針對“一帶一路”沿線國家的實(shí)際情況研究相應(yīng)技術(shù),以期實(shí)現(xiàn)全球“無障礙”智能鐵路建設(shè)。
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