李平：让“智能高铁”领跑世界

　　“十四五”时期，为进一步发挥数字化、智能化技术在铁路安全生产保障、效率效益提升、服务质量优化等方面的作用，支撑铁路高质量发展，国铁集团在相关规划文件中提出了智能高铁2.0的目标任务和要求。如今，李平和团队已经再次出发。

　　文｜《小康》杂志记者 赵狄娜

　　“获评国家卓越工程师，令我感到非常的自豪和激动。激动之余，我也清醒地认识到，这个奖励不属于我一个人，而是属于团队，属于所有铁路人。它彰显了国家对铁路的认可、对铁路工程师的认可。”接受《小康》杂志记者采访时，谈到获评“国家卓越工程师”，中国铁道科学研究院集团有限公司首席研究员李平如是说。

　　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，李平是其中之一。她一直在开展铁路信息化、数字化、智能化的相关工作，是智能高铁体系架构、大脑平台等科研团队的核心成员。特别是2015年以来，重点负责智能铁路和铁路大数据研究工作，牵头组建了行业首个铁路大数据中心，主持研发了铁路大数据平台并推广应用，为国铁集团和多个铁路局提供大数据服务。2017年，她带领团队开始了智能高铁研究，在中国工程院、国铁集团多个科研项目的支持下，明确了智能高铁的定义内涵，提出智能高铁体系架构，构建了大脑平台，在京张高铁开展了应用示范，并陆续推广到其他新建高铁和路外相关单位。

　　李平表示，自己很幸运赶上了中国铁路大发展的黄金时代。“我有幸亲历了中国高铁从跟跑到并跑再到领跑的全过程，为自己能成为新时代的一名铁路工程师倍感自豪。”

　　做领跑式的正向创新

　　高铁是我国装备制造的一张亮丽名片，实现了从无到有、从追赶到领跑的历史性跨越。2008年，我国第一条设计时速350公里的京津城际铁路建成运营，截至2023年底，中国高铁营业里程达到4.5万公里，“八纵八横”高铁网主通道已建成约80%、开工在建约15%。《国家综合立体交通网规划纲要》和《新时代交通强国铁路先行规划纲要》指出，到2035年我国高铁规模将达7万公里左右，通达50万人口以上城市，全国1、2、3小时高铁出行圈全面形成，包括主要城区市域（郊）1小时通达、城市群内主要城市间2小时通达、相邻城市群及省会城市间3小时通达。据国铁集团数据，到2025年，全国铁路网将覆盖99.5%的城区人口20万以上城市，高铁网将覆盖97.2%的城区人口50万以上城市。

　　高铁安全、高效、高质量运行的背后，信息化和智能化技术提供着强力支撑。

　　早在1996年，李平就进入了中国铁道科学研究院集团有限公司（以下简称铁科院）工作。“我和智能铁路研究有着不解之缘。”她表示，自己先后经历了“独上高楼，望尽天涯路”的起步阶段、“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”的攻关阶段、到“蓦然回首，那人却在灯火阑珊处”的应用阶段。

　　众所周知，高速铁路是一个涵盖动车组、线路、桥梁、隧道、轨道、四电、客站、调度指挥、列车控制、运输组织、设备维护、安全保障、运营服务等多个专业的复杂巨系统，实现全专业覆盖、全生命周期贯通的成体系智能，急需率先开展智能高铁的顶层设计创新。在李平看来，开展科技创新实际上有两种途径，第一种叫被动创新，也就是从问题和差距出发，着眼于解决当前系统存在的问题。第二种叫主动创新，也就是从国家战略需求出发，着眼于引领式的创新。李平和团队开启了在智能铁路领域开展主动创新的征程。

　　2000年，在国家科技部和原铁道部的指导和支持下，铁科院开启了国家铁路智能运输系统工程技术研究中心的组建工作，旨在围绕铁路智能运输、智能服务、智能安全等领域开展前瞻性研究——而在此前，国内外还没有成套理论和完整体系。“当时我正在铁科院攻读交通信息工程及控制专业的博士学位。在博士论文的撰写过程中，在前辈们的悉心教导下，我意识到，‘铁路智能运输’将是一个全新的研究方向，需要在无人区蹚出一条路。”李平告诉《小康》杂志记者，在铁科院的支持下，她们团队成功申请了科技部“铁路智能运输系统体系框架研究”项目，提出了铁路智能运输系统（RITS）的定义，构建了服务框架、逻辑框架和物理框架组成的RITS体系结构。但受限于当时的数字化信息化基础尚未夯实、数智化技术成熟度不足等因素，铁路智能运输系统的整体设计未能形成大规模工程应用。不过，体系架构、关键技术等成果依然为后续深化研究提供了重要基础。

　　2015年以来，在国家大数据、人工智能等战略的引领下，李平和团队开始了铁路北斗、大数据、人工智能等技术的研究，在前期取得的研究成果基础上，先后承担了智能铁路体系架构、标准体系、基础平台、关键技术等方面的十余项课题。她和团队在世界上首次提出了智能高铁“模数驱动、轴面协同”理论，定义了技术-数据-标准三位一体的智能高铁体系架构，研发了智能高铁大数据平台，攻克了智能高铁67项关键技术，并在京沈高铁完成了智能技术试验。

　　在长城地下“搞装修”

　　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曾经在这里创设了“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，其展现出的多项关键核心技术再次享誉全球。京张高铁是2022年北京冬奥运重要保障工程，也是世界上首条智能高铁，全面创新了智能建造、智能装备、智能运营等技术。从时速35公里到350公里，京张高铁不仅见证了中国铁路的发展，还见证了中国综合国力的飞跃。国际铁路联盟（UIC）认为，京张高铁是继日本东海道新干线、京沪高铁之后，又一个具有里程碑意义的标志性工程。

　　作为智能京张建设领导小组和工作组的核心成员，李平把多年来的科研成果应用到其建设中。而京张高铁所实现的创新与突破，是外人无法想象的。

　　首先是创新了智能建造技术，突破了全线控制性工程——八达岭地下长城站和清华园隧道的施工难题。八达岭地下长城站，地下埋深102m、面积超4万m²、78个洞室88种断面，是世界最大规模复杂洞群暗挖地下车站，在施工中面临着“重要文物零影响、大跨多洞开挖零失误、旅游人群零感知”等严苛要求，建设中提出了微震爆破靶向精准控制技术，将爆炸震动速度降低至每秒2毫米以内，相当于游客在长城上跺一下脚。工作组研发了成套智能化施工装备和施工组织系统，确保了施工安全高效。智能建造技术确保京张高铁提前9个月开通。清华园隧道精准穿越了城市核心区4条地铁、7条主干道和88条重要管线，突破了复杂环境大直径盾构隧道数字化微沉降精细调控技术，实现了像外科手术一样的精准施工，攻克了盾构隧道全预制拼装技术，实现了像“搭积木”一样建高铁。

　　其次是创新了智能装备技术，研制了具备智能行车、智能服务、智能安全等功能的智能动车组，在世界上首次实现了时速350公里的高铁自动驾驶，具备车站自动发车、区间自动运行、到站自动停车、车门自动开门与防护、车门站台门联动等五大功能，降低了司机劳动强度，提升了乘坐舒适性，同时还降低了综合能耗约7.77%。

　　再次是创新了智能运营技术，研发应用了智能客站技术，实现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，让旅客出行更舒适、更安全、更便捷。李平介绍说，京张高铁研发应用了智能综合调度指挥技术，实现多专业运输综合计划智能编制和调度计划智能调整，大幅提升了调度指挥效率；研发了监测预警和智能运维技术，融合国家气象局数据，实现了风雨公里级实时预警，并结合检测监测数据开展基础设施智能运维，推动了基础设施运维从计划修走向视情修、预测修，维修天窗利用率提升了15~20%。

　　最后是构建了智能高铁大脑平台。融合应用北斗、5G、大数据、人工智能等技术构建的大脑平台，为智能建造、装备、运营等多个业务场景提供算法、算力和数据支撑，并结合冬奥赛事转播需求，打造了5G+4K+高铁的冬奥高清直播应用示范。

　　八达岭地下长城站建成之后，李平第一时间赶到了现场。“其实整个京张八达岭的地下车站是没有空调的，全是靠一个精密设计的通风系统来确保这个车站冬暖夏凉，空气清新舒适。”她表示，设计这个密集洞群的时候，专门做了一项通风的仿真实验和优化，“这也是一个绿色低碳的典范”。

　　着眼智能高铁2.0

　　2020年，李平及其团队编制的《智能高速铁路体系架构1.0》标准正式发布。此后，京雄城际铁路、福厦高铁、雅万高铁等都积极采用了智能建造、智能装备、智能运营、大脑平台等技术。智能高铁技术体系也被国际铁路联盟（UIC）采纳并向世界各国发布，为世界铁路提供了中国方案。

　　当下，我国已经建成世界上最发达的高铁网，拥有海量的建设、运营数据和丰富的应用场景。国铁集团依托京张高铁、京雄城际开展了智能高铁技术创新和工程应用，在智能建造、智能装备、智能运营方面取得了系列化创新成果，智能铁路技术创新取得重大突破。当智能高铁1.0的先进成熟技术进入推广应用阶段，智能高铁2.0的攻关任务号角已经吹响。“十四五”时期，为进一步发挥数字化、智能化技术在铁路安全生产保障、效率效益提升、服务质量优化等方面的作用，支撑铁路高质量发展，国铁集团在相关规划文件中提出了智能高铁2.0的目标任务和要求。

　　如今，李平和团队再次出发，为实现更具领先水平的智能高铁2.0踔厉奋发。她指出，智能高铁2.0的目标是在智能高铁1.0已有成果基础上，聚焦“体系架构正向设计、全专业协同、跨领域综合、预测性分析”四大代际特征，全面应用数字化智能化技术最新成果，实现建造、装备、运营技术的智能化升级，支撑中国高铁在智能化时代的持续领跑。“在国铁集团指导和支持下，经过广泛调研和深入研究，我们提出了智能高铁2.0中10项领跑性攻关任务和18项创新型应用任务，责任更重大、任务更艰巨。”李平介绍道。

　　与此同时，为积极深化推广智能高铁体系应用，李平正在主持国铁集团“京沪高铁标准示范线智能化提升方案研究”课题。京沪高铁是当时世界上一次建成线路最长、技术标准最高的高速铁路。从2017年开始，开展京沪高铁标准示范线建设，对高铁创新发展具有重要的示范引领作用。“我们在对京沪公司和北京局、上海局、济南局深入调研的基础上，明确了京沪高铁在安全管理、设备设施、站车服务、运营管理、经营开发等方面的152项智能化提升需求。”李平表示，聚焦提质增能创效、更好服务沿线经济社会发展和广大旅客出行，以需求为导向，以数字化智能化技术与京沪高铁业务深度融合为主线，她们研究提出了14项智能化提升重点任务。未来京沪高铁智能化提升工程取得的成果将推广到其他运营高铁，为既有运营高铁智能化提升提供重要指导。

　　抓牢数智化机遇

　　高铁是交通运输现代化的重要标志，对现代综合交通运输和现代化产业体系建设具有重要意义，在装备制造业发展中肩负重要使命。成为一名铁路工程师，让火车跑得更快更远更稳，一直是李平少年时代的梦想。李平说，她很幸运能够梦想成真。同时李平又非常谦虚地表示，实际上自己取得的点滴进步都得益于国家对铁路行业的重视、得益于铁路科技创新的持续推动、得益于铁科院对自己的培养和支持。

　　作为占比相对较少的女性工程师的一分子，一路走到现在，李平的感受颇深。当前，我们正处于数智化时代，数据成为重要生产要素，因此实现海量数据的汇集、治理、分析等等都需要大量认真细致的工作，才能在枯燥的数据中发现业务规律，提升业务价值。她觉得，这和女性细腻、认真、有韧性和包容性的性格极为契合，“因此，数智化时代更有利于女性工程师发挥自身优势，取得更大的成就”。此外，她还建议有志于从事铁路研究的年轻人，要抓住难得的铁路发展机遇，不断开拓个人的研究视野，加强对数字化智能化新技术的跟踪和学习，并积极推动这些技术在铁路典型业务的应用。“希望大家能够时刻胸怀科技报国、为民造福理想，把中国智能高铁持续领跑作为主攻方向，为实现高水平科技自立自强和领先领跑贡献力量。”

　　对于李平来说，所有成绩都属于过去，她更愿意展望未来。接下来，她和团队将积极贯彻落实国家数字中国建设整体布局规划、国铁集团数字铁路规划，在智能京张高铁已经取得的成就基础上，继续深化智能建造、智能装备、智能运营技术，加快提出智能高铁2.0成套技术提体系和示范方案。“我们将依托新建成渝中线更高速度的高铁重大工程，预计在2027年建成智能高铁2.0示范线，攻克数字孪生智能建造、新一代铁路专用移动通信5G-R、基于MAAS+的旅客全行程服务、模数一体化平台等核心关键技术，实现更高速度更智能的高铁，为发展新质生产力、推动智能高铁持续领跑做出新的更大的贡献。”