原標題：電氣化鐵路裝上“數智引擎”

復興號列車穿行在拉林鐵路林芝段。新華社記者 丁增尼達攝

電氣化鐵路，是現代化鐵路運輸的重要標志，國家交通基礎設施現代化的重要體現。

1975年7月，寶成鐵路電氣化工程全部建成，新中國第一條電氣化鐵路誕生，拉開了中國鐵路現代化的序幕。半個世紀過去，從圖紙上的工筆勾勒，到數字孿生技術的多維呈現；從工人手工架線，到智能機器人自動化作業(yè)……在數智技術加持下，中國鐵路駛入嶄新發(fā)展軌道，一條條電氣化“鋼鐵長龍”在神州大地“貼地飛行”。

截至2024年底，全國鐵路營業(yè)里程已達16.2萬公里，其中電氣化鐵路超12萬公里，電氣化率達75.8%。飛馳的電氣化鐵路背后有怎樣的“數智密碼”？

簡統(tǒng)化促進智能化

“現代化鐵路發(fā)展的關鍵，在于‘四電’建設。”中國工程院院士、中國鐵道學會原理事長盧春房分析，由通信、信號、電力、電力牽引供電組成的“四電”，是高鐵的動力源和神經中樞。而技術標準，則是其重要支撐。

多年來，中國中鐵電氣化局集團有限公司（以下簡稱“中鐵電氣化局”）在牽引供電、接觸網系統(tǒng)、智能裝備等核心領域持續(xù)攻關，構建了一系列具有完全自主知識產權的關鍵技術體系，并向智能建造快速邁進。

鐵路接觸網系統(tǒng)是電氣化鐵路的核心供電設施。此前，我國鐵路接觸網多采用德、法、日等多國多種制式，型式多樣、種類龐雜。2015年，中國國家鐵路集團有限公司立項課題，中國鐵路設計集團有限公司主持、中鐵電氣化局主要參與研制，新型簡統(tǒng)化接觸網系統(tǒng)應運而生。

簡統(tǒng)化，即接觸網零部件及安裝“簡單統(tǒng)一標準化”，達到統(tǒng)一技術參數、統(tǒng)一并簡化裝備結構形式、統(tǒng)一并減少零部件種類、提高關鍵零部件服役性能的目的。與傳統(tǒng)結構相比，簡統(tǒng)化接觸網腕臂零部件在數量上減少39%、螺紋副減少57%、緊固力矩種類減少50%，產品制造的穩(wěn)定性、零部件集成度全面提高，可滿足高鐵供電系統(tǒng)運行要求。

簡統(tǒng)化為智能施工裝備提供了統(tǒng)一的接口標準，為自動化設備提供了兼容基礎。在中鐵電氣化局技術人員持續(xù)攻關下，具有完全自主知識產權的接觸網隧道自動定位測量儀等設備成功研發(fā)，達到國際先進水平。

接觸網吊柱是電氣化鐵路接觸網系統(tǒng)中的關鍵部件，其功能之一是確保隧道內接觸線與受電弓穩(wěn)定接觸。以往安裝接觸網吊柱，均采用傳統(tǒng)全站儀進行定位，耗費人工多、測量誤差較大，影響后期供電質量。接觸網隧道自動定位測量儀解決了這一難題。它通過激光傳感器實時測量儀器與被測物體的距離，再將采集數據進行處理并上傳至手機終端，實現數字電路集成化、測量計算功能自動化。

在川青鐵路青白江至黃勝關段建設過程中，這一設備大顯身手。中鐵電氣化局集團西安電氣化工程有限公司川青鐵路鎮(zhèn)黃段項目總工程師張跟宏告訴記者，接觸網隧道自動定位測量儀有效提升了接觸網施工效率和安裝精準度。

全場景適應力增強

當前，我國電氣化鐵路正向更高速度邁進，對“四電”系統(tǒng)技術標準體系提出了更高要求。中鐵電氣化局總工程師林云志說，中鐵電氣化局正成體系開展更高速的牽引供電系統(tǒng)研究，不斷推進智能裝備、數字化技術以及數據平臺等智能建造技術應用，全力以赴打造智能高鐵新標桿、世界高速鐵路新標桿。

事實上，電氣化鐵路從機械化走向智能化，不僅體現在速度的提升，更在于對復雜環(huán)境的強大適應力。在高寒、高溫、高濕、高海拔等多種極端自然條件下，中國標準電氣化鐵路實現了從容應對。

拉林鐵路是全球海拔最高的電氣化鐵路，穿行于雪域高原，最高海拔達3650米。中鐵電氣化局進行一系列技術創(chuàng)新，包括研發(fā)高原適應設備、智能遠程控制系統(tǒng)等，實現拉林鐵路在高原復雜環(huán)境下的安全穩(wěn)定運行。該鐵路全線牽引變電所采用無人值守加遠動控制系統(tǒng)，2300公里以外的西寧工作人員，動動手指便可完成工作任務。

從山區(qū)高鐵貴南高鐵，到戈壁沙漠鐵路格庫鐵路，再到大風沙鐵路蘭新高鐵，我國電氣化鐵路在數智技術賦能下，正形成覆蓋全地形、全氣候、全場景的能力，不斷積累復雜環(huán)境下電氣化鐵路建設的經驗。

智慧運維升級保障

電氣化鐵路投用后，運維成為其高效運轉的一大關鍵。包括“四電”系統(tǒng)在內，全專業(yè)、全路段的運維耗費大量人力。

為加強鐵路運維成效，中鐵電氣化局建成多專業(yè)集成的智慧運維大數據平臺，利用大數據、5G、云計算、無人機、圖像識別系統(tǒng)和智能化裝備等新手段，大幅提升鐵路安全運維保障能力。

林云志告訴記者，較以往運維模式，智慧運維大數據平臺具有“四個20%”的優(yōu)勢，即牽引供電設備管理降低運維成本20%、牽引供電設備故障率降低20%、設備大修期延長20%、接觸網零部件壽命延長20%。

從高鐵供電維護來說，接觸網懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測是其中最關鍵、最直接的環(huán)節(jié)。它的檢測圖像數據，直觀展現了接觸網缺陷，是消除缺陷和安全隱患的得力助手。中鐵電氣化局研發(fā)的高速鐵路4C視覺智能分析系統(tǒng)，采用智能識別、工業(yè)算法、知識圖譜等多技術融合方式，實現了在海量數據中快速獲取有效信息的功能，有效提升了高鐵運行安全水平。

此前，對高鐵接觸網隱患的檢測，往往需要具有6—8年經驗的檢測工程師，靠肉眼對每年超100萬張采集照片進行分析判斷。有了智能分析系統(tǒng)，高鐵接觸網的故障隱患檢測改變?yōu)椤爸悄茏R別+人工復核”形式，實現了接觸網零部件松動、缺失等1300余種隱患缺陷的高精度、高效率檢出，比傳統(tǒng)檢測方式發(fā)現隱患數量提升10倍、分析效率提升20倍以上。

鐵路牽引變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)也為鐵路運維無人化巡檢帶來變革。

“過去，我國鐵路牽引變電所除綜合自動化系統(tǒng)外，還設有視頻監(jiān)控、安防、門禁、環(huán)控、火災報警、消防監(jiān)控、在線監(jiān)測等系統(tǒng)，但各系統(tǒng)未完全實現信息共享、互動聯(lián)動、后臺可視化運行管理，無法適應無人化發(fā)展的需要。”林云志說。

現在，牽引變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)基于復雜場景下的機器視覺識別技術，通過整合視頻巡檢、安全防范、環(huán)境監(jiān)測、火災報警、動力照明控制及在線監(jiān)測等子系統(tǒng)數據，實現智能化巡檢和運維決策支持。該系統(tǒng)已在多個項目投入使用，安全高效地完成所內設備運行狀態(tài)監(jiān)測及巡檢等工作。

50年間，中國電氣化鐵路不僅加速了人流物流的暢通，也成為國家現代化發(fā)展的加速器。一代代電氣化建設者接續(xù)奮斗，用智慧和汗水繪就縱橫中華大地的鐵路網絡，推動中國鐵路邁向智慧化、智能化。

來源：科技日報