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列車(che)上不倒的(de)硬幣、春運前(qian)整(zheng)裝待發的(de)“陸地航母”、以及有著完全自主知識產(chan)權的(de)“復(fu)興號”......

高鐵，已成為中國的一張“名片(pian)”。

復興號 圖片來源：中車長客

但時(shi)代不會讓人們躺在(zai)功勞簿上。隨著5G、大數(shu)據、人工智(zhi)能(neng)等(deng)技(ji)術的應(ying)用，高鐵領(ling)域已經(jing)出現了一條的新的賽道——智(zhi)能(neng)高鐵。德國(guo)、日本、法國(guo)等(deng)老牌鐵路強國(guo)無一不進行了戰略層面(mian)的布局。中(zhong)國(guo)當然不能(neng)落(luo)后，作為“復興號”的誕生地——中(zhong)車(che)長春軌道客車(che)股份(fen)有限公司（以(yi)下簡稱中(zhong)車(che)長客）在(zai)這一塊上自(zi)是(shi)當仁不讓。

2021年中(zhong)國(guo)品牌日（5月(yue)10日至12日）前夕，觀(guan)察者(zhe)網參加(jia)了由國(guo)務院國(guo)資委免费(fei)菠萝视频app下载(zai)組(zu)織(zhi)的“走(zou)進新國(guo)企業·智能制造”大型采訪活動，與新華社(she)、科技日報等16家媒(mei)體一起走(zou)進中(zhong)車長客。

有著15年研發工(gong)作經驗的(de)中(zhong)車長客專家，“復興號(hao)”京張高(gao)鐵(tie)(tie)智能動車組電氣系統負責(ze)人張國芹接受觀(guan)察者網(wang)的(de)專訪，向(xiang)我們詳細介(jie)紹了中(zhong)國的(de)智能高(gao)鐵(tie)(tie)。

現場圖片 圖片來源：觀察者網

智能高鐵如何智能？

目前，由中車長客研制的(de)時(shi)速350公里“復興號”京(jing)張高鐵智(zhi)能動(dong)車組（CR400BF-C）已于2019年(nian)開始在(zai)京(jing)張線上投入使用。

負責(ze)“復(fu)興號(hao)”京張(zhang)高鐵智(zhi)能動(dong)車組(zu)(zu)電氣(qi)系統設(she)(she)計的研發團隊(dui)是一支女(nv)設(she)(she)計師比例達到60%的年輕(qing)隊(dui)伍，據她介紹，現階段的中國智(zhi)能高鐵屬(shu)智(zhi)能型動(dong)車組(zu)(zu)1.0型，她們(men)在對高鐵進行(xing)智(zhi)能化設(she)(she)計的時候(hou)主要(yao)考慮的是三(san)個方(fang)面。

張國芹（左三）和同事、媒體人員在智能動車組車廂里

首先是智能行(xing)車(che)(che)。即在車(che)(che)輛行(xing)駛過程當(dang)中，利用自動駕駛、導航定位、環境感(gan)知(zhi)等技術(shu)，確保(bao)車(che)(che)輛運行(xing)更(geng)安全(quan)、自動、準(zhun)點、節能，提高(gao)車(che)(che)輛的(de)(de)應(ying)急(ji)處(chu)(chu)置能力(li)(li)。以(yi)她們研發的(de)(de)京(jing)張線為例，車(che)(che)上的(de)(de)安全(quan)監測系(xi)統(tong)可以(yi)精準(zhun)檢測車(che)(che)輛部(bu)件的(de)(de)安全(quan)性；地(di)震預警系(xi)統(tong)可以(yi)在附近(jin)發生地(di)震時為車(che)(che)提供應(ying)急(ji)處(chu)(chu)置；應(ying)急(ji)牽引(yin)系(xi)統(tong)則是借助動力(li)(li)電池技術(shu)，可以(yi)在鐵路接觸網失效的(de)(de)情況下讓列車(che)(che)憑自身(shen)動力(li)(li)運行(xing)到(dao)最近(jin)的(de)(de)車(che)(che)站。

然后是(shi)智能(neng)服(fu)務。她們希望能(neng)夠讓旅(lv)客在(zai)乘車(che)時(shi)，從感(gan)(gan)觀(guan)、視覺、乘坐(zuo)舒適性(xing)體驗能(neng)有(you)一(yi)個不(bu)容易被察覺，但是(shi)又很舒服(fu)的(de)(de)一(yi)個提(ti)升。為此團隊采用了智能(neng)感(gan)(gan)知技術和變頻空調，進行燈(deng)光顏色、車(che)窗顏色、溫度(du)、壓(ya)力波和噪音等(deng)方(fang)面(mian)(mian)的(de)(de)調節，涉及感(gan)(gan)官的(de)(de)方(fang)方(fang)面(mian)(mian)面(mian)(mian)。以八達嶺站(zhan)(zhan)為例，該站(zhan)(zhan)深102米(mi)，有(you)著1.1萬帕的(de)(de)壓(ya)差，當列車(che)高速(su)駛過(guo)(guo)時(shi)，人(ren)耳(er)會有(you)類(lei)似(si)飛機起飛時(shi)的(de)(de)感(gan)(gan)覺。空調設計團隊通過(guo)(guo)優化(hua)壓(ya)力調節，可以使(shi)車(che)內(nei)壓(ya)力能(neng)夠在(zai)過(guo)(guo)站(zhan)(zhan)期間有(you)一(yi)個緩慢(man)的(de)(de)變化(hua)，使(shi)人(ren)耳(er)的(de)(de)感(gan)(gan)受不(bu)那么明顯。

另外她們(men)還(huan)會(hui)在信(xin)息推(tui)送上給乘客(ke)一(yi)個便(bian)利的(de)引導，借助(zhu)智能(neng)交互終端，方便(bian)乘客(ke)在屏幕(mu)或手機投屏等(deng)方式觀看影視(shi)、娛樂(le)的(de)同(tong)時能(neng)夠瀏覽到必要的(de)列(lie)車(che)信(xin)息。除此之(zhi)外還(huan)有WIFI拓(tuo)展業(ye)務(wu)、5G直播等(deng)技術，總之(zhi)就是利用(yong)這(zhe)些技術應用(yong)，有效提高人(ren)和車(che)的(de)互聯(lian)能(neng)力，提高服務(wu)效率和乘務(wu)管理質量(liang)。

最后的(de)(de)(de)智能運維就是(shi)(shi)旅(lv)客(ke)看不(bu)到的(de)(de)(de)領域了(le)。這是(shi)(shi)由(you)列車、地面、車地數據傳輸三個部分構成的(de)(de)(de)數據交互和(he)共(gong)享(xiang)系(xi)統(tong)。它(ta)會打通用車單位跟(gen)零件(jian)供(gong)應(ying)商的(de)(de)(de)研發(fa)、實(shi)驗、運行和(he)維護數據，進而實(shi)現(xian)車輛關鍵部件(jian)的(de)(de)(de)評估，診斷部件(jian)狀態，實(shi)現(xian)故(gu)障(zhang)的(de)(de)(de)精確定位，并發(fa)出(chu)必要(yao)的(de)(de)(de)預(yu)警(jing)，對預(yu)測結果進行大數據的(de)(de)(de)積累(lei)。

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(she)計并非憑空想(xiang)象(xiang)，張國芹(qin)表示，我國自主(zhu)研發的(de)(de)“復興(xing)號”高速動車(che)組作(zuo)為(wei)全(quan)(quan)球首個以(yi)350公里時(shi)速進行商(shang)業運營的(de)(de)高速列車(che)，其持續穩定的(de)(de)運行本(ben)身就是列車(che)的(de)(de)自動化(hua)水平和安(an)全(quan)(quan)運營水平達(da)到一定層次證明。

在這個(ge)基礎(chu)上，中(zhong)車(che)(che)長客(ke)團隊(dui)自(zi)主研發了高鐵智能(neng)化所需的(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器、配件、軟(ruan)件。單就(jiu)安(an)全(quan)檢測系統，京張高鐵智能(neng)動車(che)(che)組就(jiu)要加裝(zhuang)168個(ge)振動傳(chuan)感(gan)(gan)器，除此之外(wai)的(de)空(kong)調、噪聲監測等功能(neng)也全(quan)都需要加裝(zhuang)傳(chuan)感(gan)(gan)器，全(quan)車(che)(che)最(zui)終的(de)監測點多達2700個(ge)，比之前(qian)的(de)高速動車(che)(che)組多了200-300個(ge)，而(er)每個(ge)監測點往往需要不止一個(ge)傳(chuan)感(gan)(gan)器，全(quan)車(che)(che)的(de)加裝(zhuang)量可想而(er)知。

京張高鐵智能(neng)動(dong)車(che)組(zu)在(zai)列車(che)內裝(zhuang)上已經有了品質的提升，不(bu)過若從車(che)廂的大(da)小和外(wai)觀(guan)(guan)上看的話同其他復興號并不(bu)會(hui)有多(duo)大(da)區(qu)別(bie)。全車(che)最主要的外(wai)觀(guan)(guan)變化在(zai)于車(che)頭，通過借助(zhu)鷹(ying)隼造型的仿生學設計，可使車(che)頭降(jiang)阻14%，節(jie)能(neng)7%-8%。

張(zhang)國芹表示，中車(che)長(chang)客現在京(jing)張(zhang)高鐵(tie)智(zhi)(zhi)能動(dong)(dong)(dong)車(che)組是(shi)智(zhi)(zhi)能型動(dong)(dong)(dong)車(che)組1.0型，以利(li)用智(zhi)(zhi)能化(hua)技術(shu)提(ti)高自動(dong)(dong)(dong)化(hua)、集成(cheng)化(hua)、方便旅客、提(ti)升安(an)全性為主，后面還(huan)有(you)很大的(de)發展(zhan)空(kong)間(jian)。比如讓列(lie)車(che)實現自主學習迭代(dai)，那樣就是(shi)智(zhi)(zhi)慧(hui)列(lie)車(che)了，當然，這個過程有(you)一條很長(chang)的(de)路要走。

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

張國芹表(biao)示(shi)，放(fang)眼全球，各國的(de)高鐵(tie)智(zhi)能(neng)化發展(zhan)都很快，比(bi)如利用5G通(tong)信(xin)技術、安全保障、行程服務等(deng)，而她們(men)團隊在設計中國智(zhi)能(neng)高鐵(tie)時就(jiu)暗自定下目標(biao)，要實現技術引領，造出最(zui)好(hao)的(de)車，帶來最(zui)大(da)的(de)便利,“滿足人(ren)民日益(yi)增長的(de)對美好(hao)出行的(de)需求”。

從(cong)目前來看(kan)，在時速350公(gong)里(li)并投入應(ying)用這一(yi)檔，中(zhong)車長客(ke)乃至整個中(zhong)國(guo)高鐵(tie)領域的(de)優勢的(de)是很(hen)大的(de)，尤其是在自動駕(jia)駛(shi)和應(ying)急處(chu)置這一(yi)塊。她指(zhi)出，我國(guo)環境變化多端且大負荷的(de)高鐵(tie)網絡為她們積累了(le)豐富的(de)時速350公(gong)里(li)高鐵(tie)運營經(jing)驗(yan)，這是其他國(guo)家(jia)沒有(you)的(de)。比(bi)如一(yi)列(lie)車從(cong)哈爾濱開到廣州，一(yi)路上相當于一(yi)直在做(zuo)溫度交變實驗(yan)，暴露出的(de)問題(ti)相當于寶(bao)貴的(de)實驗(yan)經(jing)驗(yan)，能夠讓她們有(you)積累并發展下去(qu)。

張國芹表示，中(zhong)國高(gao)(gao)鐵(tie)仍需要加強基礎研發領域(yu)的投入，這一(yi)(yi)點非常重(zhong)要。隨著(zhu)我國向更高(gao)(gao)性能的列車(che)發起(qi)挑戰，以智能高(gao)(gao)鐵(tie)全壽命周期管理為目標，需要摸索清楚在中(zhong)國高(gao)(gao)鐵(tie)在實(shi)際(ji)運營條(tiao)件下零(ling)部(bu)件和(he)各系(xi)統(tong)的運行規(gui)律，國際(ji)上也(ye)(ye)沒有類似的研究先例，這也(ye)(ye)意味著(zhu)，中(zhong)國高(gao)(gao)鐵(tie)只有自主創(chuang)新這一(yi)(yi)條(tiao)道路可走。

中(zhong)車(che)(che)(che)長客的高速列車(che)(che)(che)系統集(ji)成國(guo)家工程(cheng)實(shi)驗(yan)室于2010年投入使(shi)用，是開展軌道車(che)(che)(che)輛(liang)整(zheng)(zheng)車(che)(che)(che)及關鍵(jian)部件基礎技(ji)術、仿真分析、試驗(yan)驗(yan)證的研發機(ji)構，建設有整(zheng)(zheng)車(che)(che)(che)聲學、碰撞吸能、電磁兼容(rong)等32個試驗(yan)臺（室），和(he)1個數(shu)據處(chu)理中(zhong)心，實(shi)現了軌道車(che)(che)(che)輛(liang)領域IEC61133標(biao)準要求的整(zheng)(zheng)車(che)(che)(che)型式試驗(yan)能力的全覆蓋。

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(ping)借著在實(shi)踐上(shang)獨(du)一無二的(de)優(you)勢，中國高鐵走出了一條(tiao)獨(du)特的(de)自主化道路。

比如在(zai)設計“復興(xing)號”時(shi)，中車長客希望(wang)能(neng)把(ba)列車上(shang)分散分布(bu)的幾個高(gao)壓部件集中在(zai)一(yi)起，并進行降噪處理，她們一(yi)開(kai)始用了一(yi)種帶孔(kong)洞的隔(ge)音材(cai)料(liao)，結(jie)果在(zai)試驗過程中高(gao)壓箱放電(dian)發(fa)出巨響，原(yuan)來是隔(ge)音材(cai)料(liao)有吸水性，使得(de)在(zai)冷凝水環境下(xia)隔(ge)音材(cai)料(liao)形成了導(dao)電(dian)通道放電(dian)了。

張國芹以(yi)此為(wei)例稱，有(you)(you)些東西不用它，認知是想不到(dao)的，所以(yi)只(zhi)有(you)(you)通過不斷地(di)實踐，才能發現(xian)問題，解(jie)決問題，找到(dao)平(ping)衡點(dian)，而團隊的設計(ji)水平(ping)也會(hui)在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中得到(dao)提高。

總體(ti)來看，中車長客(ke)的自主化探索可以將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。 列車具有完全自主知識(shi)產權、達到世界先(xian)進水(shui)平，在254項重要標準(zhun)中，中國(guo)標準(zhun)占84%。。

當然，中車(che)長客乃(nai)至(zhi)中國(guo)高鐵在自主化上的(de)巨(ju)大(da)成就少不了像張國(guo)芹這樣一線(xian)研發(fa)人員的(de)巨(ju)大(da)付(fu)出。在接受(shou)采訪時張國(guo)芹就透露過，目前(qian)因為處于出車(che)關鍵期(qi)，因此在車(che)間呆到凌晨(chen)是常(chang)有的(de)事。

【責任(ren)編輯(ji)：王占(zhan)朝(chao)】