7月10日,第十二届世界高速铁路大会圆满闭幕。大会期间,30场技术交流会围绕不同主题进行了深入探讨,200余位各国铁路企业高管和专家学者做了演讲发言,分享了高速铁路领域的前沿创新成果和前瞻性真知灼见,为未来高铁创新发展提供了有益借鉴。
主题1:人工智能与数字化
单杏花
中国铁道科学研究院集团有限公司首席研究员 铁路12306科创中心副主任
题 目:中国铁路客票数字化管理与服务技术
截至2024年底,中国铁路营业里程达到16.2万公里,高铁总里程突破4.8万公里,铁路客运车站超过3000个,每日开行列车超过10000列,其中高速列车超过8000列,铁路客流OD数量超过66万个。
经过29年的发展,中国铁路售票系统经历了6次大的技术升级与迭代:1.0版计算机售票(1996年),区域中心联网售票(1997年),全国联网售票(1998年),提前180天预售票(2002年),自动售票/取票、电话订票、实名制售票(2006年—2010年),互联网售票(2012年—2019年),电子客票(2020年至今)。
客票席位是铁路客运服务旅客的核心资源,也是铁路售票系统管理的核心数据。
铁路电子客票是铁路旅客运输合同的数字化表现形式。
铁路电子客票平台每年为数亿旅客提供电子客票服务,实现了全行程旅客服务信息的汇聚与闭环,以及双中心双活部署。
一体化出行服务平台为旅客提供安全快捷、方便舒适、绿色低碳的“门到门”智慧出行服务。
主题2:基础设施
Domenico Ernesto Garrubba
意大利国家铁路集团工程师
题 目:TINO线路检测列车:用于监测基础设施、配备ERTMS/ATO GoA4和传感器的铁路车辆原型
TINO是第一个设计并运用在意大利高速线(HSL)上的自动轨道车辆原型,主要功能是监测线路安全状态。
通过专用的驱动程序—机器接口,TINO可以实现完全远程控制。
远程驾驶:操作员通过实时视觉系统控制车辆,就像在车上一样。自动驾驶:ATO系统负责指挥,优化牵引力并降低能耗。在这两种模式下,ERTMS/ETC都确保了安全性。
控制和监视系统旨在通过检测、识别和跟踪沿线的障碍物来确保基础设施的安全,并监测基础设施的状况。目标探测主要在夜间列车交通中断时,在雨、雾等任何天气条件下均可进行。
未来,TINO经平台整合并认证后将在国家ERTMS/ETCSL2高速铁路上运行。有了先进设备的加持,车辆可以在不干扰轨道交通的情况下运行,从而实现连续不间断的监控。TINO可用于关键场景(如地震后),不会给人员埋下安全隐患,即使在恶劣条件下也能确保快速检查。一旦系统通过验证,该平台可以配备任何技术,将其转变为移动实验室。
主题3:社会经济、环境与商业
闻克宇
中国铁路经济规划研究院有限公司经济与管理研究所所长
题 目:高铁对经济社会发展的重要贡献
近年来,中国高速铁路以速度快、覆盖广、绿色环保等优势,改变了国家经济发展模式。截至2024年底,中国高铁营业里程达4.8万公里,位居世界第一。
高铁促进区域经济发展。例如,合蚌高铁、合福高铁等开通运营后,2024年合肥市生产总值超过了1.3万亿元,常住人口达到1000万人,较2014年分别增长162%、30%。根据中国社科院发布的白皮书,通高铁的城市比不通高铁的城市可持续竞争力高出57%。
高铁激发旅游消费需求。据测算,旅游人数每增加1万人,能够带动当地旅游收入增加1400万元。京沪高铁开通运营以来,拉动沿线旅游业增收2万亿元以上。京广高铁武广段开通运营后的第一个春节,乘坐高铁到武汉的游客超过5万人次,高铁旅游团近1000个,国内外游客同比分别增长187%和75%。
绿色动脉:高铁单位旅客周转量能耗为公路的35%、民航的13%,碳排放为公路的80%、民航的28%,同等运输能力下,高铁的占地面积是高速公路的1/10。
经济引擎:每1亿元高铁投资,能创造10亿元以上产值,提供就业岗位600多个。相比不通高铁的城市,通高铁城市的可持续竞争力高出57%。
综上所述,高铁为促进经济社会发展、加速国家现代化进程作出了重要贡献。未来,中国将继续加强与世界各国合作,让世界上更多民众分享高铁带来的红利。
Zhenhua Chen
美国俄亥俄州立大学副教授
题 目:增长的轨迹:“全球东方”崛起中的高速铁路
在中国、日本和韩国等国家,高铁有助于大幅减少旅行时间,实现当天往返商务旅行;重塑劳动力和住房分布,促进更灵活的通勤和人口流动;通过改善市场准入、资本准入和人才准入,助力二三线城市发展;设定技术、运营和基础设施融资的全球标准。
高铁还有助于可持续发展,比航空和公路运输污染物排放更低,可助力实现国家气候目标。
亚洲密集的人口和快速增长的经济带来对铁路的自然需求。全球化和国家主导的投资促成了高速铁路在21世纪的繁荣。
当以美国为代表的西方世界仍在与以汽车为核心的交通角力时,亚洲国家已迅速将高铁纳为现代一体化城际交通网络的骨干。研究亚洲高铁发展情况,符合对日益增长的可持续、低排放交通方式的需求;是促进区域公平与经济融合的需要;能够缓解城市拥堵并建设更具韧性的基础设施系统。
在亚洲,高铁既是交通运输现代化的重要标志,也是一种空间重组和复原力建设的手段。比如,中国内陆地区的一体化;日本、韩国密切了以股权为导向的联系。这些变化反映了超出成本效益逻辑的系统级目标。
在“全球东方”,高铁不仅是一种技术进步,而且是深层结构转型的催化剂。
主题4:机车车辆和新系统性能
李永恒
中国国家铁路集团有限公司科技和信息化部 装备技术处处长,正高级工程师
题 目:CR450动车组的创新突破
经过几十年不断创新和发展,中国构建了高速列车研发、制造、试验、维修等完整的技术和标准体系,商业运营速度达到350km/h。
CR450动车组是具备更高速、更安全、更节能、更舒适、更环保、更智能等特点的下一代高速列车,通过高指标的引领,促进技术创新,推动铁路技术进步。
经过论证,我们制定了运行速度、紧急制动距离、能耗、噪声这四项顶层设计指标,并组织开展高速运行安全、轻量化设计、减阻降耗、减振降噪、智能化控制等技术攻关。
为探索动车组400km/h运行相关参数、验证新技术研究效果,我们组织开展了三个阶段的前期探索试验。经过多年持续攻关,CR450动车组样车于2024年12月正式发布。
下面介绍CR450动车组的主要技术创新。
一是围绕运行速度指标,主要从提升牵引驱动能力、走行部运行安全、弓网受流安全等方面进行技术创新。比如,采用新型齿轮箱和高精度轴承实现高速温升可控。实车试验速度超过了450km/h,各项指标符合设计要求。
二是围绕紧急制动距离指标,主要从制动能力提升、轻量化方面进行技术创新。比如,通过缩短制动响应时间、优化轮轨黏着利用、提升基础制动热负荷能力等实现制动能力提升;通过结构、材料、功能的优化实现减重目标。实测400km/h初速度紧急制动距离少于6500m。
三是围绕能耗指标要求,主要在提高牵引链效率、降低列车运行阻力两方面进行创新突破。比如,永磁牵引电机、高效牵引变流器等实现牵引链效率提升;采用头型优化、受电弓和转向架区域流场优化等措施实现运行阻力降低。实测400km/h运行能耗低于22kWh/km。
四是对于噪声指标要求,主要在噪声源控制和噪声传播路径控制两方面进行技术攻关。比如,通过降低气动噪声和设备噪声来降低噪声源;通过吸声隔声材料和减振结构来抑制噪声传播。实测400km/h运行时客室内噪声为68dB。
五是在列车智能化方面进一步提升。比如,设置更多监测项点,采用TSN时间敏感网络,开展车地多维信息综合分析。实现行车与控制、智能交互、安全监控等方面更加智能化。
六是提升旅客体验,如优化服务设施、设置不同形式的包间、增加智能指引等功能。目前CR450动车组已完成型式试验,即将开展运用考核工作。CR450动车组以400km/h运行的制动距离、能耗和噪声的实测值与既有复兴号动车组以350km/h运行相当。
未来,愿与各国伙伴一道,通过开放协同、合作交流,不断推动高速列车技术创新,书写美好生活新篇章。
主题5:运营与乘客体验
李 博
中国铁道科学研究院集团有限公司研究员 中国铁路列车运行图技术中心副主任
题 目:高铁列车运行图智能编制技术解决方案
列车运行图编制问题的理论本质,就是超大规模复杂系统全要素、多目标、多约束、强耦合的组合优化问题,问题规模随着路网规模的增长呈现指数级爆炸。以京沪高铁为例,理论上其全要素决策的组合规模达到10的1000万次方以上。这种规模下,找到又好又快的解决方法是世界级数学难题。
中国高铁路网规模大、线路衔接复杂、枢纽数量多、列车开行距离长、跨线占比高等特点以及运行图评价的多目标博弈性,导致列车运行图智能编制技术创新难度非常大。
为了逐步推动列车运行图智能编制技术研究和应用,我们设计了运行图智能化编制级别。例如L1级别,主要实现枢纽、线路等单要素智能辅助编制。以广州南站为例,它涵盖2个车场、8个方向、28条股道,日均接发列车1100列,进路交叉冲突识别可实现15秒,全天到发线运用方案生成需8分钟,大幅减轻了工作量、提高了编制效率。
列车运行图智能编制的重要性和高复杂性,值得我们所有的科研工作者一起攻关和突破,让我们共同努力去实现这一目标。
Gonzalo Pastor Barahona
西班牙国家铁路公司客运子公司旅游列车主管
题 目:跨服务协同增效:旅游与豪华列车与AVE高速列车的战略整合
创新不只是发明新事物,更在于以更智能、战略的方式整合现有资源。西班牙将标志性的传统火车与高铁的速度、效率和广泛覆盖相结合,形成“Steiner模式”,融合慢旅行的优雅舒适与高铁的实用性,优化运营效率、扩展网络,为客户无缝提供丰富的旅行体验。
该集成模式有四大核心优势:旅客可通过航空或高铁快速抵达枢纽,无缝转乘传统列车;整合减少对基础设施的需求,降低运营成本;结合高铁效率与旅游服务文化内涵,让高端服务更亲民;显著减少环境影响,支持物流行业高效规划。
以澳大利亚凯恩斯地区为例,2024年超3000名旅客参与相关旅程,为当地酒店、餐厅带来稳定收入。西班牙北部的两列特色列车与高铁整合,结合当地实际提供特色体验;南部也有类似线路,让旅客从出发到目的地享受沉浸式体验。
列车服务融合传统与现代:配备用高保真技术录制的20世纪20年代原创摇滚乐,餐食由获奖厨师设计,采用当地当季食材,行程涵盖希腊、奥地利、阿尔巴尼亚等国家和地区,2026年将拓展至塞尔维亚和黑山。
该模式通过物流整合,实现服务个性化与高端体验,在欧美推广,可适应需求、降低成本、优化人员配置。目前正开发新解决方案,从客户视角简化旅行体验,提供一站式票务和政策系统。
该模式以更少资源提供超预期服务,构建有韧性、可持续且与全球理念深度连接的愿景,邀请大家到西班牙体验铁路旅行。
主题6:路网规划与车站
Francesca Pagliara
意大利那不勒斯费德里克二世大学交通工程副教授
题 目:空铁联运:美国、中国和瑞士的案例研究
高铁与航空的集成为增强连通性和旅客体验提供了巨大助力。
高铁在800公里以内的旅行中有强大的竞争力,拥有航空旅行没有的时间优势和便利。专用高铁线路对于实现可靠性、速度和与航空的无缝集成至关重要。
我们在对比分析的过程中发现,中国的优点确实十分突出,因为中国的航空和铁路一体化的程度更高,并且基础设施相对较为先进。例如,上海虹桥交通枢纽,基础设施相对来说是非常先进的,也给我们带来很多先进实践参考。同时,中国在交通基础设施维护方面也做得十分出色。
技术进步,尤其是人工智能,将是实现无缝集成的关键。人工智能应用程序可以优化导航、行李处理和票务,提供实时指导和个性化服务。这将有助于减少旅行者的认知负荷,提升整体体验。
旅客理想中的空铁联运是无缝的集成,包括无缝订票、无缝换乘,从火车站到飞机场不需要提取行李,可一站式到达。未来的成功取决于合作治理、技术创新和以旅客为中心的方法,创建可持续、高效和直观的多式联运系统。
文字:郑晨 宋佳伶 王鹏旭 井芳 高莹图片:佟一博 尤艇 王玮
编辑:谢琦审校:高珊
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