中国通号:快速崛起的轨道交通“数字大脑”

2024-09-25 00:00:00曹婷
国资报告 2024年8期

时速350公里!6月15日,京港、沪港首开高铁动卧朝发夕至。高铁飞速发展,客流一路“走高”,人们坐上高铁“说走就走”,诗和远方变得近在眼前。

来自国铁集团的统计数据显示,截至2023年底,全国高铁营业里程达4.5万公里。作为信号控制系统的国家队,中国铁路通信信号股份有限公司(以下简称“中国通号”)为我国很多已开通运营高铁提供核心列控技术和装备。

中国通号从引进装备技术开始,数十年来专注一个领域,如今已经成为全球领先的轨道交通控制系统提供商,面向全球提供优质的轨道交通装备技术。“作为轨道交通控制技术为特色的高科技产业集团,中国通号不断升级技术、服务,致力于满足人民更好的出行需求。”中国通号相关负责人表示,将不断放大核心技术同心圆,切实发挥央企科技创新、产业控制、安全支撑作用。

技术攻关 国产“数字大脑”崛起

中国通号的历史,可以追溯到1953年的通信信号工程公司。彼时,以欧洲和日本为代表的世界轨道交通装备技术正蓬勃发展。在列车运行控制系统领域,西门子等知名品牌处于国际领先地位。

引进技术,消化吸收,可以迅速提升装备技术水平。中国通号科技创新与信息化部部长周炜介绍,中国轨道交通装备技术从引进开始,一路经历了从无到有、从有到优的过程。

2008年我国高铁建设迅速发展,相应的配套装备和技术迎来了难得的机遇。与此同时,相关产业和技术也为高铁发展提供了支撑,实现了相互成就。

据介绍,2008年到2012年,中国通号引进国外先进技术,进行消化吸收,完成从无到有的过程。

引进技术,签约“技术转让”协议,实现了设备国内制造,满足独立工程化实施要求,但关键设备的核心技术尚没有完全实现自主化,导致在线运营设备在故障分析、维修服务和信息安全等多方面受制于外方,不利于我国高铁建设及高铁技术发展。同时受限于“技术转让”协议,引进的装备无法向海外市场输出,难以支撑国家高铁“走出去”战略。

中国通号在全系统迅速集聚超过3000人的高端研发和产业化团队,奋力拼搏,攻克技术难关:全面攻克了高速铁路、城际铁路、地铁领域列车运行控制几大核心技术,实现了我国高铁、地铁全套列车控制系统技术和产品的完全自主化。

“2013年至2019年技术自主创新阶段,是一个艰难的奋斗过程。”周炜告诉记者,我国高铁工程项目多,重大工程体量大,列控系统又是保q2a/53bbf3pDB0vlpPVTsA==障高铁行车安全的关键核心技术装备,只有通过正向设计加快自主创新,最终实现轨道交通核心自主技术重大突破。

这一期间,中国通号自主创新的八大核心技术包括:中国高铁列控系统(CTCS-3级)、中国高铁自动驾驶系统(CTCS-3+ATO )、地铁列控系统(CBTC)、城际铁路列控系统(CTCS-2+ATO)、中低速磁悬浮控制系统、货运编组站综合自动化系统、铁路综合智能运维系统、综合运输调度指挥系统等。

2019年,中国通号参建的合安九高铁开通运营。合安九高铁是国内第一条采用正向设计的完全自主化高铁列控系统,是中国通号自主创新,实现科技自立自强的一个重要标志,同时也为后续实施中国高铁列控系统走出去奠定了坚实的基础

打破国外核心技术的市场垄断,国产化轨道交通领域的“数字大脑”快速崛起。中国建设鲁班奖、国家优质工程奖、国家科学技术进步奖一等奖、全国工程建设项目优秀设计成果一等奖……位于北京丰台科技园中国通号大楼里的荣誉陈列处一角,摆放了各类国家级荣誉,展示着企业的科技硬实力。

“关键核心技术必须靠自主创新。”周炜表示,中国通号从引进到自主,培养了强大的技术团队和产品研发、生产能力,以及以市场需求推动技术攻关、以市场应用带动技术产业化的模式。

目前,中国通号建成了专业突出、门类齐全、布局合理,具有中国特色的铁路工业体系和行业规范,先后参与京津城际、京沪高铁、武广高铁、哈大高铁、兰新高铁等国内全部重大高铁项目建设,为我国近90%的高铁提供核心列控技术和装备。

科技赋能 打造“聪明”的高铁

中国通号轨道交通研发中心实验大楼里,有国内唯一高速铁路信号系统动态实验室。门口贴了一副专属科研人的春联——测功能测数据无一遗漏、查问题查异常精益求精,横批:十试求是。

“高铁线路容不得一丝风险和马虎,我们要守好自己的责任田。”实验室的科研人员介绍,实验室由一个总控中心和三个模拟台构成,基于中国铁路的大量研究、建设和运用经验建成,是世界上首个能够模拟感知、执行装备全产品、全工况的试验环境,能够支撑高铁、城铁、地铁及有轨电车等各类型轨道交通装备的技术研究、装备开发、运用支持等过程。

在中国通号的轨道交通研发中心,有5个院士专家工作站,81个科研实验室,能够同时开展2000公里高铁、1000公里城际、100公里地铁、5个大型货运场站的综合仿真测试。数百位专家型研发人才在此奋发攻坚,每一次精准实验都是对安全的承诺。

比如轨道模拟台对钢轨线路的模拟,空间尺寸按照200:1进行微缩,每20米钢轨微缩为一个电气模型,参数达到和真实线路等效。“有了这个模拟台以后,沿线轨旁的设备就可按照现场真实的场景接进来。”现场负责人介绍,确保问题出现在可控范围。

大量的实验为研发提供了有力支撑,2018年中国通号自主研发的C3+ATO高铁自动驾驶技术,与北斗导航系统相连,实现高铁的自动驾驶。

高铁自动驾驶系统在既有时速350公里列车运行控制技术(CTCS-3)基础上,增加列车自动驾驶功能(ATO),成为CTCS-3+ATO。这项行业前端技术曾是一项世界级难题的技术,中国通号研究设计院集团研制时,并无可参考的成功案例。

中国通号研究设计院集团车载产品研发负责人王建敏曾经牵头自主化CTCS-3级列控系统车载设备研制及高速铁路自动驾驶系统(C3+ATO)自主化车载设备研制工作。他介绍,早在2017年,中国通号就组建了高铁自动驾驶系统核心技术攻关团队,由研究设计院集团安控院、基础院为主的80余名人员组成。他们成为中国高铁智能化进程中的重要参与者。

首个应用高速铁路自动驾驶系统的京张高铁,已于2019年12月开通运营,与1909年时速35公里的京张铁路相比,列车时速350公里在崇山峻岭中通行,当时被誉为“最聪明”的高铁。如今,这些关键核心技术已经广泛应用在高铁上。

王建敏介绍,智能高铁驾驶室里的司机侧重故障应急处理,高铁运行主要由自动驾驶系统来控制。同时,自动驾驶系统通过对列车运行数据收集与学习,还可适时提升列车的节能指标和运行舒适度。

创新无止境。中国通号的科研人员正在发力AI赋能新技术,不断提升高铁的智能化水平。

“通号人在技术创新方面没有终点”“我们有信心依靠良好的平台和优秀的团队共同研发先进的、可靠的、智能化的高铁设备”“要向着全球轨道交通安全控制技术的深水区和无人区进军”……中国通号研究设计院集团的科研人员对未来充满期待。

抱团“出海” 探寻新增长曲线

2019年6月,中国通号为匈塞铁路量身打造的欧洲列车运行控制系统(ETCS-2)实验室在贝尔格莱德建成。这是中国企业在海外建成的首个高铁列车运行控制系统实验室,设备全部采用中国通号自主研发产品,按照欧洲通用标准要求开发。2022年3月 19日,匈塞铁路贝诺段通车,2024年5月3日,匈塞铁路塞尔维亚段双线铺轨贯通。

“与国外竞争对手相比,我们的产品技术先进,性价比高,具有很强竞争力。”王建敏介绍,企业的产品可不可靠,要靠长期大量实践检验。中国通号拥有全球最长、最复杂高铁线路的应用实践,可为客户提供轨道交通设计研发、系统集成、装备制造、工程服务、运营维护的一站式服务。针对海外市场,中国通号开发出符合欧洲技术标准的系统和产品,已在海外投入运营。

周炜认为,高速铁路装备技术源于欧洲,从上个世纪快速发展。西门子、阿尔斯通等公司在铁路信号控制方面都是世界一流水平并拥有全球市场竞争优势,中国通号自主创新的产品能应用到欧洲市场,充分说明了国际市场对企业和产品的认可。

随着中国高铁持续走出去,中国通号抓住机遇,通过与国内相关企业抱团“出海”,先后参与印尼雅万高铁、肯尼亚蒙内铁路、巴基斯坦拉合尔橙线、印度铁路货运改造等项目,并积极跟踪俄罗斯莫斯科—喀山高铁、美国加州高铁、中泰铁路、中老铁路、马新高铁、匈塞铁路等项目,海外业务增速明显。

除了探寻海外市场的增长,中国通号还聚焦低空经济新市场,积极发挥智控核心技术优势,放大“根技术”同心圆,打造低空空域智能管控系统,与北京、南京、苏州、合肥等地方和央企间深入合作,助力低空经济持续、健康发展。

日前,中国通号公开发布了核心产品的智慧货场、铁路干线巡检、地铁勘测运维等低空应用场景,这些场景紧密结合生产实际,为支撑低空经济落地见效、走深走实起到有力推动作用。“我们将积极发挥科技创新、产业创新和安全支撑作用,更好地服务人民美好出行需求。”中国通号集团负责人表示。