智能高铁看“京雄”
      时间:2021-01-08  点击量:   
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12月27日10时18分,外形设计酷似“露珠”的雄安车站发出到北京的首列旅客列车;10时38分,北京西站发出开往雄安的首趟列车。车厢内民众欢腾,掌声雷动。从此时起,“千年大计”雄安插上了高铁的“翅膀”,可以通过“八纵八横”高铁网联通全中国。而离雄安仅半小时高铁车程的大兴国际机场,则将雄安与世界联结在一起。

“目前开通运营的最智能化高铁”

当日上午9时,在北京市三环附近的直播间里,央广交通广播正在直播京雄城际铁路开通的消息。主持人云峰提问:“京雄城际的新车型实现了自动驾驶功能,可实现站台起停、不同站点区间运行自动控制,同时,车厢端部设置了人机交互界面,类似于微型电脑,可以实时查询班列信息,包括登乘站台的信息。此外,车内还将实现5G信号覆盖。请问西总,这些功能建设者是如何做到的?”

中铁建电气化局京雄项目经理西穷自豪地回答:“京雄城际铁路是目前开通运营的最智能化高铁,从列车控制到通信网络、施工装备全部实现智能化。我们在施工中首次成功研发出接触网三型智能装备,使高铁施工更智能、更高效,还利用光伏发电,建成智能京雄阳光房。我们克服新冠肺炎疫情影响,在施工过程中完成了一系列科创成果,成功完成智能京雄建设任务。”

通车前,京雄城际铁路联调联试从“线下”搬到了“线上”。

“GSM-R网络优化是联调联试的重点和难点,而传统算法有数据误差大、调整次数多、调试周期长的问题。”中铁建电气化局二公司京雄项目部经理杨帆介绍。他们采用BIM+GIS的GSM-R射线跟踪技术进行强覆盖精准预测优化,通过地形信息建模并结合无线射频相关模型,准确设计出天线角度和基站发射功率,大大降低了后期调整和乘车测试的频次。

“我们运用这项技术,仅用5天便完成了通信GSM-R网络优化,兑现了联调联试相关节点。” 杨帆还表示,此前高铁主体工程完成后,通常需要3个月左右来完成联调联试,完成设备与设备之间、系统与系统之间、车与站之间、车与无线空间的互相关联、兼容畅通。

“北斗”为京雄城际铁路测量

在京雄城际铁路,建设者首次运用北斗定位RTK测量技术进行信号工程定测。

设备定测是信号专业施工全面展开的前提,传统人工定测需在线路基本成型后才能进行,且存在因测量人员经验不足、测量工具误差较大造成返工的问题。

“现在我们国家的北斗系统已基本成熟,我们可否尝试运用北斗导航系统来实现设备点定位?”信号专业出身的该集团二公司京雄项目部工程部部长蒋宇提出设想,并组织讨论、查阅资料,与技术厂商对接,有序开展推进工作。

回顾艰难的科技攻关过程,蒋宇指着电脑屏幕上的图纸说:“定位完成后,需要将设备点坐标导入绘图,几百个点、几千条线。当时我们8个人、4台电脑轮番上阵,从天黑做到天亮,在最短时间内把图纸交给了现场。”

如今,北斗定位RTK测量技术在铁路信号工程中首次成功运用,可将设备点定位最大误差控制在3厘米以内,并辅助完成了列控基础数据编制及BIM等比例模型构建,翻开了铁路信号定测领域的新篇章。

“云端”上的智能装备研发

党的十九届五中全会闭幕不久,中国科学院、中国工程院14名院士齐聚京雄城际铁路雄安车站,调研考察接触网三型智能装备。考察后院士们表示:“我们已经取得重要科研成果,将来完全有信心引领世界智能高铁的发展。”

京雄城际铁路全线开通的这一天,中铁建电气化局三公司研发小组成员刘春雨感慨万千:“一年多的时间里,联合研发团队不但有巨大的压力,还经受了疫情的严峻考验,现场试验和投入使用过程中更是挑战重重。”

三公司在2019年12月初成立了接触网智能装备研发领导小组和专业研发团队。面对凶猛来袭的疫情,研发团队充分利用网络工具,跨越时空和距离,借助钉钉、企业微信等协同办公平台,通过远程协同方式,确保每个关键环节和总体设计方案如期推进。接触网支柱组立智能装备、腕臂安装智能装备和接触网参数检测及吊弦标定智能装备就是在云端反复论证确定各项技术细节。

2020年6月20日,接触网三型智能装备顺利在雄安站建设中投入使用。接触网支柱组立智能装备,应用搭载视觉引导系统的机械臂自动对位安装系统、智能底座等技术,实现组立自动化,与传统方法相比,精度提高了5倍,人员减少了66%,工效提高了2倍;接触网腕臂安装智能装备,通过机械臂控制、视觉引导等技术,从人工高空分步骤安装作业,变为智能化一步到位安装,使工效提高了3倍、人工减少了33%;接触网参数检测及吊弦标定智能装备,通过激光和图像融合检测等技术,实现行走状态下对吊弦安装位置精确标定和接触线高度、拉出值等参数精确测量,与传统方法相比,精度提高了10倍,工效提高了16倍,人员减少了33%。

(摘自《中国铁道建筑报》)