7月10日,第十二屆世界高速鐵路大會圓滿閉幕。大會期間,30場技術(shù)交流會圍繞不同主題進(jìn)行了深入探討,200余位各國鐵路企業(yè)高管和專家學(xué)者做了演講發(fā)言,分享了高速鐵路領(lǐng)域的前沿創(chuàng)新成果和前瞻性真知灼見,為未來高鐵創(chuàng)新發(fā)展提供了有益借鑒。
主題1:人工智能與數(shù)字化
單杏花
中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司首席研究員 鐵路12306科創(chuàng)中心副主任
題 目:中國鐵路客票數(shù)字化管理與服務(wù)技術(shù)
截至2024年底,中國鐵路營業(yè)里程達(dá)到16.2萬公里,高鐵總里程突破4.8萬公里,鐵路客運車站超過3000個,每日開行列車超過10000列,其中高速列車超過8000列,鐵路客流OD數(shù)量超過66萬個。
經(jīng)過29年的發(fā)展,中國鐵路售票系統(tǒng)經(jīng)歷了6次大的技術(shù)升級與迭代:1.0版計算機(jī)售票(1996年),區(qū)域中心聯(lián)網(wǎng)售票(1997年),全國聯(lián)網(wǎng)售票(1998年),提前180天預(yù)售票(2002年),自動售票/取票、電話訂票、實名制售票(2006年—2010年),互聯(lián)網(wǎng)售票(2012年—2019年),電子客票(2020年至今)。
客票席位是鐵路客運服務(wù)旅客的核心資源,也是鐵路售票系統(tǒng)管理的核心數(shù)據(jù)。
鐵路電子客票是鐵路旅客運輸合同的數(shù)字化表現(xiàn)形式。
鐵路電子客票平臺每年為數(shù)億旅客提供電子客票服務(wù),實現(xiàn)了全行程旅客服務(wù)信息的匯聚與閉環(huán),以及雙中心雙活部署。
一體化出行服務(wù)平臺為旅客提供安全快捷、方便舒適、綠色低碳的“門到門”智慧出行服務(wù)。
主題2:基礎(chǔ)設(shè)施
Domenico Ernesto Garrubba
意大利國家鐵路集團(tuán)工程師
題 目:TINO線路檢測列車:用于監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施、配備ERTMS/ATO GoA4和傳感器的鐵路車輛原型
TINO是第一個設(shè)計并運用在意大利高速線(HSL)上的自動軌道車輛原型,主要功能是監(jiān)測線路安全狀態(tài)。
通過專用的驅(qū)動程序—機(jī)器接口,TINO可以實現(xiàn)完全遠(yuǎn)程控制。
遠(yuǎn)程駕駛:操作員通過實時視覺系統(tǒng)控制車輛,就像在車上一樣。自動駕駛:ATO系統(tǒng)負(fù)責(zé)指揮,優(yōu)化牽引力并降低能耗。在這兩種模式下,ERTMS/ETC都確保了安全性。
控制和監(jiān)視系統(tǒng)旨在通過檢測、識別和跟蹤沿線的障礙物來確?;A(chǔ)設(shè)施的安全,并監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施的狀況。目標(biāo)探測主要在夜間列車交通中斷時,在雨、霧等任何天氣條件下均可進(jìn)行。
未來,TINO經(jīng)平臺整合并認(rèn)證后將在國家ERTMS/ETCSL2高速鐵路上運行。有了先進(jìn)設(shè)備的加持,車輛可以在不干擾軌道交通的情況下運行,從而實現(xiàn)連續(xù)不間斷的監(jiān)控。TINO可用于關(guān)鍵場景(如地震后),不會給人員埋下安全隱患,即使在惡劣條件下也能確??焖贆z查。一旦系統(tǒng)通過驗證,該平臺可以配備任何技術(shù),將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿訉嶒炇摇?/span>
主題3:社會經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與商業(yè)
聞克宇
中國鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院有限公司經(jīng)濟(jì)與管理研究所所長
題 目:高鐵對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要貢獻(xiàn)
近年來,中國高速鐵路以速度快、覆蓋廣、綠色環(huán)保等優(yōu)勢,改變了國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。截至2024年底,中國高鐵營業(yè)里程達(dá)4.8萬公里,位居世界第一。
高鐵促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。例如,合蚌高鐵、合福高鐵等開通運營后,2024年合肥市生產(chǎn)總值超過了1.3萬億元,常住人口達(dá)到1000萬人,較2014年分別增長162%、30%。根據(jù)中國社科院發(fā)布的白皮書,通高鐵的城市比不通高鐵的城市可持續(xù)競爭力高出57%。
高鐵激發(fā)旅游消費需求。據(jù)測算,旅游人數(shù)每增加1萬人,能夠帶動當(dāng)?shù)芈糜问杖朐黾?400萬元。京滬高鐵開通運營以來,拉動沿線旅游業(yè)增收2萬億元以上。京廣高鐵武廣段開通運營后的第一個春節(jié),乘坐高鐵到武漢的游客超過5萬人次,高鐵旅游團(tuán)近1000個,國內(nèi)外游客同比分別增長187%和75%。
綠色動脈:高鐵單位旅客周轉(zhuǎn)量能耗為公路的35%、民航的13%,碳排放為公路的80%、民航的28%,同等運輸能力下,高鐵的占地面積是高速公路的1/10。
經(jīng)濟(jì)引擎:每1億元高鐵投資,能創(chuàng)造10億元以上產(chǎn)值,提供就業(yè)崗位600多個。相比不通高鐵的城市,通高鐵城市的可持續(xù)競爭力高出57%。
綜上所述,高鐵為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、加速國家現(xiàn)代化進(jìn)程作出了重要貢獻(xiàn)。未來,中國將繼續(xù)加強(qiáng)與世界各國合作,讓世界上更多民眾分享高鐵帶來的紅利。
Zhenhua Chen
美國俄亥俄州立大學(xué)副教授
題 目:增長的軌跡:“全球東方”崛起中的高速鐵路
在中國、日本和韓國等國家,高鐵有助于大幅減少旅行時間,實現(xiàn)當(dāng)天往返商務(wù)旅行;重塑勞動力和住房分布,促進(jìn)更靈活的通勤和人口流動;通過改善市場準(zhǔn)入、資本準(zhǔn)入和人才準(zhǔn)入,助力二三線城市發(fā)展;設(shè)定技術(shù)、運營和基礎(chǔ)設(shè)施融資的全球標(biāo)準(zhǔn)。
高鐵還有助于可持續(xù)發(fā)展,比航空和公路運輸污染物排放更低,可助力實現(xiàn)國家氣候目標(biāo)。
亞洲密集的人口和快速增長的經(jīng)濟(jì)帶來對鐵路的自然需求。全球化和國家主導(dǎo)的投資促成了高速鐵路在21世紀(jì)的繁榮。
當(dāng)以美國為代表的西方世界仍在與以汽車為核心的交通角力時,亞洲國家已迅速將高鐵納為現(xiàn)代一體化城際交通網(wǎng)絡(luò)的骨干。研究亞洲高鐵發(fā)展情況,符合對日益增長的可持續(xù)、低排放交通方式的需求;是促進(jìn)區(qū)域公平與經(jīng)濟(jì)融合的需要;能夠緩解城市擁堵并建設(shè)更具韌性的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。
在亞洲,高鐵既是交通運輸現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,也是一種空間重組和復(fù)原力建設(shè)的手段。比如,中國內(nèi)陸地區(qū)的一體化;日本、韓國密切了以股權(quán)為導(dǎo)向的聯(lián)系。這些變化反映了超出成本效益邏輯的系統(tǒng)級目標(biāo)。
在“全球東方”,高鐵不僅是一種技術(shù)進(jìn)步,而且是深層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的催化劑。
主題4:機(jī)車車輛和新系統(tǒng)性能
李永恒
中國國家鐵路集團(tuán)有限公司科技和信息化部 裝備技術(shù)處處長,正高級工程師
題 目:CR450動車組的創(chuàng)新突破
經(jīng)過幾十年不斷創(chuàng)新和發(fā)展,中國構(gòu)建了高速列車研發(fā)、制造、試驗、維修等完整的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系,商業(yè)運營速度達(dá)到350km/h。
CR450動車組是具備更高速、更安全、更節(jié)能、更舒適、更環(huán)保、更智能等特點的下一代高速列車,通過高指標(biāo)的引領(lǐng),促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,推動鐵路技術(shù)進(jìn)步。
經(jīng)過論證,我們制定了運行速度、緊急制動距離、能耗、噪聲這四項頂層設(shè)計指標(biāo),并組織開展高速運行安全、輕量化設(shè)計、減阻降耗、減振降噪、智能化控制等技術(shù)攻關(guān)。
為探索動車組400km/h運行相關(guān)參數(shù)、驗證新技術(shù)研究效果,我們組織開展了三個階段的前期探索試驗。經(jīng)過多年持續(xù)攻關(guān),CR450動車組樣車于2024年12月正式發(fā)布。
下面介紹CR450動車組的主要技術(shù)創(chuàng)新。
一是圍繞運行速度指標(biāo),主要從提升牽引驅(qū)動能力、走行部運行安全、弓網(wǎng)受流安全等方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。比如,采用新型齒輪箱和高精度軸承實現(xiàn)高速溫升可控。實車試驗速度超過了450km/h,各項指標(biāo)符合設(shè)計要求。
二是圍繞緊急制動距離指標(biāo),主要從制動能力提升、輕量化方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。比如,通過縮短制動響應(yīng)時間、優(yōu)化輪軌黏著利用、提升基礎(chǔ)制動熱負(fù)荷能力等實現(xiàn)制動能力提升;通過結(jié)構(gòu)、材料、功能的優(yōu)化實現(xiàn)減重目標(biāo)。實測400km/h初速度緊急制動距離少于6500m。
三是圍繞能耗指標(biāo)要求,主要在提高牽引鏈效率、降低列車運行阻力兩方面進(jìn)行創(chuàng)新突破。比如,永磁牽引電機(jī)、高效牽引變流器等實現(xiàn)牽引鏈效率提升;采用頭型優(yōu)化、受電弓和轉(zhuǎn)向架區(qū)域流場優(yōu)化等措施實現(xiàn)運行阻力降低。實測400km/h運行能耗低于22kWh/km。
四是對于噪聲指標(biāo)要求,主要在噪聲源控制和噪聲傳播路徑控制兩方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。比如,通過降低氣動噪聲和設(shè)備噪聲來降低噪聲源;通過吸聲隔聲材料和減振結(jié)構(gòu)來抑制噪聲傳播。實測400km/h運行時客室內(nèi)噪聲為68dB。
五是在列車智能化方面進(jìn)一步提升。比如,設(shè)置更多監(jiān)測項點,采用TSN時間敏感網(wǎng)絡(luò),開展車地多維信息綜合分析。實現(xiàn)行車與控制、智能交互、安全監(jiān)控等方面更加智能化。
六是提升旅客體驗,如優(yōu)化服務(wù)設(shè)施、設(shè)置不同形式的包間、增加智能指引等功能。目前CR450動車組已完成型式試驗,即將開展運用考核工作。CR450動車組以400km/h運行的制動距離、能耗和噪聲的實測值與既有復(fù)興號動車組以350km/h運行相當(dāng)。
未來,愿與各國伙伴一道,通過開放協(xié)同、合作交流,不斷推動高速列車技術(shù)創(chuàng)新,書寫美好生活新篇章。
主題5:運營與乘客體驗
李 博
中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司研究員 中國鐵路列車運行圖技術(shù)中心副主任
題 目:高鐵列車運行圖智能編制技術(shù)解決方案
列車運行圖編制問題的理論本質(zhì),就是超大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)全要素、多目標(biāo)、多約束、強(qiáng)耦合的組合優(yōu)化問題,問題規(guī)模隨著路網(wǎng)規(guī)模的增長呈現(xiàn)指數(shù)級爆炸。以京滬高鐵為例,理論上其全要素決策的組合規(guī)模達(dá)到10的1000萬次方以上。這種規(guī)模下,找到又好又快的解決方法是世界級數(shù)學(xué)難題。
中國高鐵路網(wǎng)規(guī)模大、線路銜接復(fù)雜、樞紐數(shù)量多、列車開行距離長、跨線占比高等特點以及運行圖評價的多目標(biāo)博弈性,導(dǎo)致列車運行圖智能編制技術(shù)創(chuàng)新難度非常大。
為了逐步推動列車運行圖智能編制技術(shù)研究和應(yīng)用,我們設(shè)計了運行圖智能化編制級別。例如L1級別,主要實現(xiàn)樞紐、線路等單要素智能輔助編制。以廣州南站為例,它涵蓋2個車場、8個方向、28條股道,日均接發(fā)列車1100列,進(jìn)路交叉沖突識別可實現(xiàn)15秒,全天到發(fā)線運用方案生成需8分鐘,大幅減輕了工作量、提高了編制效率。
列車運行圖智能編制的重要性和高復(fù)雜性,值得我們所有的科研工作者一起攻關(guān)和突破,讓我們共同努力去實現(xiàn)這一目標(biāo)。
Gonzalo Pastor Barahona
西班牙國家鐵路公司客運子公司旅游列車主管
題 目:跨服務(wù)協(xié)同增效:旅游與豪華列車與AVE高速列車的戰(zhàn)略整合
創(chuàng)新不只是發(fā)明新事物,更在于以更智能、戰(zhàn)略的方式整合現(xiàn)有資源。西班牙將標(biāo)志性的傳統(tǒng)火車與高鐵的速度、效率和廣泛覆蓋相結(jié)合,形成“Steiner模式”,融合慢旅行的優(yōu)雅舒適與高鐵的實用性,優(yōu)化運營效率、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),為客戶無縫提供豐富的旅行體驗。
該集成模式有四大核心優(yōu)勢:旅客可通過航空或高鐵快速抵達(dá)樞紐,無縫轉(zhuǎn)乘傳統(tǒng)列車;整合減少對基礎(chǔ)設(shè)施的需求,降低運營成本;結(jié)合高鐵效率與旅游服務(wù)文化內(nèi)涵,讓高端服務(wù)更親民;顯著減少環(huán)境影響,支持物流行業(yè)高效規(guī)劃。
以澳大利亞凱恩斯地區(qū)為例,2024年超3000名旅客參與相關(guān)旅程,為當(dāng)?shù)鼐频?、餐廳帶來穩(wěn)定收入。西班牙北部的兩列特色列車與高鐵整合,結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H提供特色體驗;南部也有類似線路,讓旅客從出發(fā)到目的地享受沉浸式體驗。
列車服務(wù)融合傳統(tǒng)與現(xiàn)代:配備用高保真技術(shù)錄制的20世紀(jì)20年代原創(chuàng)搖滾樂,餐食由獲獎廚師設(shè)計,采用當(dāng)?shù)禺?dāng)季食材,行程涵蓋希臘、奧地利、阿爾巴尼亞等國家和地區(qū),2026年將拓展至塞爾維亞和黑山。
該模式通過物流整合,實現(xiàn)服務(wù)個性化與高端體驗,在歐美推廣,可適應(yīng)需求、降低成本、優(yōu)化人員配置。目前正開發(fā)新解決方案,從客戶視角簡化旅行體驗,提供一站式票務(wù)和政策系統(tǒng)。
該模式以更少資源提供超預(yù)期服務(wù),構(gòu)建有韌性、可持續(xù)且與全球理念深度連接的愿景,邀請大家到西班牙體驗鐵路旅行。
主題6:路網(wǎng)規(guī)劃與車站
Francesca Pagliara
意大利那不勒斯費德里克二世大學(xué)交通工程副教授
題 目:空鐵聯(lián)運:美國、中國和瑞士的案例研究
高鐵與航空的集成為增強(qiáng)連通性和旅客體驗提供了巨大助力。
高鐵在800公里以內(nèi)的旅行中有強(qiáng)大的競爭力,擁有航空旅行沒有的時間優(yōu)勢和便利。專用高鐵線路對于實現(xiàn)可靠性、速度和與航空的無縫集成至關(guān)重要。
我們在對比分析的過程中發(fā)現(xiàn),中國的優(yōu)點確實十分突出,因為中國的航空和鐵路一體化的程度更高,并且基礎(chǔ)設(shè)施相對較為先進(jìn)。例如,上海虹橋交通樞紐,基礎(chǔ)設(shè)施相對來說是非常先進(jìn)的,也給我們帶來很多先進(jìn)實踐參考。同時,中國在交通基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)方面也做得十分出色。
技術(shù)進(jìn)步,尤其是人工智能,將是實現(xiàn)無縫集成的關(guān)鍵。人工智能應(yīng)用程序可以優(yōu)化導(dǎo)航、行李處理和票務(wù),提供實時指導(dǎo)和個性化服務(wù)。這將有助于減少旅行者的認(rèn)知負(fù)荷,提升整體體驗。
旅客理想中的空鐵聯(lián)運是無縫的集成,包括無縫訂票、無縫換乘,從火車站到飛機(jī)場不需要提取行李,可一站式到達(dá)。未來的成功取決于合作治理、技術(shù)創(chuàng)新和以旅客為中心的方法,創(chuàng)建可持續(xù)、高效和直觀的多式聯(lián)運系統(tǒng)。
文字:鄭晨 宋佳伶 王鵬旭 井芳 高瑩圖片:佟一博 尤艇 王瑋
編輯:謝琦審校:高珊
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