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場技術交流會圍繞不同主題進行了深入探討,200余位各國鐵路企業(yè)高管和專家學者做了演講發(fā)言,分享了高速鐵路領域的前沿創(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:人工智能與數字化
單杏花
中國鐵道科學研究院集團有限公司首席研究員 鐵路12306科創(chuàng)中心副主任
題 目:中國鐵路客票數字化管理與服務技術
截至2024年底,中國鐵路營業(yè)里程達到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數量超過66萬個。
經過29年的發(fā)展,中國鐵路售票系統(tǒng)經歷了6次大的技術升級與迭代:1.0版計算機售票(1996年),區(qū)域中心聯網售票(1997年),全國聯網售票(1998年),提前180天預售票(2002年),自動售票/取票、電話訂票、實名制售票(2006年—2010年),互聯網售票(2012年—2019年),電子客票(2020年至今)。
客票席位是鐵路客運服務旅客的核心資源,也是鐵路售票系統(tǒng)管理的核心數據。
鐵路電子客票是鐵路旅客運輸合同的數字化表現形式。
鐵路電子客票平臺每年為數億旅客提供電子客票服務,實現了全行程旅客服務信息的匯聚與閉環(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。
主題2:基礎設施
Domenico Ernesto Garrubba
意大利國家鐵路集團工程師
題 目:TINO線路檢測列車:用于監(jiān)測基礎設施、配備ERTMS/ATO GoA4和傳感器的鐵路車輛原型
TINO是第一個設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)。
通過專用的驅動程序—機器接口,TINO可以實現完全遠程控制。
遠程駕駛: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)負責指揮,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保基礎設施的安全,并監(jiān)測基礎設施的狀況。目標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行。
未來,TINO經平臺整合并認證后將在國家ERTMS/ETCSL2高速鐵路上運行。有了先進設備的加持,車輛可以在不干擾軌道交通的情況下運行,從而實現連續(xù)不間斷的監(jiān)控。TINO可用于關鍵場景(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,將其轉變?yōu)橐苿訉嶒炇摇?/span>
主題3:社會經濟、環(huán)境與商業(yè)
聞克宇
中國鐵路經濟規(guī)劃研究院有限公司經濟與管理研究所所長
題 目:高鐵對經濟社會發(fā)展的重要貢獻
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,改變了國家經濟發(fā)展模式。截至2024年底,中國高鐵營業(yè)里程達4.8萬公里,位居世界第一。
高鐵促進區(qū)域經濟發(fā)展。例如,合蚌高鐵、合福高鐵等開通運營后,2024年合肥市生產總值超過了1.3萬億元,常住人口達到1000萬人,較2014年分別增長162%、30%。根據中國社科院發(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。據測算,旅游人數每增加1萬人,能夠帶動當地旅游收入增加1400萬元。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,高鐵旅游團近1000個,國內外游客同比分別增長187%和75%。
綠色動脈:高鐵單位旅客周轉量能耗為公路的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。
經濟引擎:每1億元高鐵投資,能創(chuàng)造10億元以上產值,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,高鐵為促進經濟社會發(fā)展、加速國家現代化進程作出了重要貢獻。未來,中國將繼續(xù)加強與世界各國合作,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,實現當天往返商務旅行;重塑勞動力和住房分布,促進更靈活的通勤和人口流動;通過改善市場準入、資本準入和人才準入,助力二三線城市發(fā)展;設定技術、運營和基礎設施融資的全球標準。
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,可助力實現國家氣候目標。
亞洲密集的人口和快速增長的經濟帶來對鐵路的自然需求。全球化和國家主導的投資促成了高速鐵路在21世紀的繁榮。
當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代一體化城際交通網絡的骨干。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;是促進區(qū)域公平與經濟融合的需要;能夠緩解城市擁堵并建設更具韌性的基礎設施系統(tǒng)。
在亞洲,高鐵既是交通運輸現代化的重要標志,也是一種空間重組和復原力建設的手段。比如,中國內陸地區(qū)的一體化;日本、韓國密切了以股權為導向的聯系。這些變化反映了超出成本效益邏輯的系統(tǒng)級目標。
在“全球東方”,高鐵不僅是一種技術進步,而且是深層結構轉型的催化劑。
主題4:機車車輛和新系統(tǒng)性能
李永恒
中國國家鐵路集團有限公司科技和信息化部 裝備技術處處長,正高級工程師
題 目:CR450動車組的創(chuàng)新突破
經過幾十年不斷創(chuàng)新和發(fā)展,中國構建了高速列車研發(fā)、制造、試驗、維修等完整的技術和標準體系,商業(yè)運營速度達到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,通過高指標的引領,促進技術創(chuàng)新,推動鐵路技術進步。
經過論證,我們制定了運行速度、緊急制動距離、能耗、噪聲這四項頂層設計指標,并組織開展高速運行安全、輕量化設計、減阻降耗、減振降噪、智能化控制等技術攻關。
為探索動車組400km/h運行相關參數、驗證新技術研究效果,我們組織開展了三個階段的前期探索試驗。經過多年持續(xù)攻關,CR450動車組樣車于2024年12月正式發(fā)布。
下面介紹CR450動車組的主要技術創(chuàng)新。
一是圍繞運行速度指標,主要從提升牽引驅動能力、走行部運行安全、弓網受流安全等方面進行技術創(chuàng)新。比如,采用新型齒輪箱和高精度軸承實現高速溫升可控。實車試驗速度超過了450km/h,各項指標符合設計要求。
二是圍繞緊急制動距離指標,主要從制動能力提升、輕量化方面進行技術創(chuàng)新。比如,通過縮短制動響應時間、優(yōu)化輪軌黏著利用、提升基礎制動熱負荷能力等實現制動能力提升;通過結構、材料、功能的優(yōu)化實現減重目標。實測400km/h初速度緊急制動距離少于6500m。
三是圍繞能耗指標要求,主要在提高牽引鏈效率、降低列車運行阻力兩方面進行創(chuàng)新突破。比如,永磁牽引電機、高效牽引變流器等實現牽引鏈效率提升;采用頭型優(yōu)化、受電弓和轉向架區(qū)域流場優(yōu)化等措施實現運行阻力降低。實測400km/h運行能耗低于22kWh/km。
四是對于噪聲指標要求,主要在噪聲源控制和噪聲傳播路徑控制兩方面進行技術攻關。比如,通過降低氣動噪聲和設備噪聲來降低噪聲源;通過吸聲隔聲材料和減振結構來抑制噪聲傳播。實測400km/h運行時客室內噪聲為68dB。
五是在列車智能化方面進一步提升。比如,設置更多監(jiān)測項點,采用TSN時間敏感網絡,開展車地多維信息綜合分析。實現行車與控制、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)化服務設施、設置不同形式的包間、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興號動車組以350km/h運行相當。
未來,愿與各國伙伴一道,通過開放協同、合作交流,不斷推動高速列車技術創(chuàng)新,書寫美好生活新篇章。
主題5:運營與乘客體驗
李 博
中國鐵道科學研究院集團有限公司研究員 中國鐵路列車運行圖技術中心副主任
題 目:高鐵列車運行圖智能編制技術解決方案
列車運行圖編制問題的理論本質,就是超大規(guī)模復雜系統(tǒng)全要素、多目標、多約束、強耦合的組合優(yōu)化問題,問題規(guī)模隨著路網規(guī)模的增長呈現指數級爆炸。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學難題。
中國高鐵路網規(guī)模大、線路銜接復雜、樞紐數量多、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博弈性,導致列車運行圖智能編制技術創(chuàng)新難度非常大。
為了逐步推動列車運行圖智能編制技術研究和應用,我們設計了運行圖智能化編制級別。例如L1級別,主要實現樞紐、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,進路交叉沖突識別可實現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雜性,值得我們所有的科研工作者一起攻關和突破,讓我們共同努力去實現這一目標。
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:跨服務協同增效: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)略的方式整合現有資源。西班牙將標志性的傳統(tǒng)火車與高鐵的速度、效率和廣泛覆蓋相結合,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、擴展網絡,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樞紐,無縫轉乘傳統(tǒng)列車;整合減少對基礎設施的需求,降低運營成本;結合高鐵效率與旅游服務文化內涵,讓高端服務更親民;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名旅客參與相關旅程,為當地酒店、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,結合當地實際提供特色體驗;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。
列車服務融合傳統(tǒng)與現代:配備用高保真技術錄制的20世紀20年代原創(chuàng)搖滾樂,餐食由獲獎廚師設計,采用當地當季食材,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,實現服務個性化與高端體驗,在歐美推廣,可適應需求、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,提供一站式票務和政策系統(tǒng)。
該模式以更少資源提供超預期服務,構建有韌性、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:路網規(guī)劃與車站
Francesca Pagliara
意大利那不勒斯費德里克二世大學交通工程副教授
題 目:空鐵聯運:美國、中國和瑞士的案例研究
高鐵與航空的集成為增強連通性和旅客體驗提供了巨大助力。
高鐵在800公里以內的旅行中有強大的競爭力,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可靠性、速度和與航空的無縫集成至關重要。
我們在對比分析的過程中發(fā)現,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,并且基礎設施相對較為先進。例如,上海虹橋交通樞紐,基礎設施相對來說是非常先進的,也給我們帶來很多先進實踐參考。同時,中國在交通基礎設施維護方面也做得十分出色。
技術進步,尤其是人工智能,將是實現無縫集成的關鍵。人工智能應用程序可以優(yōu)化導航、行李處理和票務,提供實時指導和個性化服務。這將有助于減少旅行者的認知負荷,提升整體體驗。
旅客理想中的空鐵聯運是無縫的集成,包括無縫訂票、無縫換乘,從火車站到飛機場不需要提取行李,可一站式到達。未來的成功取決于合作治理、技術創(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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