福厦高铁打造智能跨海高铁

　　穿山越海、跨越天堑，历经6年建设，我国首条设计时速350公里的跨海高铁——福厦高铁不久前开通运营，中国高铁正式迈入“跨海时代”。

　　数字化仿真、智能传感、智能分析……作为我国智能铁路最新科技成果的集成化应用，福厦高铁是继京张高铁、京雄城际之后建成投用的又一条智能高铁。

9月28日，复兴号智能动车组从福厦高铁乌龙江大桥上驶过（无人机照片）

　　新华社记者　林善传　摄

　　智能建造　打造“数字孪生”

　　福建，自古就有“八山一水一分田”的说法。在重峦叠嶂的八闽大地打通隧道，还要以极高时速跨越大海，福厦高铁面临着“山”“海”双重挑战。

　　如何在各种复杂的自然地理环境中选线选址？设计团队运用空天地一体化测绘技术，实现了设计控制要素自动解译与精准提取，结合收集的各类选线控制因素录入系统，进行三维智能选线，为福厦高铁建设选出一条绿色经济的线路。

　　尽管如此，选出来的线路仍然是“只堪图画不堪行”。“正线桥梁84座、隧道29座，桥隧比高达85.1％。”东南沿海铁路福建有限责任公司副总经理吴建华介绍，福厦高铁全线途经高风险隧道4座，存在浅埋偏压、涌水涌泥、断层破碎带等不稳定因素。同时，特殊桥跨多，结构形式新颖复杂，主跨150米以上特殊结构达14联。

　　BIM（建筑信息模型）技术的应用，为福厦高铁穿山越海带来了可能。设计团队在虚拟世界构建了一个数字地面模型——福厦高铁的“孪生兄弟”，被称为“数字孪生”。这个虚拟的高铁模型不光外形像，连里面的“血管”和“神经”都能够分层展现，甚至可以模拟施工全过程。

　　BIM技术在铁路建设中的全线全专业应用，在我国跨海高铁建设领域尚属首次。“福厦高铁实现了全线桥梁、路基、隧道、站场、接触网与轨道、立交道路的模型构建，提供了77处立交道路与7处站场概念模型的构建，精准预测了施工中可能发生的1000多个问题，从一开始就自带‘智慧基因’。”中铁第四勘察设计院集团有限公司福厦高铁BIM总设计师孙泽昌说。

　　从图纸上的笔画线条到现实中的钢筋水泥，福厦高铁“立了起来”。9月28日，伴随着列车首发的一声长长汽笛，福厦高铁实现了从“规划图”到“实景图”的愿景。

　　智能调度　运筹千里之外

　　10月11日，走进福州动车段福州南动车二所，在崭新的检修库内，4列底色银灰、车身绘有红橙黄三色“飘带”的“复兴号”智能动车组列车依次排开，气势非凡。

　　作为福厦高铁动车组的检修基地，福州动车段调度应急指挥中心担负着列车运行的指挥、开行计划与组织、车流调整，被称为“神经中枢”。

　　中国铁路南昌局集团有限公司福州动车段调度应急指挥中心主任郝旭介绍，福州南动车二所是福建区域最智能化、数字化的动车所，在全国动车所中首次采用全流程、全方位、全智能的动车组智能运维综合管理平台。平台面向动车组运维全领域，整合既有系统资源，打破系统分散、信息孤岛现象，实现信息共享。

　　“涵盖动车组画像、技术管理、关键作业过程监控、故障应急处置等系统的综合管理平台，为动车组运维提供多层次、多视角、多场景的决策支持，让调度员运筹三尺之间，调度千里之外。”中国铁路南昌局集团有限公司福州动车段技术科工程师陈锦熙说。

　　福厦高铁的智能调度还体现在列车上。陈锦熙是“复兴号”智能动车组列车的一名随车工程师，与传统的高铁动车相比，他感觉最大的变化是福厦高铁随车应急调度更安全、更方便、更高效。

　　“以前，一个人要盯着好几个监控屏，且监控屏都是数字代码，一串代码代表一个列车某方面的运行状态。如果出故障了，我们要根据代码去查找相对应的问题进行检修，耗时耗力。”陈锦熙说，如今，“复兴号”智能动车组列车在监控室配备了智能监控屏，将以往多个监控屏的软硬件功能集成到一个触摸屏上，用直观的图像显示方式监控整个列车状态。

　　据介绍，调度中心通过运维系统，结合“复兴号”智能动车遍布全车各个角落的2500多个传感器，能够实时采集千里之外线上动车组1500余项运行信息。在列车运行过程中，子系统传来的数据超出正常波动范围时，系统不仅会自动预警，而且人工智能系统能根据预设安全策略做出判断和决策，构成动车组运维全方位、无死角的安全监测“天网”。

　　智能保障　护航跨海高铁

　　6月28日，在福厦高铁湄洲湾跨海大桥，搭载新技术部件的新一代CR450动车组试验列车以单列最高时速453公里、双向两列相对交会最高时速891公里运行，跑出高速度。

　　如何在强风强腐蚀的海洋环境中保障列车安全高速通过跨海大桥？福厦高铁综合应用智能传感、物联网、云计算、地理信息、卫星导航等现代信息技术，建立了完整的大跨桥梁与轨道一体化健康监测系统，研发了集群式桥轨综合监测管理平台。

　　“通过24小时实时监测管理平台，我们可以对桥轨结构运营期间各项参数进行实时监测、动态分析、快速诊断，为大桥运营管理和养护提供科学依据，提高桥梁结构的可靠性、使用性、耐久性。”中铁第四勘察设计院福厦高铁桥梁健康监测系统设计负责人梁金宝说。

　　据介绍，高铁“四电”工程是福厦高铁“桥轨一体化”健康监测系统的重要抓手，相当于人的经脉、眼睛、体能和神经，共同为高速奔跑的列车提供动能及指引。

　　中国铁建电气化局项目技术负责人李凯介绍，这组由自动立杆设备、自动腕臂机器人、恒张力放线等组成的智能装备，仅需七八个操作人员就可以完成以往几十乃至上百人的工作量，一改往日接触网工高空铺网的人海战术。

　　通过自主行走的检测机器人，技术人员可快速准确采集接触线高度、拉出值、坡度等几何参数，清晰识别线路接触网零部件状态，让高铁跑得更稳。

　　为了应对沿海地区台风、强降雨等恶劣天气给铁路设备带来的不良影响，福厦高铁还通过高铁灾害大数据分析应用，实现了对关键气象灾害的风险识别和精细化预警，进一步提升了铁路防灾减灾能力。