2024年1月19日 ,首次开展的“国家工程师奖”表彰共有81名个人获得“国家卓越工程师”称号、50个团队获得“国家卓越工程师团队”称号。中国铁道科学研究院集团有限公司首席研究员李平便是其中之一。
李平,今年51岁,长期从事智能铁路研究,是智能高铁体系架构、大脑平台等科研团队的核心成员,带领团队从架构规划、实施方案、关键技术、系统研发、工程实施等多方面推动智能铁路技术发展,构建起了涵盖智能建造、智能装备、智能运营和大脑平台的智能高铁成套技术体系。
记者:其实见到你之前,我一直在琢磨,我们的高铁已经是世界的一张非常亮丽的名片和招牌了,这个招牌已经很亮了,为什么还要用智能化再把它擦得更亮。
李平:因为实际上我们应该说从2015年开始,我们是在密切跟踪世界各国的铁路的发展,这个时候我们就敏锐认识到未来的方向,尤其是世界铁路的发展方向,那就应该是智能化。所以在这个大背景的情况下,我们也看到开展科技创新实际上有两种路径,第一种我们叫做被动创新,第二种创新我们叫做正向创新,那就是我要实现引领,因此在这样的背景下面,我们选择的恰恰是我们要做领跑式的创新。
记者:为什么要在领跑式创新里面选择了智能化的突破?
李平:数智化时代有一个非常形象的比喻,就是我们原来叫做大鱼吃小鱼,在数智化时代快鱼吃慢鱼,如果你跑得不快,如果你和这些新技术结合不紧,你的优势可能很快就会变成你的劣势。
2017年6月,国铁集团党组提出打造“精品工程、智能京张”的建设目标,成立了智能京张建设领导小组和工作组,组织路内外相关单位共同开展科技攻关。李平作为工作组核心成员,参与提出了智能高铁定义、理论和体系架构,主持研发了智能高铁大脑平台。
当智能高铁体系架构完成,李平所在的铁科院紧接着联合设计、装备、建设、运营等相关单位,开展了智能建造、智能装备、智能运营等技术的攻关,选取冬奥运重要保障工程——京张高铁作为示范载体,打造世界首条智能高铁。
京张铁路是中国自主设计并建造的第一条铁路,完成于1909年。中国铁路工程的开拓者詹天佑在这里创设了“竖井开凿法”和“人”字形线路,震惊中外。
100年后的2019年12月30日,京张高速铁路开通运营。人们惊叹于它的自动化驾驶技术,但它的建造技术同样取得了重大突破,实现了高铁工程从设计、施工到运营全生命周期全要素的协同,创新了高速铁路的智能建造体系。八达岭长城下,深达102米的地方,是我国国内埋深最大的高速铁路地下站;车站层次多、洞室数量极大、洞型复杂、交叉节点密集,78个洞室,88种断面,是国内最复杂的暗挖洞群车站。
李平:当初施工的时候,给我们提了三个非常严苛的要求。那就是要做到我们重要文物零影响,我们长城上旅游的人群零感知,我们的密集洞群的施工要做到零失误。
记者:等于是我们要在长城八达岭的脚下做一个大装修,还不能让八达岭上的游客感知到你在装修,太难了吧。
李平:为了更小地减轻对游客的影响,对我们的国宝文物的一些影响,所以我们也是专门发明了我们叫做微震靶向精准爆破技术。相当于我们的游客在长城上跺了一脚,这个背后就是我们大数据和人工智能技术的魅力。
因为坐落于长城之下102米的深度,八达岭长城站采用了一次提升长扶梯及斜行电梯。进出站有两部超长扶梯,提升高度都超过40米。相比进站扶梯,该站最长的是出站扶梯,长度84米,相当于14层楼高,现在这三部电梯,已经成了网红打卡地。
记者:八达岭地下站建成之后,你到现场看了吗?
李平:建成之后我第一时间就去了,其实给你爆一个秘密,在整个京张八达岭的地下车站,我们是没有空调的,全是靠我们的一个精密设计的通风系统,确保我们这个车站冬暖夏凉,空气清新舒适。
记者:在没有人工空调的情况下,能做到冬暖夏凉。
李平:对,因为我们在这个密集洞群设计的时候,我们专门做了一项它的通风的仿真实验和优化,这是我们一个绿色低碳的典范。
在传统的想象中,京张高铁的建设场面应该是车水马龙,机械轰鸣,但京张高铁的建设中,工人们是在数字化工厂的中控室里操纵机器实现桥梁、隧道、轨道等构件的预制化生产,到施工现场只需要像搭积木一样,采用智能化装备进行装配式施工,采用这样的技术,大大替代了原来的人在现场工作的需求,真正实现了工厂化预制、智能化建造和装配式施工。
从智能建造到智能运营,京张高铁还采用了智能客站、调度指挥、检测监测、养护维修等构成的智能运营成套技术。在高铁车站创新实现了车站人员异常行为检测、智能客运组织、站内环境自适应调整等功能,提升旅客的出行体验。
京张高速铁路还采用了智能综合调度指挥技术,融合中国气象局数据,实现风雨公里级预警,并结合检测监测数据开展智能运维,从计划修走向视情修、预测修,天窗利用率提升15%到20%。这些实实在在的改变得益于李平攻关团队构建的智能高铁大脑平台。它融合应用北斗、5G、大数据、人工智能等技术,为智能建造、装备、运营等提供算法和数据支撑。
把信息化、智能化的多种技术与高速铁路技术集成融合,是一项庞大复杂的工程,从2001年,李平博士毕业到现在,23年的时间,她一直在这个领域进行探索,从未离开过。机遇与专注成就了她。在工程师这个职业群体中,女性占比一直相对较少,根据女性工程师协会的统计数据,全球只有13%的工程师是女性。
李平:我在大学的时候读的是工科的专业,那么在我们这个专业里面我们全班是40个人,只有五个女生,那么进入铁路这个行业之后,有时候我也发现会场里面忽然好像全是男生,只有我一个女生。
记者:那个时候你是什么样的心理状态?
李平:这些年工作里面,就是我们实际上在职业里面已经忽视了自己的这个性别的角色,尤其是在智能高铁时代,我觉得这个女性的优势恰恰可以发挥得更充分。
记者:比如说呢?
李平:因为要去做数据的分析和处理,这实际上是一个绣花的活,那就是我要把数据,相当于这些原料从哪些系统里面拿出来,还要把这些数据能够拼成一个数据链,有了这个数据链我还要去洞察数据里面的规律,这恰恰是需要一个细致认真比较专心下来的工作才能够完成的,所以我觉得大数据时代其实更适合女性工程师来发挥她们的光彩。
作为世界首条时速350公里的智能高铁,京张高铁是在智能高铁体系架构1.0标准指导下建成的第一条智能高铁示范线。2022年,智能建造推广应用到所有新建高铁,智能客站、智能综合调度等成果全面推广到全国铁路。2023年9月,智能福厦高铁开通运营。2023年10月,印尼雅万高铁智能化系统投入应用,智能高铁系列成果在支撑一带一路、走出去战略中发挥重要作用。
制片人丨刘斌 沈公孚
记者丨王宁
策划丨黄瑛
编导丨沈公孚
摄像丨刘洪波 杨帆