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7月9日,第十二届世界高速铁路大会“创新让生活更美好”和“发展让生活更美好”两场圆桌论坛在国家铁道试验中心举行,下面是圆桌论坛1部分嘉宾的现场发言,供参阅。

铁路诞生200年了。

1825年,英国,斯托克顿—达灵顿铁路正式通车,列车最高运行时速24公里;

2025年,中国,CR450动车组样车跑出每小时450公里的全球最快速度,再次刷新纪录。

从时速24公里到时速450公里,跨越200年的巨变令人振奋。

在这样特殊的节点,第十二届世界高速铁路大会于7月8日至11日在北京举办。

本届世界高速铁路大会吸引来自国际铁路联盟各成员单位及60余个国家、地区和国际组织的2000余名政要、驻华使节、企业高管、专家学者出席,参会人员层次高,涵盖领域广,取得了一系列重要成果,在全球高速铁路领域产生了广泛积极影响。

汇聚全球智慧,共话高铁未来。与会代表围绕“高速铁路:创新发展让生活更美好”等主题开展深度对话。国际铁路联盟和国铁负责人分别介绍了世界高速铁路和中国高速铁路发展情况,总结了成功案例和经验启示。其间举办了2场圆桌论坛和30场技术交流会,200余位各国铁路企业高管和专家学者进行了演讲发言,分享了高速铁路领域的前沿创新成果。此外,本届大会还收到27个国家、地区和国际组织700余篇论文投稿,汇聚了众多具有前瞻性和创新性的真知灼见,为未来高铁创新发展提供了有益借鉴。

(主持人)列车运行速度越快,其吸引力就越强。吸引力增强会导致需求上升,而需求上升意味着需要更多的列车。一条线路上的列车数量越多,它们之间的运行间隔就越短。然而,更高的速度需要更长的制动距离,这反过来又需要列车之间有更大的间距。速度、需求和安全之间的这一根本矛盾该如何解决?

马建军(铁科院 副总经理):就中国高铁而言,我们已研发试验时速450公里、运营时速400公里的新一代高速动车组列车,用以提升运营速度,采用轻量化动车组车体技术,有效缩短了高速列车的制动距离,既保证列车运行安全,又提高了列车运行速度。

通过优化列车运行图、增加列车编组等方式,增加高速动车组列车开行密度,比如在繁忙高铁线路上的高峰时段采用动车组重联形式,也就是由原来一趟列车8节车厢变成16节车厢,运输能力能够达到翻倍的效果。与此同时,为确保高速铁路运营安全和有序,中国还研制应用了列车运行控制系统CTCS、调度集中系统CTC和运输调度管理系统TDMS,已经形成了安全成熟的高速铁路运输组织模式。

近年来,公路运输正积极推进自动驾驶系统的研发,目前高铁领域自动驾驶现状如何?特别是在运营安全以及系统设计方面,自动驾驶ATO又会带来怎样的变化?

马建军(铁科院 副总经理):2019年底我们在京张高铁实现了时速350公里高速列车的自动驾驶。司机只需要操作1个按钮,高速列车就可以实现车站自动发车、区间自动运行、到站自动停车、车门自动控制等。

从技术角度看,道路交通自主运行的核心在汽车车辆,而高铁的ATO是作为一个整体的系统来实现的,不仅是动车组列车,而且涉及轨道、信号、调度指挥等多个专业,关系到整个高铁的运输组织和旅客服务,具有复杂性和高安全性。

安全是铁路运输永恒的主题。应用高铁ATO的安全性绝不会低于现有水平,自动化技术还将进一步减少人因风险。

ATO是高铁技术的发展方向,也是智能高铁的一个重要组成部分。未来的高铁ATO将具备列车运行环境自感知、安全态势自评估、设备故障自诊断的能力,促进高速铁路向更加安全、更加高效、更加智能、更加绿色的方向发展。

为提升现有基础设施的运力,可能的解决方案有哪些?决定性因素是机车车辆的运力,还是信号系统?

伊斯梅尔·哈基·穆尔塔扎奥格鲁(土耳其国铁 副总经理):我认为火车是我们的实力,而信号系统则是我们的智慧,因此我们需要用智慧来管理实力或者说运力。

传统的信号系统是通过固定的区间来管理交通的,这保证了行车的安全。将交通限制在特定长度的区间之内,因此线路的通行能力被压缩在这些固定的时间间隔之内。然而,现代系统能够让我们超越这些限制。得益于实时监控、自适应安全距离、移动闭塞系统以及自动控制和保护系统,列车可以更紧密地运行,同时确保安全。

当然,列车在运力管理方面也发挥着重要作用。运力更多的铁路车辆、注重能效的系统有助于提升容量,并对运营系统的经济和效率作出贡献。但是,如果没有智能系统,这种设置在轨道车辆上的巨大动力就无法得到充分展现和管理。

随着机车车辆和路网运营周期的持续延长,养护维修将成为未来技术创新的关键领域。这是否意味着我们的高铁技术装备维护将成为列车速度进一步加快的制约或影响因素?

伊斯梅尔·哈基·穆尔塔扎奥格鲁(土耳其国铁 副总经理):我认为基础设施的维护管理,是制约列车速度的一个因素,不仅如此,随着速度提升,除了技术要求外,安全性和运营因素也愈发关键。高铁是一个严密的系统,其中所有的组件必须在非常低的容差范围内完美地协调工作。因此,铁路系统的维护已经不再是传统意义上的流程,而是一门必须借助高精度传感器连续监测系统和预测分析来执行的学科。

然而,问题不止于此。气候变化及其影响正日益凸显,直接影响着列车的运行速度、安全性和舒适性。所以,要在铁路系统中维持最优运行速度,基础设施和系统维护是我们需要优先夯实的根基。除此之外,未来铁路系统在更快的同时,还必须具备更强的气候韧性、更灵活的运营功能,并贯彻环保管理理念。

速度、需求和安全之间的这一根本矛盾该如何解决呢?

丁叁叁(中车四方 副总工程师):一方面,系统能力需要提升。速度提升对牵引与制动功率、承载及抗冲击能力等提出更高要求。在车辆设计方面,我们的首要任务是深化轻量化设计,实现列车轻量化与高强韧的平衡;在信号系统领域,进一步升级至移动闭塞技术,列车在更高运行速度下的最小追踪间隔将持续缩短;在基础设施与运营管理层面,需同步优化部分轨旁设施参数、科学规划实现网络化高效运营,以及优化快速安检与登乘流程等。

另一方面,我们可通过多维度调控手段平衡不断增加的客流需求,使其在不同时间、区域和速度等级间实现均衡分布。例如实施分区域、分时段的混合速度运营模式,采用分速度等级、分季节的差异化票价策略等。我们现在针对特殊地形,也在进行更多创新。总之,破解速度、需求、安全之间矛盾的根本之道是以颠覆性创新实现范式超越。

用于公路运输的自动驾驶车辆的研发工作正在积极推进,对于高铁相关方面发展有什么影响?在运营、安全以及系统设计方面,自动驾驶会带来怎样的变化?

丁叁叁(中车四方 副总工程师):当前,自动驾驶技术在高铁方面的应用发展受到几方面影响:环境感知的局限性、人机协同的兼容性挑战、安全验证的技术瓶颈以及系统集成的复杂性。

为了更高效地推进这项事业,我想特别指出当前仍需克服一系列关键挑战:运营模式革新方面,我们将推动运营模式从“人工调度、司机操作、被动响应”的传统范式,转型升级为“数据驱动、智能协同、主动防护”的新体系;安全边界重构与防护体系升级方面,我们将突破传统“以成本换安全冗余”的思维定式,转向基于自主状态监测、智能容错控制与主动防护的新范式;驱动全域系统升级方面,可依托集中化管控优势,实现软硬件协同的全域一体化升级。总的来说,安全第一,我们需要以更加谨慎的态度去发展相关技术。

人工智能在哪些领域以及通过哪些应用为高速铁路带来附加值?体现在预测性维护、调度、旅客体验、运营优化中的哪些方面?

丁叁叁(中车四方 副总工程师):我们已然步入人工智能时代。在这个时代,万事万物都开始与之产生深度关联,人工智能广泛应用于设计、制造等众多相关领域。

在预测性维护方面,人工智能技术正推动我们从传统的计划性维护转向基于精准预测的状态维护,从故障修复模式升级为预测性自主维护,我们有望破解多源感知融合分析、三维视觉智能诊断等难题;在运营领域,人工智能正推动我们实现从经验驱动的计划调度向动态优化模式转型;客运服务领域则包含了智能咨询应答、无缝换乘导航、安检无感通行、无障碍设施适配,以及基于需求预测的站车服务资源配置。

当前,我们在数据积累、专业化应用、边缘计算能力乃至基础算力水平等方面还面临挑战。我们要做好充足的准备,仍需持续探索。

素材来源:综合自人民日报、人民铁道等

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