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当轨道交通乘上新基建东风,智能铁路建设如何
时间:2020-07-04 04:55

现阶段,铁路部门在建设与发展过程中正考虑紧密融合新一代信息基础设施技术,为推动我国实现2035年交通强国这一目标,从科技创新角度做长远规划和全局部署。

据悉,铁路已到了存量需更新改造与增量快速发展双重叠加的关键节点,随着铁路运营里程达到14万公里、高速铁路达到3.5万公里,第一批高速铁路将面临技术更新和改造升级。

“成为交通强国,铁路需在未来十年时间里先行进入智能铁路发展时代。”全国政协委员、我国轨道交通专用移动通信理论与关键技术方向首席专家、北京交通大学教授钟章队接受记者采访时表示,新一代信息基础建设与高铁全面融合后会陆续产生许多新理念、新技术和新模式,如高铁自动驾驶、铁路移动物联网、智慧车站、智能列车、铁路移动互联网等。在此基础上,我国铁路“八纵八横”规划也将提前实现。

高铁的发展速度堪称中国发展速度的典范,在其20年的发展时间里,无论是速度、规模还是质量,都位列世界第一。钟章队回忆起铁路通信技术的发展历程时感慨地说:“铁路通信信号技术发展经历几次重要节点,第一次在80年代末90年代初,那时叫做第一代铁路移动通信。随着铁路电气化深入改造,我们在大量线路上采用了新技术进行装备升级。”

1992年,我国改革进入了新阶段,开放市场十余年时间里,中国经济社会发生了巨大变化,社会主义市场经济体制初步形成。国家实力的提升使铁路对新技术产生了迫切需求。“最早,火车运行的安全与稳定主要依靠‘人工铁三角’保障,即调度员、值班员和司机之间的关联协调。”钟章队说,“这三个岗位从地理位置讲,通常相隔较远,有时甚至达到上千公里。这么远的距离,在模拟移动通信时期非常不方便,当时,他们使用的还是一种相对简单的通信设备。”

1996年到2006年,铁路从六次大提速中积累了大量通信技术经验,2006年开通的青藏铁路成为我国第一条采用数字移动通信技术实现列车运行控制的线路,开创了铁路电务系统的先河。

2008年,京津城际铁路的开通标志着我国进入高速铁路发展时期。“这时,铁路通信技术有了全面的提升。”钟章队表示,“高铁运行离不开数字移动通信技术的支撑,没有铁路数字移动通信系统也就没有今天时速350公里的高铁网络。如果把高速铁路比喻成人体,信息通信技术就相当于血管。”

除了高速铁路外,中国铁路的另一张名片——重载铁路对移动通信技术也有刚性需求。“高速铁路解决客运问题,重载铁路解决货运问题。”钟章队介绍称,“我国大部分的能源,如火电所需的煤,主要是从西部地区开采输出。”

早在2008年,运行在大秦线的电力机车功率很小,只能拉5000吨货物,后来城市一体化和工业快速发展对能源的需求不断增加,导致铁路货运长期处于运输高峰。

为了促进城市社会经济发展提质增效,当时的铁道部对能源主要输出地山西省、陕西省的铁路货运相关设施设备进行了改造升级,其中的一个显著特点就是“一台机车牵引变为多台机车牵引,最多能有四台机车同时输送动力”。钟章队说:“达成这个目标,依靠的就是我国铁路第二代移动通信技术。”铁路部门通过数字化、网络化、自动化等多种技术解决了多台机车的同步加速、减速等问题,确保货运输送能力大幅度提升。

如今,被称为中国经济走势“晴雨表”的大秦线路及其他多条货运重载线都应用了上述技术。

近几年来,我国市域铁路、城际铁路(以下简称“两铁”)的规划和建设渐入快车道,特别是北京、上海、广州、深圳、成都等都市圈的市域铁路规划基本完成。其中,京津冀、粤港澳大湾区、长三角等城市群的内部城际铁路网的建设大幕已经拉开。这给我国其他城市和城市群的发展起到了很好的示范和引领作用。

钟章队认为,“两铁”在我国都市圈、城市群的建设和发展中起着十分重要的作用。同时,市域铁路在全国三、四线城市也有广泛的应用前景。

“‘两铁’应与国家干线铁路网互联互通、交路融通,这样才能促进其建设、运营标准进一步规范。”钟章队分析称,“由于历史等原因,我国市域铁路目前至少存在三套标准规范且很难兼容,这给各级决策者、工程建设者、运行维护带来不少困局,设施建成后更是给旅客带来诸多不便。”

根据钟章队的构想,市域铁路与干线铁路、城际铁路一旦实现连乘,可以确保列车一跑到底、不同网络列车车次自动衔接,能极大地方便旅客。

“同时,多种轨道交通方式一旦在交路上形成融通、套跑,高铁大站的压力和负荷就能显著减轻。而飞机场、市域铁路各车站、高铁站、城际站也将真正实现车票一体化、安检一体化。”钟章队说。

记者了解到,市域铁路和城际铁路新基建的推进还有助于国家产业转移和整体布局优化,对西部大开放、大开发和三四线城市的经济发展有显著提升作用。

2003年之前,我国铁路与发达国家相比,从基础理论到关键技术、应用等方面都处于追赶位置。此后,随着高速铁路、重载铁路技术和路网基建设施的逐渐完善,中国铁路一跃进入世界领先水平。

目前铁路正处于快速发展的关键期,国内市场需求从量变到质变、国外竞争力量从单一到复合、全球新一轮科技革命和产业变革从蓄势待发到群体迸发。2035年,中国铁路是否依然能保持跨越和引领?

“种种迹象表明,铁路科技又到了不得不再上一个台阶的时候。”钟章队说,“此时,国家送来两股东风,即新基建和新型城镇化,铁路高质量发展的集结号已经再次吹响!”

据钟章队介绍,铁路新基建中的新一代信息基础设施建设包含了5G、AI、区块链、云计算、物联网、移动物联网等为代表的一系列新技术。新一代信息基础设施的推进,会使传统信息化系统进一步“去IOE”,有助于智能高铁、智慧重载网络的快速形成。

记者了解到,新基建不仅融合了智能交通、智能铁路和新一代IT基础设施,跟传统的工业及运输业相比较,它还能很好地促进装备和生产流程的数字化、网络化、智能化,对奠定交通数字经济、打造交通强国有着举足轻重的作用。

过去,我国在重大基建项目上关注的都是后方建设,谈到未来的发展趋势,钟章队认为,更应该把重点放在前沿科学、前沿技术、前沿工程等领域。

“解决前沿问题关乎着我国铁路科技能否持续处于引领地位,从这个层面看,新基建研究透彻了、应用到位了,才能达成目的。”他说,“虽然我们已经成为制造业大国,但我们许多精密仪器、自动化生产线、大型机床设备还是外国制造,依然受制于人,依然存在瓶颈,我们必须在创新基础设施方面实现赶超。如果能在前沿科学、前沿技术、前沿工程等方面都处于领先地位,创新2.0、3.0甚至N.0都能自主可控,这将极大提升国人的信心,科技强国才能真正实现。”

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