2006年7月1日,中国铁路开创了客运火车穿越“世界屋脊”的历史。青藏铁路――这项被国际社会称为“可与长城媲美的伟大工程”,仅用短短4年多时间即宣告全线贯通。作为一所长期与铁路有着密切关系的高校,北京交通大学充分发挥专业特色和优势,“挑战极限、勇创一流”,从科研和人才培养等多方面为青藏铁路提供服务。
在世界“第三极”修建和运营世界之最的高原铁路面临高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱三大世界性难题。如何建设?建设后将如何运营管理?急需在建设初期进行运能资源配置及运营时的运输组织和经营管理的研究。北京交通大学交通运输学院杨浩教授及其团队与青藏铁路公司有关专家共同承担了这一任务。
从2002年8月到2003年10月间,杨浩教授带领团队在尚在建设初期的青藏铁路沿线考察调研,分析了高寒地区恶劣的自然环境对青藏铁路建设和运营带来的不利影响;在掌握青藏铁路客货流结构、特征、发展趋势的基础上,综合运用了多种方法预测出青藏铁路未来年度(至2020年)的客货运量,揭示出客货运量的季节变化及其时空分布特征;较系统的对青藏线的整个运营管理、运输组织进行了前期研究,提供了重要的理论基础。
青藏铁路成败的关键在路基,路基成败的关键在解决冻土问题。在这两个研究领域,北京交通大学土建学院有曾在俄罗斯留学近十年专门从事冻土研究的刘建坤教授,他成为青藏铁路项目第一批聘请的专家之一,为我国破解冻土难题立下了汗马功劳。魏庆朝教授及其团队数年来进行的站场路基、加筋路基的监测和研究,取得的观测数据不仅为路基沉降变形提供了可靠的资料,而且对该路段的工后沉降值进行预测等类似路段的路基设计提供了依据。2005年初,他主持的另一个项目“青藏铁路冻土区工程长期监测系统建设”更有意义――和学校电信学院钟章队教授联手,通过运用GSM-R通信技术实现监测数据的自动采集、自动传输,大大提高了整条青藏铁路路基的安全系数。
轨面标高4905米的风火山隧道是世界上海拔最高的隧道,也是青藏铁路上的一项重大关键工程。隧道长1338米,并且风火山地区严重缺氧,生态极为脆弱,工程施工特别艰巨。经过中铁二十局集团与北京交通大学三年多的联合攻关,破解了多年冻土隧道施工难题,同时,也标志着我国在多年冻土隧道建设的水平上进入了世界先进行列。该项目综合技术成果经鉴定达到了国际领先水平,被评为2004年度青海省科技进步一等奖,2005年度国家科技进步二等奖。
“为青藏铁路付出，值得”
原铁道部总工程师王麟书曾这样说:“作为铁路无线通信领域人才摇篮的北京交通大学正活跃着铁路移动通信技术研究开发和教学的中坚人物。”
如果说GSM-R是青藏铁路这条高原神龙的顺风耳,那么GPS定位技术的运用,无疑给它安上了千里眼。因为青藏铁路的特殊性,要求在列车控制方面,地面设备越少越好,以防止在高海拔区的不稳定带来控制误差,同时,也尽可能减少地面硬件设施的人力维护工作。采纳GPS的信号系统和无线通信技术,实现对列车的控制和管理就是基于此考虑。承担着“青藏线列车卫星定位技术与信息传输系统”的实验、“GPS数据处理和验证”项目的蔡伯根教授和他的团队前后七次沿青藏铁路全线“跑点”。全线45个站内,每个进出站信号机、调车信号机、道岔、安全线绝缘节等共计1017个点,均需人工去验证。轨道车在全线每个公里标、区间通过信号机点前均停车测试,共计约1400个点。每个点,都需要实地验证,电子地图数据必须与测绘结果完全一致。
谈及这段经历,蔡伯根说：“我和学生也是这样说,尽管我们的工作只是整个工程中很小的一部分,但为青藏铁路付出了,不管将来到什么年龄,回想起来都是一件很值得自豪的事情。”
孵化“数字青藏铁路”
青藏铁路恶劣的自然环境对铁路运营与安全带来了挑战,为了实现一流的高原铁路运输管理水平,必须采取先进、适合的信息技术手段,对青藏铁路的运营过程、安全生产以及突发事件处理实现全过程可视化监视、预警与统一协调指挥。
作为北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室首席教授的贾利民教授深刻感受到:青藏铁路建设为科研工作者提供了一个非常大的舞台,也为他实现早在十五年前就提出来的“综合监控中心”这个理念提供了良好机会。贾利民教授和他的团队、学生们克服重重困难,终于在青藏线上实现了将铁路运输、调度、组织、行车、安全、监控等11个业务部门信息的全面集成。形成完全具有自主知识产权的统一监控、统一调度指挥中心系统。在国内第一次实现了交通运营、安全保障、应急救援的全过程可视化集中统一管理,从而最终实现青藏铁路运营的精确、高效、安全的全过程数字化管理――“数字青藏铁路”。
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