科技日报记者 何亮
智能，是京张高铁最亮丽的标签。
到点自动发车、区间自动运行、到站自动对标停车、车门站台屏蔽门联动开启……2019年12月30日，京张高铁甫一亮相，便在全球第一次实现了运营时速350公里的有人值守自动驾驶。
2024年12月30日，京张高铁迎来开通运行5周年。五年来，京张高铁始终保持着领先水平。从智能设计、到智能建造、再到智能运维，京张高铁为我国构筑智能高铁技术体系，也为世界智能铁路建设提供了中国方案。
三维模型助力全线智能设计
“虚拟京张铁路，你一定没见过！”中铁设计集团副总工程师吕刚打开数字孪生模型，网上的京张高铁随着光标移动，依次延展开来。
在这里，无论是高山、车站抑或是轨道、桥墩，全都三维立体可视。
为实现智能铁路的建设目标，京张高铁进行了67项智能化专题科研，在全球首次实现了全线、全专业、全过程三维智能协同设计。
京张高铁建设前，设计团队利用勘探、测绘得来的数据，生成地理孪生模型，然后导入自主研发的智能算法，进行智能选线和工程设计。
吕刚告诉记者，三维智能协同设计助力选线效率和质量大幅提升，其生成的数字孪生模型还可实现施工建造精细化管理，为后期智能运营提供数字档案。
京张高铁的智能设计为技术应用树立典范。如今，借助三维模型进行线路智能设计的方法，已在新建铁路线上全面应用。
盾构掘进开启智能建造先河
“前一秒高楼林立，转眼间便进入地下”，列车从北京北站开出不久，便进入了清华园隧道。
这条隧道不简单。与北京地铁10号线、15号线、12号线相交而过，长距离并行地铁13号线，下穿7处重要城市道路、百余条重要市政管线……
怎么办？智能建造来帮忙。建设者采用先进的泥水平衡盾构机“天佑号”进行掘进，并建立了盾构智能掘进可视化云平台。
“这相当于为盾构机装上了‘天眼’，让我们时刻掌握隧道和周边构筑物的变形情况。”中铁十四局京张高铁清华园隧道盾构负责人赵斌说，这一措施有效提升了施工精度，沉降误差不超过2毫米。
不仅如此，清华园隧道还实现了管片、轨下结构的全预制机械化拼装。盾构机走过之处，隧道已“精装”完毕。
八达岭长城站——世界上埋藏最深、地下面积最大的高铁站，相当于把一幢30层高的大楼埋藏于深山之中。
研发隧道结构智能健康监测系统等，运用人车定位系统、智能交通指挥中心、视频监控信息系统……“我们用最智能、最先进的技术完成车站建设，做到施工地表零沉降、重要文物零影响。”中铁五局高级工程师胡维说。
机器问诊打造智能维护样板
“瞧，这就是车底检测机器人！”北京动车段北京北所精准分析组工长王鹏操作手持终端，机器人灵活扭动“三折叠”机械臂，车轮一级检修不到1分钟便顺利完成。
京张高铁车次和旅客数量不断增加，随之而来的是检修任务量的增加。数据显示，北京北所负责检维修的动车组由最初的13组增加到目前的31组，运行交路也由当年的8个增加到26个，任务量与工作量分别增加138%和225%。
面对繁重的检维修作业任务，北京北所的“高铁医生”建立起“动车组健康卡”循环流转信息，逐步实现了“机主人辅”的智能检维修。
“通过应用智能手段，人工作业量从原来的每日17人次一组缩减至如今的9人次一组。特别是机器人一级检修的加入，让检修时间由原来的240分钟缩短至125分钟，效率提升了近50%。”王鹏说，智能机器人在提高检修质量的同时，有效降低了职工的劳动作业强度。
北斗和5G也在赋能京张高铁的智能维护。采用防侵线报警系统与综控室客户端的联网互控、安装厘米级单兵作业人身安全防护系统……“我们不断升级‘智慧大脑’，运用最先进的数字技术持续拓展京张高铁智能运维新场景。”王鹏说。
2019年，京张高铁的开通，将北京到张家口的铁路运行时间从原来的3.5小时缩短到1小时左右。5年来，京张高铁逐步构建起“一小时生活圈”，河北张家口市融入首都经济圈、崇礼成长为驰名中外的滑雪胜地。数据显示，截至今年12月底，京张高铁5年累计发送旅客超5600万人次，五年增长近10倍！
（中国铁路北京局集团有限公司供图）
