文章(zhang)來源(yuan)：觀察者網 發布時間：2022-05-27
列車上不倒(dao)的(de)(de)硬幣、春運(yun)前整裝(zhuang)待發的(de)(de)“陸地航母”、以及有(you)著完全自(zi)主知識(shi)產權(quan)的(de)(de)“復興(xing)號”......
高鐵(tie)，已成為(wei)中(zhong)國的一(yi)張(zhang)“名片(pian)”。
復興號 圖片來源：中車長客
但時代不(bu)會(hui)讓人(ren)們躺在功勞(lao)簿上(shang)。隨著5G、大數據、人(ren)工智能等技術的(de)應用，高鐵(tie)領域已經出現了一(yi)條的(de)新的(de)賽道(dao)——智能高鐵(tie)。德國、日本、法國等老牌鐵(tie)路強國無一(yi)不(bu)進行(xing)了戰略層(ceng)面的(de)布局(ju)。中(zhong)國當(dang)然不(bu)能落后，作為(wei)“復興號(hao)”的(de)誕生地——中(zhong)車長(chang)春軌道(dao)客(ke)車股(gu)份有限公司(si)（以下(xia)簡稱中(zhong)車長(chang)客(ke)）在這一(yi)塊上(shang)自是當(dang)仁不(bu)讓。
2021年中(zhong)國品牌日(ri)（5月10日(ri)至12日(ri)）前(qian)夕，觀(guan)察(cha)者網(wang)參加了由國務院國資委(wei)免费菠萝视频app下(xia)载組(zu)織的“走進(jin)新國企業·智能制造(zao)”大型采訪活動，與新華社(she)、科技日(ri)報(bao)等16家媒體(ti)一(yi)起走進(jin)中(zhong)車長客。
有著15年研發工作經(jing)驗的(de)中車(che)長客(ke)專(zhuan)家，“復興號(hao)”京張(zhang)(zhang)高鐵智能動車(che)組電氣系統(tong)負責人(ren)張(zhang)(zhang)國(guo)芹接受(shou)觀察者網的(de)專(zhuan)訪，向(xiang)我們詳細介紹了中國(guo)的(de)智能高鐵。
現場圖片 圖片來源：觀察者網
智能高鐵如何智能？
目前，由中車長客研(yan)制的(de)時速350公里“復興號”京張(zhang)(zhang)高鐵(tie)智能動車組（CR400BF-C）已(yi)于2019年開始在京張(zhang)(zhang)線上投(tou)入使(shi)用。
負責“復興號”京張高鐵智(zhi)能動車組電氣系(xi)統設(she)計的(de)研發(fa)團隊是一支女設(she)計師比例達到60%的(de)年(nian)輕隊伍，據她介紹，現階段的(de)中(zhong)國智(zhi)能高鐵屬智(zhi)能型(xing)動車組1.0型(xing)，她們在對高鐵進行智(zhi)能化設(she)計的(de)時候(hou)主要考(kao)慮的(de)是三個方面。
張國芹（左三）和同事、媒體人員在智能動車組車廂里
首(shou)先(xian)是(shi)智能行車(che)(che)。即(ji)在車(che)(che)輛(liang)行駛過程(cheng)當中，利用自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)駕駛、導航定(ding)位、環境感知等技術，確(que)保車(che)(che)輛(liang)運行更安全、自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)、準點、節能，提(ti)高車(che)(che)輛(liang)的(de)應急(ji)處(chu)置能力。以(yi)她(ta)們(men)研發的(de)京(jing)張線(xian)為例，車(che)(che)上的(de)安全監測系(xi)統(tong)可以(yi)精(jing)準檢(jian)測車(che)(che)輛(liang)部(bu)件的(de)安全性；地(di)震(zhen)預警系(xi)統(tong)可以(yi)在附近(jin)發生地(di)震(zhen)時為車(che)(che)提(ti)供應急(ji)處(chu)置；應急(ji)牽引系(xi)統(tong)則是(shi)借助動(dong)(dong)力電(dian)池技術，可以(yi)在鐵(tie)路接觸網失效的(de)情況下讓(rang)列車(che)(che)憑自(zi)(zi)(zi)身動(dong)(dong)力運行到最(zui)近(jin)的(de)車(che)(che)站。
然后是智(zhi)能(neng)服務。她們希(xi)望能(neng)夠(gou)讓旅客在乘(cheng)車(che)時，從感(gan)(gan)觀、視覺、乘(cheng)坐舒適性體驗能(neng)有(you)一個不容易被察覺，但(dan)是又很舒服的(de)(de)一個提升。為此(ci)團隊采用了智(zhi)能(neng)感(gan)(gan)知(zhi)技術和(he)變頻空(kong)調，進(jin)行(xing)燈光顏色(se)、車(che)窗顏色(se)、溫度、壓力(li)(li)波和(he)噪音等方面的(de)(de)調節，涉及(ji)感(gan)(gan)官的(de)(de)方方面面。以八達嶺站(zhan)(zhan)為例，該(gai)站(zhan)(zhan)深102米(mi)，有(you)著(zhu)1.1萬(wan)帕(pa)的(de)(de)壓差，當列車(che)高速(su)駛過(guo)時，人耳(er)會有(you)類似(si)飛(fei)機起(qi)飛(fei)時的(de)(de)感(gan)(gan)覺。空(kong)調設計團隊通(tong)過(guo)優化(hua)壓力(li)(li)調節，可以使車(che)內壓力(li)(li)能(neng)夠(gou)在過(guo)站(zhan)(zhan)期(qi)間有(you)一個緩慢的(de)(de)變化(hua)，使人耳(er)的(de)(de)感(gan)(gan)受不那么明顯。
另外(wai)她們還(huan)會在(zai)信息(xi)推送上給乘客一個便(bian)利的(de)引導(dao)，借助智(zhi)能(neng)交互終(zhong)端，方(fang)便(bian)乘客在(zai)屏幕或手機投屏等(deng)(deng)方(fang)式觀看影(ying)視、娛樂的(de)同時能(neng)夠瀏覽到必要的(de)列(lie)車信息(xi)。除此(ci)之外(wai)還(huan)有WIFI拓展(zhan)業務(wu)、5G直播等(deng)(deng)技術，總之就是(shi)利用這些技術應用，有效提(ti)高(gao)人和(he)車的(de)互聯能(neng)力，提(ti)高(gao)服務(wu)效率和(he)乘務(wu)管理(li)質量。
最(zui)后的(de)智能運維就是(shi)旅客看不(bu)到的(de)領域了。這是(shi)由(you)列車、地面、車地數據傳輸三個(ge)部分構成的(de)數據交互和(he)共(gong)享(xiang)系統。它會(hui)打通(tong)用車單位跟零件(jian)供應商的(de)研發、實驗、運行(xing)和(he)維護數據，進而(er)實現車輛(liang)關鍵部件(jian)的(de)評估，診(zhen)斷部件(jian)狀態(tai)，實現故障的(de)精確定位，并發出必(bi)要的(de)預警(jing)，對預測結果(guo)進行(xing)大數據的(de)積累。
在京張線上行駛著的智能高鐵 圖片來源：中車長客
智能化并非空中樓閣
這些設計并非憑空想(xiang)象，張國芹表示，我國自主研發的(de)“復興(xing)號”高(gao)速(su)動(dong)車組作為全球(qiu)首個以350公里時速(su)進行商業運(yun)營(ying)的(de)高(gao)速(su)列車，其(qi)持續穩定的(de)運(yun)行本身就(jiu)是(shi)列車的(de)自動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)(ping)和安全運(yun)營(ying)水(shui)平(ping)(ping)達(da)到一定層(ceng)次(ci)證明。
在這個(ge)基礎上，中(zhong)車(che)長客團隊(dui)自主研發了高(gao)鐵智(zhi)能(neng)化(hua)所需(xu)的(de)傳(chuan)感(gan)器、配件、軟(ruan)件。單(dan)就安全檢(jian)測(ce)系統，京張高(gao)鐵智(zhi)能(neng)動車(che)組就要(yao)加(jia)(jia)裝168個(ge)振動傳(chuan)感(gan)器，除此之外的(de)空調、噪聲監(jian)(jian)(jian)測(ce)等功(gong)能(neng)也全都需(xu)要(yao)加(jia)(jia)裝傳(chuan)感(gan)器，全車(che)最終的(de)監(jian)(jian)(jian)測(ce)點多達(da)2700個(ge)，比之前的(de)高(gao)速動車(che)組多了200-300個(ge)，而每個(ge)監(jian)(jian)(jian)測(ce)點往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)不(bu)止一個(ge)傳(chuan)感(gan)器，全車(che)的(de)加(jia)(jia)裝量可(ke)想而知。
京張高鐵智能動(dong)車(che)(che)(che)組在(zai)列(lie)車(che)(che)(che)內裝上(shang)已經有了品質的提升，不(bu)過若從車(che)(che)(che)廂的大小和(he)外觀上(shang)看的話同其他復(fu)興號并不(bu)會(hui)有多大區(qu)別(bie)。全(quan)車(che)(che)(che)最主要的外觀變化在(zai)于車(che)(che)(che)頭，通過借助鷹隼造型(xing)的仿生學設計，可使車(che)(che)(che)頭降阻14%，節(jie)能7%-8%。
張國芹表(biao)示，中車長客(ke)(ke)現在京張高鐵智(zhi)能動車組是智(zhi)能型動車組1.0型，以利用智(zhi)能化技術提高自動化、集成化、方便旅(lv)客(ke)(ke)、提升(sheng)安全性為(wei)主，后(hou)面還有(you)很大的(de)發(fa)展空間。比如讓(rang)列車實現自主學(xue)習(xi)迭代(dai)，那(nei)樣就是智(zhi)慧列車了，當然，這個過程有(you)一條很長的(de)路要走(zou)。
中車長客的列車運維平臺 圖片來源：中車長客
把速度拉到350的智能高鐵，全球獨一檔
張國(guo)芹表示，放眼全(quan)(quan)球，各(ge)國(guo)的(de)(de)高鐵(tie)(tie)智能化發展都很快，比如利(li)用5G通信技(ji)術、安(an)全(quan)(quan)保(bao)障、行程服務(wu)等，而她(ta)們團隊在(zai)設計中國(guo)智能高鐵(tie)(tie)時就暗自定下目標(biao)，要(yao)實現技(ji)術引(yin)領，造出最好的(de)(de)車(che)，帶來最大(da)的(de)(de)便利(li),“滿(man)足人民日益(yi)增長(chang)的(de)(de)對美好出行的(de)(de)需(xu)求”。
從目前來看，在時速350公里(li)并投(tou)入應用這一檔，中車長客乃至整個(ge)中國高鐵領域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優勢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，尤其是(shi)在自動(dong)駕駛和應急處置這一塊。她指出(chu)，我國環境變(bian)化多端(duan)且大(da)負荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高鐵網絡(luo)為她們積累了(le)豐(feng)富的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時速350公里(li)高鐵運營經(jing)驗，這是(shi)其他(ta)國家(jia)沒(mei)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。比如一列車從哈爾(er)濱開到廣州，一路上相(xiang)當(dang)于一直(zhi)在做(zuo)溫度交變(bian)實驗，暴(bao)露出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)相(xiang)當(dang)于寶貴(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗經(jing)驗，能夠(gou)讓她們有積累并發(fa)展下去(qu)。
張國(guo)芹表(biao)示，中(zhong)(zhong)國(guo)高(gao)鐵(tie)仍需要加強基礎研(yan)(yan)發領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)投入，這一點非常重要。隨著我國(guo)向(xiang)更高(gao)性能的(de)(de)(de)列車(che)發起挑戰，以智能高(gao)鐵(tie)全壽命周期管理為(wei)目(mu)標，需要摸(mo)索清楚在(zai)中(zhong)(zhong)國(guo)高(gao)鐵(tie)在(zai)實際(ji)運(yun)營條件下(xia)零部(bu)件和各(ge)系統的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)規律，國(guo)際(ji)上也沒有類似(si)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究先例，這也意味著，中(zhong)(zhong)國(guo)高(gao)鐵(tie)只有自主創(chuang)新這一條道(dao)路可走。
中車(che)(che)長客的(de)(de)(de)高速列車(che)(che)系統集成國家工程實(shi)驗(yan)室(shi)于2010年(nian)投入使用，是開展軌道車(che)(che)輛(liang)(liang)整車(che)(che)及關鍵部件基礎(chu)技術、仿真分析(xi)、試驗(yan)驗(yan)證的(de)(de)(de)研發機構，建設有整車(che)(che)聲學、碰撞(zhuang)吸能(neng)、電磁兼容(rong)等(deng)32個試驗(yan)臺（室(shi)），和1個數據處理中心，實(shi)現了軌道車(che)(che)輛(liang)(liang)領域IEC61133標準要求(qiu)的(de)(de)(de)整車(che)(che)型式試驗(yan)能(neng)力的(de)(de)(de)全覆蓋。
中車長客的國家工程實驗室 圖片來源：中車長客
這個時代在推動著中車高鐵人前進
回首過去，憑借著在(zai)實踐上獨(du)一(yi)(yi)無二的(de)優勢，中國高鐵走(zou)出了一(yi)(yi)條(tiao)獨(du)特的(de)自主化道路。
比(bi)如(ru)在(zai)(zai)(zai)設計“復(fu)興號”時(shi)，中(zhong)(zhong)車(che)長(chang)客希望能把列車(che)上(shang)分(fen)散分(fen)布(bu)的幾個高(gao)壓(ya)部件集中(zhong)(zhong)在(zai)(zai)(zai)一(yi)起，并進行降噪處理(li)，她們一(yi)開始(shi)用(yong)了一(yi)種(zhong)帶孔洞的隔音材(cai)料(liao)，結果在(zai)(zai)(zai)試驗過(guo)程中(zhong)(zhong)高(gao)壓(ya)箱放電(dian)發出(chu)巨響，原來是隔音材(cai)料(liao)有吸水性，使得在(zai)(zai)(zai)冷凝水環境(jing)下隔音材(cai)料(liao)形(xing)成了導(dao)電(dian)通道放電(dian)了。
張(zhang)國(guo)芹以此為例(li)稱，有些東西不用(yong)它，認知是想(xiang)不到的(de)，所以只有通過不斷地(di)實踐，才能發現問題，解決問題，找到平(ping)(ping)衡點，而團隊的(de)設計水平(ping)(ping)也會(hui)在這一過程(cheng)中得到提高。
總(zong)體來看，中車長客的自主(zhu)化探索可以將2017年“復興號”中國(guo)標準(zhun)動車組上(shang)線運行作為重要節點。 列車具有完全自主(zhu)知識產權、達到世界先進水(shui)平，在254項重要標準(zhun)中，中國(guo)標準(zhun)占84%。。
當然，中(zhong)車(che)長客乃(nai)至中(zhong)國高鐵在自主化(hua)上的(de)巨大成就(jiu)少不了像張(zhang)國芹(qin)(qin)這(zhe)樣一線(xian)研(yan)發人員(yuan)的(de)巨大付(fu)出(chu)。在接受采(cai)訪時張(zhang)國芹(qin)(qin)就(jiu)透露過(guo)，目(mu)前因為處于出(chu)車(che)關鍵期，因此在車(che)間(jian)呆到凌晨(chen)是常(chang)有的(de)事。
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