铁四院围绕可视化仿真技术攻关二十余载 为高铁注入智能化设计方案

铁四院围绕可视化仿真技术攻关二十余载
为高铁注入智能化设计方案

本报记者  刘新红

    在铁四院所属的湖北省轨道交通智能设计及装备工程技术研究中心（以下简称“智能设计研究中心”）内，摆放着VR/AR眼镜、无人机、3D打印机、实时监测平台、激光快速成型打印机等多套智能设计、可视化仿真和装备研制所需的软硬件。设计人员戴上VR眼镜，操作手柄，就能参观车辆综合基地，检修车辆零部件，工作效率、精确度极高。

    “这些设备能让轨道交通从设计到运维更精准、合理、安全、高效。”智能设计研究中心常务副主任、铁四院机动院总工程师邱绍峰介绍，凭借BIM、GIS、VR/AR或3D动画等可视化手段，能建立工艺流、车流、人流、物流等全要素模拟仿真平台，让工作人员在工程设计、决策、建造、运营等环节实现预想、预见、预判、预知。

    从2000年中国铁路第五次大提速开始，21年来，铁四院紧紧围绕“智能设计与可视化仿真”“移动设备与基础设施智能运维装备系统”两条技术创新主线，为我国高速铁路、城市轨道交通等建设、运维注智赋能，在智能设计、规范标准、科技创新等方面硕果累累。

    2004年，在京沪干线提速工程中，铁四院的提速设计方案仿真预期与实施落地运行相差仅半分钟。2007年，中国铁路第六次大提速，邱绍峰和团队采用自主研发的三维仿真技术，总体设计并成功建成我国首个投入运营行车速度最高、检修规模最大、安全可靠性最好、作业效率最高、装备现代化程度最高的动车组运用所——上海南动车运用所。

    近年来，在我国高铁飞速发展的背景下，面对规模强度大、安全压力高、管控项点多等痛难点，邱绍峰团队开始将可视化仿真与智能化、自动化技术相结合，实现设计、建设、运维等全过程和全要素模拟仿真。

    “设计效率、设计质量发生了翻天覆地的变化！”邱绍峰说，所有知识库、参数库、规则库、模型库都已固化在设计系统中，整个设计能实现“智能匹配”“一键成文”“一键成图”，人力投入减少了50%，准确度提高80%，绘图效率提升20倍以上。

    2019年，智能设计研究中心成功打造了我国铁路首条物联网融合数字化智能检修流水线——上海动车段“新建动车组、和谐机车制动夹钳检修线”，实现关键零部件自主修，解决了行业长期“卡脖子”的难题。

    据了解，上海动车段制动夹钳检修线投用后，人工成本下降48.6%，日检效率提升70%，换产等待时间缩短90%，数据有效率达到98%。

    据介绍，全国铁路约40%的动车段所、全国各地148个地铁车辆基地均为铁四院智能设计研究中心设计。他们先后主编我国铁路行业最重要的3部综合性行业规范——《高速铁路设计规范》《城际铁路设计规范》和《市域铁路设计规范》，完成的工程项目获得多项奖励荣誉，累计获得软件著作权30余项、发明专利20余项、实用新型专利100余项，编写5本专著。

    “越来越多铁路和轨道交通运营单位认识到构建数字化、可视化、智能化综合解决方案的重要性。”邱绍峰说，未来，他们将继续加强数字化、可视化智能技术攻关，让应用成果布满高铁网、城轨网和都市圈，为建设交通强国提供更有力的支撑。