京张智能高铁 跨越百年驶向冬奥

北京冬奥会即将启幕，京张高铁作为服务冬奥会重要交通服务保障设施，便捷串联起冬奥会三大赛区，保障奥运赛事顺利举办。

京张高铁没开通之前，中铁设计京张高铁项目太子城站站房负责人蒋洁菲到张家口出差，坐绿皮车走老铁路线要四个小时，“感觉时间特别紧张，也特别奔波”。蒋洁菲口中的老铁路是于1909年通车的京张铁路，由詹天佑主持设计修建，开创了中国人自主建设干线铁路的壮举。步入新世纪，随着经济发展与西部大开发，老京张铁路已无法满足运量需求，北京至张家口急需一条新的快速铁路客运通道。2008年，京张高铁预可行性研究启动，随着京津冀协同发展和北京冬奥会举办，京张铁路迈向高铁时代进程大大提速。

2019年底，全长174公里的京张高铁开通运营，这是我国首条建成投用的智能高铁。开通首日，蒋洁菲乘车进行体验，“半天就实现了往返，回北京还能赶上吃午饭，太方便了。”老京张铁路上最早运行的是马莱型蒸汽机车，通过燃烧煤炭加热水产生水蒸气驱动车轮运行。京张铁路需要马力大的火车，当时只能从国外引进。后来在一代代中国工程师不懈努力下，陆续出现了内燃机车、电力机车等更先进的火车，特别自主设计制造了具有世界先进水平的复兴号高铁列车。

国铁集团依托我国自主研制的时速350公里复兴号，为北京冬奥会量身打造了“瑞雪迎春”智能复兴号高速动车组。2022年1月6日，首趟北京冬奥列车从清河站上线发车。中车长客股份公司制造的冬奥列车身披“瑞雪迎春”涂装，以冰雪蓝为基调，配以飞舞的白色飘带点缀雪花、滑雪剪影等运动元素，彰显冬奥主题。车头采用仿生学设计，模仿鹰隼造型，使列车空气动力性能大幅提升。列车能耐高寒、扛风沙，可在-40℃~40℃区间运行。

列车围绕服务冬奥会进行了优化设计，车厢顶部采用放射性蓝色灯光，契合冬奥冰雪主题。1、4、8号车厢设置滑雪器材存放柜，可存放滑雪板等器材，并配有锁确保安全。5号车厢设置了媒体工作区，提供12个办公桌及国际通用插座、可推拉小桌板等设施。

在智能服务、智能运维等基础上，奥运版复兴号智能动车组在世界上首次实现时速350公里自动驾驶，具备车站自动发车、区间自动运行、到站自动停车、车门自动控制等智能行车功能，提高了运行正点率和旅客舒适度。列车还融合动力电池及辅助驾驶技术，实现智能应急走行，在接触网断电等紧急情况下，列车能通过自身动力行驶到最近车站。奥运版“复兴号”全车设置2700余个监测点，实现对温度、震动等数据的监测。同时搭载了车载监控及故障预测与健康管理系统，智能运维体系实时诊断车辆状态，保障列车安全。

5G超高清演播室搬上了冬奥列车，在世界上首次实现时速350公里高速列车上5G超高清赛事直播，具备6个频道4K直播能力，且实现超高清信号长时间稳定传输，为北京冬奥会提供高品质服务保障。国铁集团总计安排冬奥列车40对，在开幕式和闭幕式人员集中时段还将增开保障专列。按照冬奥列车运行图，清河站至延庆、太子城、崇礼站分别26分钟、50分钟、65分钟可达。100多年前，京张铁路最陡峭的路段位于八达岭至南口间，俗称关沟段，火车在当时技术条件下无法爬上陡坡。詹天佑设计了人字形线路降低了坡度，再使用首尾两台大功率机车前拉后推驱动，火车方能翻山越岭。100多年后，复兴号智能高铁列车一眨眼功夫便呼啸而过，轻松穿越八达岭长城。“高速动车组要想跑起来，需要通过受电弓从接触网上获取电。电厂发出的电输送至牵引变电所，变电所再为高铁供电。”中铁设计京张高铁智能系统设计负责人李红侠说，京张高铁沿线5个变电所采用智能化供电系统，实现了无人值守。机器人“上岗”巡检，基于大数据进行健康诊断，实时监测供电情况。

复兴号智能动车组配备一套检测功能，而京张高铁地面也有一套综合系统，全线每一座桥梁、每一个车站、每一处钢轨通过传感器连接管理系统，所有数据回传，实现实时“体检”，零件是否老化，路基是否沉降，照片是否损坏，在电脑上都能一目了然。“京张高铁列车无论走到哪里，都能和指挥中心的‘家’实时互动，随时报平安。

以前铁路客站的旅客服务、生产运营、应急指挥等平台，采取分期分批建设，各自独立运行，无法实现协同联动。李红侠说，京张高铁智能客服系统将所有功能集成在一个平台上，成为车站的“大脑”，实现统一调度、统一应急指挥等，借助智能化手段保障京张高铁安全运营。

京张高铁养护维修也实现了智能化，沿线设两个综合维修车间，车站旁设养护维修区域，负责智能装备状态的监测和维修。以前桥梁哪个地方损坏了，隧道哪个地方需要维护，靠人拿小锤子去敲击，一点一点排除故障，恢复通车要数小时或半天时间。现在实现了数据采集和大数据分析，为高铁养护提供了良好条件，相当于诊断病情的手段更高了。比如，接触网哪个点出了问题，我们会很快分析出故障状况和影响范围，给旅客出行造成的影响就会小很多。

此外，京张高铁全线还设置了自然灾害监测系统，实时监测大风、雨雪等恶劣天气，辅助列车自动驾驶，做出减速、停车等判断，保障冬奥会期间京张高铁安全平稳运行。太子城站位于京张高铁崇礼支线，是直达冬奥赛场的高铁站。车站采用双驱弧线造型曲线形式与周围山势相呼应，双曲屋面直接落地，建筑造型与周边环境自然融合，尽量减少对周边环境的影响。

不论在冬奥会期间还是滑雪季，太子城室外均是一片银装素裹的世界。设计师据此提出了北实南虚+双曲造型与周边环境相协作的被动式节能设计新方法，车站北侧为大面积石面墙体，冬季可抵御寒风进入室内大厅。南侧为开窗面，冬季大量引入阳光，双曲屋面内部空间呈拱形，形成吹拔效应，将室内热空气带走，极大节约了空调能耗。太子城站采暖首次采用了超低温空气源二氧化碳热泵智能系统，实现无人值守及全寿命周期绿色低碳设计理念。蒋洁菲说，冬季室外零下25摄氏度，室内能达到零上25摄氏度。从室外进入站房，仿佛从冰天雪地进入了温馨舒适的木屋。

经调查，赛后很多冬奥高铁站便荒废了。太子城站是一座潮汐型车站，赛时高峰小时发送量达6000人，但到了赛后客流量只有600人。如何解决奥运期间不同身份旅客无交叉上下车，又兼顾赛后利用，成为设计师面临的挑战。太子城站通过地下一层、地上一层及地上一层夹层三部分的分区流线设计，完美解决了冬奥期间普通旅客、媒体及注册人员、运动员及贵宾三种人流无交叉进出站问题。同时站房与市政枢纽连通，实现高铁车站与奥运赛场之间便捷抵达。