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列(lie)車上不(bu)倒的硬幣、春運前(qian)整裝待發的“陸地航(hang)母”、以及(ji)有著完(wan)全自主知識(shi)產權的“復興號(hao)”......

高鐵，已(yi)成為中國的(de)一張“名片(pian)”。

復興號 圖片來源：中車長客

但時代不(bu)(bu)(bu)會讓人們躺在(zai)功勞簿上(shang)。隨著5G、大(da)數據、人工智能等技術的應用，高鐵領域已(yi)經出現了一條(tiao)的新的賽道——智能高鐵。德國、日本、法國等老牌鐵路強國無一不(bu)(bu)(bu)進行(xing)了戰略層面的布局(ju)。中(zhong)國當(dang)然(ran)不(bu)(bu)(bu)能落后，作為“復興(xing)號”的誕生(sheng)地——中(zhong)車(che)長春軌道客(ke)車(che)股份有(you)限公(gong)司（以下(xia)簡稱中(zhong)車(che)長客(ke)）在(zai)這一塊上(shang)自是當(dang)仁不(bu)(bu)(bu)讓。

2021年(nian)中國品牌日(ri)（5月10日(ri)至12日(ri)）前夕(xi)，觀察者網參(can)加了由國務院國資委免费菠萝视频(pin)app下载組織的“走(zou)進新(xin)國企業·智能制造(zao)”大型采訪活動(dong)，與新(xin)華社、科技(ji)日(ri)報等16家媒(mei)體一起走(zou)進中車長(chang)客。

有著15年(nian)研發工(gong)作經(jing)驗的中車長客專(zhuan)家(jia)，“復興號”京(jing)張高(gao)鐵智能動車組電氣系統負責(ze)人張國(guo)芹接受觀察者網的專(zhuan)訪，向(xiang)我們詳(xiang)細介紹了中國(guo)的智能高(gao)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(zhong)車(che)長客研制(zhi)的時(shi)速350公里(li)“復興號”京張(zhang)高鐵智能動車(che)組（CR400BF-C）已于2019年開始(shi)在京張(zhang)線上投入使用。

負責“復(fu)興(xing)號(hao)”京張高鐵智能(neng)動車組電氣系統設計(ji)的(de)研發團隊(dui)是一支女設計(ji)師比例達到60%的(de)年輕隊(dui)伍，據她(ta)介紹，現階段的(de)中國智能(neng)高鐵屬(shu)智能(neng)型動車組1.0型，她(ta)們在(zai)對高鐵進行智能(neng)化設計(ji)的(de)時(shi)候主(zhu)要考慮(lv)的(de)是三個方面(mian)。

張國芹（左三）和同事、媒體人員在智能動車組車廂里

首先是智能行車(che)(che)。即在(zai)車(che)(che)輛(liang)行駛過程當中，利用自動(dong)(dong)駕(jia)駛、導航定位、環境感知等(deng)技術，確(que)保車(che)(che)輛(liang)運(yun)行更安(an)全、自動(dong)(dong)、準點、節能，提(ti)(ti)高(gao)車(che)(che)輛(liang)的(de)應急(ji)(ji)處(chu)置(zhi)能力(li)(li)。以她們研(yan)發的(de)京張線為例，車(che)(che)上的(de)安(an)全監測系統可以精準檢測車(che)(che)輛(liang)部件的(de)安(an)全性；地震預(yu)警系統可以在(zai)附近發生地震時為車(che)(che)提(ti)(ti)供應急(ji)(ji)處(chu)置(zhi)；應急(ji)(ji)牽引系統則是借助(zhu)動(dong)(dong)力(li)(li)電池技術，可以在(zai)鐵路接觸(chu)網失效的(de)情況下讓(rang)列車(che)(che)憑自身動(dong)(dong)力(li)(li)運(yun)行到最近的(de)車(che)(che)站。

然后是(shi)智能服(fu)務。她們希望(wang)能夠(gou)讓旅客在(zai)乘車(che)時，從(cong)感觀(guan)、視(shi)覺(jue)、乘坐舒適性體驗能有(you)一(yi)個不(bu)容易(yi)被察覺(jue)，但是(shi)又很舒服(fu)的(de)一(yi)個提升。為此團隊采用了智能感知技術和變頻空調，進行燈光顏(yan)色、車(che)窗顏(yan)色、溫(wen)度、壓(ya)力(li)波和噪音(yin)等方(fang)面(mian)的(de)調節，涉(she)及(ji)感官的(de)方(fang)方(fang)面(mian)面(mian)。以八達嶺站(zhan)為例，該站(zhan)深102米，有(you)著1.1萬帕(pa)的(de)壓(ya)差，當列(lie)車(che)高(gao)速駛過(guo)時，人耳(er)會有(you)類似飛機起(qi)飛時的(de)感覺(jue)。空調設計(ji)團隊通過(guo)優化(hua)壓(ya)力(li)調節，可以使(shi)(shi)車(che)內壓(ya)力(li)能夠(gou)在(zai)過(guo)站(zhan)期間有(you)一(yi)個緩慢的(de)變化(hua)，使(shi)(shi)人耳(er)的(de)感受不(bu)那么明顯。

另(ling)外(wai)她們(men)還(huan)會在信(xin)息推送上給乘客(ke)一(yi)個便利的引導(dao)，借助智(zhi)能(neng)交互(hu)終(zhong)端，方便乘客(ke)在屏幕或手機投屏等方式觀(guan)看影視、娛(yu)樂的同時能(neng)夠(gou)瀏覽到必要的列(lie)車信(xin)息。除此之外(wai)還(huan)有(you)WIFI拓展業務、5G直(zhi)播等技(ji)術，總之就(jiu)是利用這些技(ji)術應(ying)用，有(you)效提(ti)高(gao)人(ren)和(he)車的互(hu)聯能(neng)力，提(ti)高(gao)服(fu)務效率和(he)乘務管理(li)質量。

最后的(de)(de)智能運維就是(shi)旅客看(kan)不到(dao)的(de)(de)領域了(le)。這(zhe)是(shi)由列車(che)、地面、車(che)地數(shu)(shu)據傳輸三個部(bu)分構成(cheng)的(de)(de)數(shu)(shu)據交互和共享系統。它會打通用車(che)單位跟(gen)零(ling)件供應商的(de)(de)研(yan)發、實驗、運行和維護數(shu)(shu)據，進而實現(xian)車(che)輛關鍵部(bu)件的(de)(de)評(ping)估(gu)，診斷部(bu)件狀態，實現(xian)故(gu)障的(de)(de)精(jing)確定(ding)位，并發出必(bi)要的(de)(de)預警，對預測(ce)結果進行大數(shu)(shu)據的(de)(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象，張國(guo)芹表示，我國(guo)自主(zhu)研發的“復興號”高速(su)動車(che)組作為全球首(shou)個以(yi)350公(gong)里時速(su)進行商(shang)業運營(ying)的高速(su)列車(che)，其持續穩定的運行本身就(jiu)是列車(che)的自動化水平和安全運營(ying)水平達到一定層次(ci)證明(ming)。

在(zai)這個(ge)基(ji)礎上，中車(che)長客團隊自主研發了高(gao)鐵智能化所需的傳感(gan)器(qi)(qi)、配(pei)件、軟件。單就安全檢測系統，京張高(gao)鐵智能動車(che)組(zu)就要加裝(zhuang)168個(ge)振動傳感(gan)器(qi)(qi)，除此之外的空調、噪(zao)聲監(jian)測等功能也全都需要加裝(zhuang)傳感(gan)器(qi)(qi)，全車(che)最(zui)終(zhong)的監(jian)測點(dian)(dian)多達(da)2700個(ge)，比之前(qian)的高(gao)速動車(che)組(zu)多了200-300個(ge)，而每個(ge)監(jian)測點(dian)(dian)往往需要不(bu)止一個(ge)傳感(gan)器(qi)(qi)，全車(che)的加裝(zhuang)量可(ke)想而知。

京張高鐵智能(neng)動(dong)車(che)組在列車(che)內(nei)裝上已經(jing)有了品質(zhi)的(de)提升(sheng)，不(bu)過若從車(che)廂的(de)大(da)小和外(wai)觀上看的(de)話同其(qi)他復興號(hao)并不(bu)會有多大(da)區(qu)別。全(quan)車(che)最(zui)主要(yao)的(de)外(wai)觀變化(hua)在于車(che)頭(tou)(tou)，通過借助鷹隼造型(xing)的(de)仿生學設計，可使車(che)頭(tou)(tou)降(jiang)阻14%，節能(neng)7%-8%。

張國(guo)芹表示，中車(che)長客(ke)現(xian)在京張高鐵(tie)智(zhi)(zhi)能(neng)動車(che)組(zu)是智(zhi)(zhi)能(neng)型(xing)動車(che)組(zu)1.0型(xing)，以利用智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)技術提高自(zi)動化(hua)、集成化(hua)、方便(bian)旅客(ke)、提升(sheng)安全性為主，后面還有很大的發展空間(jian)。比如(ru)讓列車(che)實現(xian)自(zi)主學習迭(die)代，那樣(yang)就是智(zhi)(zhi)慧列車(che)了，當(dang)然，這個過程(cheng)有一(yi)條很長的路(lu)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(guo)芹表示，放眼全(quan)球，各國(guo)的高鐵智能(neng)化發展都很快，比如利(li)用(yong)5G通信技(ji)術、安全(quan)保障、行程(cheng)服(fu)務等，而她們團隊在設計中國(guo)智能(neng)高鐵時就暗自(zi)定下目標，要(yao)實(shi)現技(ji)術引(yin)領，造出(chu)最(zui)好(hao)的車(che)，帶來最(zui)大的便利(li),“滿足人民日益增長的對美好(hao)出(chu)行的需求”。

從目(mu)前來看，在(zai)時速350公里并(bing)投入應用這(zhe)一(yi)檔，中車長客(ke)乃至(zhi)整個中國高鐵領域的(de)(de)(de)優(you)勢(shi)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)很(hen)大的(de)(de)(de)，尤其是(shi)(shi)在(zai)自動駕(jia)駛和應急處(chu)置這(zhe)一(yi)塊。她指出，我國環境變(bian)化(hua)多端且大負荷的(de)(de)(de)高鐵網絡為(wei)她們積(ji)累了豐富的(de)(de)(de)時速350公里高鐵運營經驗(yan)，這(zhe)是(shi)(shi)其他國家沒有的(de)(de)(de)。比如一(yi)列(lie)車從哈爾濱(bin)開到(dao)廣州(zhou)，一(yi)路上相(xiang)當于一(yi)直在(zai)做溫度交變(bian)實(shi)驗(yan)，暴露出的(de)(de)(de)問題相(xiang)當于寶(bao)貴的(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)經驗(yan)，能(neng)夠(gou)讓(rang)她們有積(ji)累并(bing)發展下去(qu)。

張國(guo)(guo)(guo)(guo)芹表示(shi)，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)高鐵(tie)仍(reng)需要加(jia)強基礎研發領域的投入，這一點非常重(zhong)要。隨著(zhu)我國(guo)(guo)(guo)(guo)向(xiang)更高性能的列車發起挑戰，以智(zhi)能高鐵(tie)全壽命(ming)周(zhou)期管(guan)理為目標，需要摸索清(qing)楚在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)高鐵(tie)在(zai)實際運(yun)營條(tiao)件下零部件和各系統的運(yun)行(xing)規律(lv)，國(guo)(guo)(guo)(guo)際上也沒有類(lei)似的研究先例，這也意味(wei)著(zhu)，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)高鐵(tie)只(zhi)有自主創新這一條(tiao)道路可走。

中車(che)長客的高速列(lie)車(che)系統(tong)集成國家工(gong)程實(shi)驗(yan)(yan)室于2010年投入使用，是開(kai)展軌道車(che)輛整車(che)及關鍵部件基礎(chu)技術、仿真(zhen)分(fen)析、試(shi)驗(yan)(yan)驗(yan)(yan)證(zheng)的研發機構，建設有(you)整車(che)聲學、碰(peng)撞(zhuang)吸能、電磁兼容等32個試(shi)驗(yan)(yan)臺（室），和1個數(shu)據處理(li)中心，實(shi)現了軌道車(che)輛領域(yu)IEC61133標(biao)準要求的整車(che)型式試(shi)驗(yan)(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(guo)去，憑借著(zhu)在實踐(jian)上獨一無二的(de)優勢，中(zhong)國(guo)高鐵走出了一條獨特的(de)自(zi)主(zhu)化道路。

比(bi)如在(zai)(zai)設計“復興(xing)號”時，中(zhong)車長(chang)客希望能把列車上(shang)分散分布的(de)幾個高壓(ya)部件集中(zhong)在(zai)(zai)一(yi)起，并進行降噪處(chu)理，她們一(yi)開始(shi)用了(le)一(yi)種帶(dai)孔洞的(de)隔(ge)音材料，結(jie)果在(zai)(zai)試驗過程中(zhong)高壓(ya)箱放電(dian)(dian)發出巨響(xiang)，原來是隔(ge)音材料有吸(xi)水性，使(shi)得(de)在(zai)(zai)冷凝水環境下隔(ge)音材料形成了(le)導電(dian)(dian)通道放電(dian)(dian)了(le)。

張國芹(qin)以此為例稱(cheng)，有些東西不用它，認知(zhi)是(shi)想不到(dao)(dao)的(de)，所以只有通過不斷地實踐，才(cai)能發現問(wen)題，解決問(wen)題，找到(dao)(dao)平衡點(dian)，而團隊(dui)的(de)設計水(shui)平也會在這一(yi)過程中得到(dao)(dao)提(ti)高(gao)。

總體來看(kan)，中(zhong)車(che)長客的自(zi)主化(hua)探(tan)索可以將2017年“復興號(hao)”中(zhong)國標準(zhun)動(dong)車(che)組(zu)上線運行作為重要(yao)節點。 列車(che)具有完全自(zi)主知識產權、達到世界先(xian)進水平，在254項重要(yao)標準(zhun)中(zhong)，中(zhong)國標準(zhun)占84%。。

當然，中(zhong)車長客乃至中(zhong)國(guo)(guo)高鐵在(zai)自(zi)主化上的(de)巨(ju)大成就少不(bu)了像(xiang)張(zhang)(zhang)國(guo)(guo)芹(qin)這(zhe)樣一線研(yan)發(fa)人員的(de)巨(ju)大付出。在(zai)接受采(cai)訪時(shi)張(zhang)(zhang)國(guo)(guo)芹(qin)就透露(lu)過，目前因為處于出車關鍵期(qi)，因此(ci)在(zai)車間呆到(dao)凌晨是常(chang)有(you)的(de)事。

【責(ze)任編(bian)輯：王占(zhan)朝】