中國高鐵將實現自動駕駛 速度、通訊、服務三大智能化

,2008年8月1日,作為我國第一條設計時速350公里的高速鐵路——京津城際鐵路正式開通運營,京津城際鐵路開通運營迎來第十個年頭。這十年是中國高鐵快速發展的十年,也是中國高鐵發生革命性變革的十年。中國高鐵從無到有、從弱到強,從引進、消化、吸收、再創新到取得具有完全自主知識產權的“復興號”系列動車組,實現了從跟隨到領跑的華麗轉身。在這過程中,中國高鐵以創新為驅動,創新成果不斷轉化並廣泛應用,把中國高鐵推上了世界領先地位。

7月5日,在京津城際鐵路開通運營十週年之際,“智能高鐵發展暨京津城際鐵路開通十週年論壇”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。

中國高鐵將實現自動駕駛 速度、通訊、服務三大智能化

國鐵吉訊將負責向旅客提供包括Wi-Fi服務、休閒文化娛樂、新聞資訊、在線點餐、特色電商、聯程出行、智慧零售等站車一體化、線上線下協同的出行服務。今年5月,騰訊攜手吉利中標了動車組Wi-Fi經營公司的股權轉讓項目,這是鐵路混改的一次重要嘗試。

關於這次的主題“智能高鐵”,馬化騰發表了題為《數字技術助力智能高鐵發展》的演講。他認為,未來智能高鐵的發展,需要匯聚“三流”、融合“兩網”、打造“一體”。

1、.三流:信息流需要跟上人流和物流的速度,“只有讓信息和數據,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,打破數據壁壘,實現‘三流’匯聚,才能讓鐵路摘下‘傳統’的標籤”。

2、兩網:高鐵網與互聯網的融合,有可能催生出一個開放的數字經濟服務平臺,讓全國各地的民生服務和商業服務都能像U盤一樣,可以方便快捷地加載進來,讓高鐵成為各個城市“智慧交通”、“智慧旅遊”、“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,那麼打造一個‘高鐵數字經濟共同體’,就有可能成為現實。

那麼,真正的智能高鐵是什麼樣的呢?

智能高鐵是中國鐵路總公司研發的新高鐵,時速超400公里。2018年3月,中國鐵路總公司在北京至瀋陽高鐵遼寧段全面啟動“高速鐵路智能關鍵技術綜合試驗”。2018年4月23日,中國鐵路總公司發佈了京張高鐵智能列車的設計方案,全方位展示了智能列車的外觀、造型和功能。

中國高鐵將實現自動駕駛 速度、通訊、服務三大智能化

智能高鐵將採用雲計算、物聯網、大數據、北斗定位、下一代移動通信、人工智能等先進技術,通過新一代信息技術與高速鐵路技術的集成融合,實現高鐵智能建造、智能裝備、智能運營技術水平全面提升。

之所以被稱作智能高鐵,需要滿足三點智能:速度智能、通訊智能、服務智能。

一、速度智能

這裡的速度智能,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。鐵路系統是實體經濟的大動脈,一直以來都是人流和物流的匯聚地。很多網友喜歡用“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慣把鐵路看做“傳統行業”。過去的綠皮車,已經換成了今天的高鐵。

為什麼坐在時速300多公里的列車上,很多人還是覺得自己在接受傳統行業的服務?

馬化騰認為是信息流拖了後腿,跟不上人流和物流的速度。只有讓信息和數據,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,打破數據壁壘,實現“三流(信息流、人流、物流)”匯聚,才能讓鐵路摘下“傳統”的標籤,“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)技術首次在京津城際高鐵上進行了演示。乘客通過手機鏈接到制定Wi-Fi,可穩定、流暢的上網和觀看視頻,實驗體驗和家中Wi-Fi基本沒區別,就此解決了乘客長期抱怨的信號不好的問題。

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在高鐵全程300公里時速的高速移動情況下,EUHT技術可實現通信切換可靠性達100%,平均傳輸速率是現有4G大約的10倍,達到了5G技術提出的高可靠、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並不是平時說的Wi-Fi技術。而是通過車地的空中傳輸,實現寬帶無線傳輸。

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目前,EUHT智能交通車地、車車通信國家標準,以及EUHT用於地鐵車廂視頻監控住建部行業標準等已引起了美國、歐洲、日本等國家的持續關注。EUHT技術全面應用將使我國不僅擁有全球最大的高鐵線路物理網絡,也將擁有一張全球最領先的高鐵信息虛擬網絡。

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事實上,EUHT能廣泛應用於軌道交通、智能交通、城市熱點覆蓋、農村寬帶最後一公里、軍事國防等領域,是下一代移動互聯網、物聯網、車聯網的主要通信技術。

未來,EUHT技術在這些領域的應用,可以不斷衍生出新的產業生態和消費熱點,帶來數以千億計甚至萬億的市場需求。

三、服務智能

馬化騰認為,高鐵網與互聯網的融合,有可能催生出一個開放的數字經濟服務平臺,讓全國各地的民生服務和商業服務都能像U盤一樣,可以方便快捷地加載進來,讓高鐵成為各個城市“智慧交通”、“智慧旅遊”、“智慧零售”的組成部分。

在客運服務方面,服務智能包括智能售票、刷臉進站及檢票、站內智能導航、車站運營智能感知、車站設備智能監控與管理等等。總之,服務智能要使乘客有賓至如歸的感覺。

智能高鐵如何實現?多久實現?

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當前,我們已有三大核心技術助力智能高鐵更快實現:一是智能建造技術;二是智能裝備技術;三是智能運營技術。

一、智能建造:部分路段埋設芯片方便檢修

十多年來,智能建造技術已經在高鐵的建設領域廣泛應用。早在數年前滬昆客運專線建設期間,建設指揮部就敢於第一個吃螃蟹,利用鐵路三維可視化技術開發了一套施工監控管理系統,通過物聯網、雲計算、互聯網、大數據、人工智能等技術手段,對橋樑、路基、隧道等施工現場進行24小時監控,管理人員不但能夠直觀看到施工的進度,還能及時發現並消除各類隱患,做到足不出戶,就對工程瞭然於心。

在京沈客專的建設現場,由於高鐵動車組的運營速度高,對路基的壓實度、穩定性和沉降量要求極高,以前在路基施工中,對路基壓實度的監測是按頻次抽點檢測,一般每100米選擇6個點檢查,若全部合格,則壓實度滿足要求,若有一個點不合格,就必須補壓。很明顯這種按照概率法的檢測技術存在成本高、檢測不到位等缺點。

如今,新開發應用的“路基連續壓實監控系統”就徹底解決了這個問題,應用這套系統,在壓路機碾壓路基過程中,路基反作用力產生的波形反饋回監控系統中,再與壓實目標值進行對比分析,是否合格就一目瞭然,施工質量可達到100%。

除了這種智能路基壓實監測系統之外,在某些高鐵無砟軌道板的混凝土結構裡還埋設物聯網芯片,並進行編碼,當激活芯片並聯網後,就可以實時監測軌道板的使用狀況,方便檢修查閱數據,節省成本。隨著新技術在鐵路推廣,智能高鐵建造技術將持續升級換代,不斷提高施工的自動化水平和工程建造質量。

二、智能裝備:高鐵動車自動駕駛將成現實

智能高鐵的另一項關鍵技術就是智能裝備技術。智能裝備中有一項很酷的技術,那就是高鐵動車組的自動駕駛技術。我們知道,無人駕駛汽車早已經試驗了很多年,但距離實用總差一步之遙,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實。

2016年12月,自動駕駛的地鐵列車首次在香港成功應用,具備自動喚醒、自動運營、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製造的應用於香港南港島線地鐵車輛,擁有完全自主知識產權。

毋庸諱言,在地鐵上應用無人駕駛列車要比高鐵上容易得多,那麼,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?答案是可以採取“無人駕駛,有人值守”的操作模式,與大型客機的自動駕駛類似。

在此之前,我國已經在珠三角的佛肇和莞惠兩條城際鐵路上成功應用了時速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用到京張高鐵上面的自動駕駛動車組,可以做到工作狀態自感知、運行故障自診斷、導向安全自決策,填補了時速300-350公里/小時的自動駕駛動車組的世界空白。

中國高鐵將實現自動駕駛 速度、通訊、服務三大智能化

三、智能運營:刷臉進站等技術讓旅行更安全舒適

智能高鐵的第三大關鍵技術就是智能運營技術,也就是智能運輸系統,包含很多內容,幾乎涵蓋了高鐵供電、調度指揮、運營監測、客運服務、防災系統、節能減排、故障診斷等全方位保障高鐵運營安全的技術,能夠實現動車組的健康管理,也為旅客出行舒適提供了技術支持。

中國高鐵將實現自動駕駛 速度、通訊、服務三大智能化

比如,在高鐵供電領域,動車上面將配備智能供電系統,包括智能供電設備、智能供電調度、智能供電運行管理及通信網絡,可實現智能故障診斷、預警、自愈重構等功能,還可以為供電系統提供健康評估服務。

作為高鐵動車運營實時監控的總指揮,高速鐵路智能調度指揮系統是基於人工智能構建的,可實現智能動態調度、智能協同控制、智能換乘調度、智能故障診斷等功能,還能站在整個路網的角度進行列車調度,使之達到效率最優,能夠提升系統應急決策和處置能力。

未來我國大力推行的高鐵智能動車組還可以實現與對風級、雨量、雪深等自然環境的自動監測與報警,與防災安全監控系統一起,及時快速地將大風、大雪、暴雨等數據實時傳遞到車上和防災系統控制中心,做出應對處理方案。還能及時預警地震並自動應急處置,並對沿線非法侵入高鐵的人或者異物開展自動報警防範。

今年上半年,鐵路總公司在2017年鐵路發展的基礎上,以2022年冬奧會為契機,積極打造中國智能高鐵, 在建的京張智能高鐵項目將使我們的智能高鐵提前實現。

中國高鐵將實現自動駕駛 速度、通訊、服務三大智能化

目前,中國高鐵處在黃金髮展機遇期,未來仍將持續高位運行。著眼於未來,我國將建立包括智能高鐵在內的智能化運輸系統和智能出行系統。並且,針對“一帶一路”沿線國家的實際情況研究相應技術,以期實現全球“無障礙”智能鐵路建設。


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