2023年,若和鐵路在通車一周年之際,又迎來了一項新技術落地,我國自主研發的基于北斗定位的移動閉塞新型列控系統在該線路上正式開通試運行,首次實現了“北斗定位+列車移動閉塞追蹤”這一創新技術在國家鐵路的成功應用。這一重大技術突破對于進一步提升我國鐵路技術裝備水平、促進我國高鐵列控技術從與世界并跑邁向全球領跑都是一次里程碑式的事件。
若和鐵路是新型列控系統的現場示范應用線路,全長825公里,與格庫鐵路、南疆鐵路共同構成了世界首個沙漠鐵路環線——環塔克拉瑪干沙漠鐵路環線,不僅一舉結束了塔里木盆地南緣多個市縣不通火車的歷史,而且有助于推動邊疆區域協調發展,對于我國的戰略國防具有十分重要的意義。
為了這條大漠生命線,來自祖國四面八方的鐵路基建人千里奔赴南疆,進行刻苦攻堅,這其中也留下了許多卡斯柯人的辛勞汗水,他們用前沿的信號技術完成了對若和鐵路的智慧武裝,以經濟高效的方式為這條沙漠高速通道護航。
沙漠中的若和鐵路
卡斯柯的任務是,為若和鐵路搭載自主研發的新型列控系統。“新型列控系統是繼C3系統之后目前鐵路行業內最領先的列控系統,對標的是全球最先進的技術水平,旨在實現基于北斗衛星定位的列車移動追蹤功能。這也是落實我國「北斗+」發展戰略的重點科研項目之一。”卡斯柯新型列控系統項目高級經理徐先良說道。
2018年8月,新型列控系統作為卡斯柯的重大科研攻關項目正式立項。公司很快組織了產品、研發、測試、質量、安全、運營等多個部門的核心骨干,統籌協調多條研發業務線并行推進,形成了跨地域、跨中心、全鏈條的聯合攻關團隊,朝著打贏這場新技術攻堅戰的目標全力以赴。
項目團隊集結,討論系統方案
“對比C3系統,新型列控系統增加了多元融合定位、列車自主完整性檢查、移動閉塞和IP化的車地無線通信等新需求,不僅面臨很多技術難關,還要提前考慮列控設備對于西部鐵路,特別是新疆沙漠地區惡劣氣候環境的適應性問題,挑戰著實不小。但卡斯柯有著幾十年積累的研發實力和一以貫之的匠人精神,我們有決心有信心,能夠完成這項任務。”卡斯柯列控產品副經理周欣信心滿滿地表示。
由于若和鐵路位于世界第二大流動性沙漠塔克拉瑪干沙漠的邊緣,約2/3的線路途徑沙漠無人區,常年伴有強風沙,人員駐守和軌旁設備維護難度極大,因此信號系統需要在設計之初盡可能減少軌旁設備,實現車站遠程集中控制。“區間沒有鋪設軌道電路,還要讓列車在沒有軌道電路的前提下進行追蹤,這也是一個技術難點。”周欣介紹說,“對此我們以無線通信為基礎,引入北斗衛星定位,從而對列車的位置移動進行實時、精準的捕捉,這也實現了從固定閉塞到移動閉塞的跨越。”
2019年,新型列控技術方案通過專家評審,開始進入軟硬件研發和試驗驗證階段。2020年,車載設備樣機研制成功,各子系統軟件開發完成;2021年,完成型式試驗和實驗室測試,通過專家試驗評審;2022年,互聯互通測試成功,獲得ISA安全認證證書……這期間,卡斯柯技術團隊曾遭遇不少技術難題,均一一攻克,不負眾望地完成每一步突破。
新型列控系統集成了卡斯柯傳統優勢產品和最新研發成果,在融合北斗的列車綜合定位、車載自主列車完整性安全檢查等關鍵技術上取得了重要的創新突破,實現了移動閉塞的列車追蹤運行。這套系統的成功落地不僅意味著我國列控技術將向前邁進一大步,也將實現卡斯柯國鐵業務領域上的一次重大突破。
2022年2月春節過后,若和鐵路開始進入現場試驗階段,新型列控系統在若和鐵路迎來期末大考,而一個個艱巨挑戰也不期而至。
“突如其來的疫情是我們遭遇的第一個意外挑戰。”卡斯柯技術經理曹德寧回憶道,卡斯柯的車載試驗團隊剛剛抵達和田,新疆就爆發了疫情,現場的工作人員都被要求進行7-11天的封閉管理。綜合考慮疫情防控要求和若和鐵路的試驗安排后,卡斯柯車載小組直接在列車上開始了“閉關備考”,白天在機車室試驗,晚上在車廂里睡覺,一日三餐都在車上解決。就這樣堅持了整整十一天。
除了每天24小時與列車為伴,小組成員們還要一直忍耐機車室內狹小的空間、龐雜的噪音和高溫的天氣,隨時爆發的沙塵風暴更讓人變成真正意義上的灰頭土臉。
機車室外的漫天黃沙
“我們所在的機車室是不完全封閉的,列車行車測試的時候,眼瞅著沙塵就往機車室里飛,一天的功夫,設備上就是厚厚一層。”曹德寧說,“有一次我們需要更改車載設備的線路接口,但死活找不到導線端子的標識牌,找了半天才發現,都埋在沙塵下面了。”
左:滿頭灰塵的車載技術人員在列車上調試
右:除去沙塵后露出來的導線端子標識牌
就這樣,試驗小分隊們在荒漠中感受著不一樣的日與夜。第一次參與現場工作的朱逸飛至今仍對若和鐵路的現場經歷難以忘懷。“那里的天氣經常一日四變,早上還透著霜氣,中午就烈日逼人,下午還在狂沙飛舞,晚上又下起了泥巴點子。現在想來的確是很辛苦,但是風和日麗的時候,一抬眼就能望到遠處的雪山,圣潔而莊嚴,仿佛在那里無聲地祈禱,守護著我們的平安。這大概也是一次限量版的人生體驗吧。”
遠處的雪山隱約可見
由于是一個全新系統的首次現場應用,若和鐵路又是一條客貨混跑的特殊線路,除了列控系統自身的穩定性,與無線通信、車輛設備等環節的配合以及極端環境下的性能也都需要反復磨合驗證。
“相比于C3系統采用的電路域通信方式,新型列控系統采用的是GPRS分組域的通信方式,用這種模式進行整個列控系統的數據傳輸在業內尚屬首次,所以一開始遭遇了很多不確定性。”曹德寧表示。為了加速新系統磨合和功能驗證,在綜合測試初期,測試組每天都要進行拉練式的行車試驗,通過多跑數據多發現問題來解決安全隱患,從而增強系統運行的穩定性和可靠性。
行車試驗
“每天行車里程是來回800公里,車頭定速100公里/小時,所以光行車跑數據就是至少8小時。”全程參與了若和鐵路現場綜合試驗測試的李湘宜回憶說,前期總是磕磕絆絆,有一次行車試驗進行到一半了,車輛突然異常制動,研究了半天發現是GPRS通信中斷,只好等通信設備供應商進行修復后重新來過。“這樣的小意外總是不斷發生,有時候是設備方的原因,有時候是通信方的因素,有時候是我們的參數要重新調整,所以在進度上面臨了很大的壓力。”
每天早上天還沒亮透,現場團隊就得開始準備試驗,晚上行車試驗結束后,又馬不停蹄對當天的測試數據進行分析總結并制定第二天的計劃,一套標準流程下來,經常就是深夜了。“這樣的工作強度考驗著每個人的身心,常常在車上看到身邊的同事坐在沒有倚靠的地方,頭懸著就睡過去了……”李湘宜苦笑道。“不僅如此,遠在千里之外的卡斯柯北京大本營,也有許多同事心系現場,他們也會每天守到深夜,等著和我們一起開討論會。”
迎著朝霞,踏著月光
終于,經過幾個月的現場試驗,各核心系統全部通過現場測試,取得了階段性的勝利。隨后,項目團隊又根據業主需求,對部分系統功能進行優化提升,于今年4月再次順利通過現場試驗,新型列控系統如約啟用。“在新型列控系統應用之前,我國鐵路列控技術普遍以C2、C3系統為主導,與國際同行相比處于跟隨與并跑的狀態。如今新型列控系統成功落地,標志著我國在全球列控技術領域開始取得領跑地位。”看著若和鐵路啟用新型列控系統后在行業內引發的熱議浪潮,徐先良感慨萬千。
項目團隊合影
目前,卡斯柯正基于新型列控系統的技術框架進行更多的功能拓展研發,已在平煤和靖神兩條貨運鐵路線上完成了“基于北斗的智能列控系統”的試驗測試,下一步將在新型列控系統的基礎上,繼續進行ATO自動駕駛功能的技術攻堅。
許多年輕的卡斯柯同仁將自己的第一次外勤任務獻給了若和,也在那里留下了一段刻骨銘心的記憶。“在這里,隨處可以感受到前輩基建人的偉大,沙漠筑橋、栽木成林、滴灌防沙,他們將死亡之海變為通途,化一切不可能為可能。他們就是奇跡的創造者。”李湘宜說,卡斯柯人作為新一代基建人,能夠接棒前輩的傳承,成為若和鐵路萬千建設者中的一員,這本身就是一份最珍貴的榮譽。