张贵锋 万 宇 程 林 邹碧峰
数字化仿真、智能传感、智能分析……作为我国智能铁路最新科技成果的集成化应用，福厦高铁是继京张高铁、京雄城际铁路之后建成投用的又一条智能高铁，也是我国首条设计时速350公里的跨海高铁。从建设到运营，从车站到列车，从检修到运行，智能无处不在，科技含量满满，为列车的安全运行、旅客的便捷出行保驾护航。
11月20日9时许，一列时速350公里的复兴号智能动车组驶上福厦高铁安海湾跨海大桥。列车如离弦之箭，短短10多秒钟便驶过主桥。“太快了，太美了，关键还特别平稳！”车厢里，很多旅客啧啧赞叹，用手机拍下窗外海天一色的美景。自9月28日福厦高铁开通以来，已经有很多旅客乘坐复兴号智能动车组跨越蔚蓝大海，享受智能出行。
动车安全：
有“屏”有据，织密动车组运维全方位监测“天网”
11月17日上午，中国铁路南昌局集团有限公司福州动车段福州南动车二所，崭新的检修库内，底色银灰、车身绘有红橙黄三色“飘带”的CR400AF-Z型复兴号智能动车组停放在检修6道，复兴号乘务队的随车机械师们正在开展故障应急演练。
在监控室内，随车机械师张健聚精会神地盯控着各种仪表盘和屏幕。科技感满满的触摸屏上，滚动记录着动车组各个部位的技术状态。张健滑动屏幕查看，“06车受电弓发生故障”显示框跳出，他立刻点击，信息屏自动识别受电弓位置实时录制的监控视频。“应该是受电弓挂异物阻挡导致的故障！”张健快速研判，随即赶往现场精准处置。
“复兴号智能动车组的检测点有数千个，较传统动车组增加700多个，像动车组受电弓、车门等发生故障时，可在屏幕上实时调取监控视频，并自动截取故障发生的视频片段，供机械师快速、精准判别故障原因，不仅节约50%左右的处置时间，还大幅度提升了线上动车组的安全性和可靠性！”张健介绍道。
福州南动车二所是福建区域智能化、数字化程度最高的动车所，在全路动车所中首次采用全流程、全方位、全智能的动车组智能运维综合管理平台。
这个平台面向动车组运维全领域，整合既有系统资源，通过多渠道数据采集、多元化数据交互，以及多维度、多方位数据分析和监控，涵盖动车组画像、技术管理、关键作业过程监控、故障应急处置等，打破系统分散、信息孤岛，有“屏”有据，为动车组运维提供多层次、多视角、多场景的决策支持，让调度应急指挥中心工作人员运筹三尺之间，便可调度千里之外。
调度应急指挥中心通过运维系统，结合复兴号智能动车组遍布全车的2500多个传感器，实时采集千里之外动车组的1500余项运行信息，包括动车的位置、速度、车厢状态等信息，以及走行部、制动系统、客室环境等部位的状态。当子系统传来的数据超出正常波动范围时，系统不仅自动预警，还可做出判断和决策，构成动车组运维全方位、无死角的安全监测“天网”。
设备检修：
构建钢铁防线，防风雨防异物“以智取胜”
福厦高铁综合应用智能传感、物联网、云计算、地理信息、卫星导航等现代信息技术，建立了完整的大跨桥梁与轨道一体化健康监测系统，研发了集群式桥轨综合监测管理平台。
“通过24小时实时监测管理平台，可以对桥轨结构运营期间各项参数实时监测、动态分析、快速诊断，为大桥运营管理和养护提供科学依据，增强桥梁结构的可靠性、使用性、耐久性！”中铁第四勘察设计院集团有限公司福厦高铁桥梁健康监测系统设计负责人梁金宝说道。
福厦高铁乌龙江、雷公山大桥的桥梁健康监测系统分别设有217个、167个测点，主要对桥址环境、外部作用、结构安全性能等实施高效监测。斜拉索是斜拉桥的主要承力构件，易产生疲劳和腐蚀损伤，健康监测系统通过加速度索力传感器监测索力，及时掌握拉索内力变化特征，对判断结构安全、确定换索时机至关重要，也可间接反映主梁结构的变化情况；这两座大桥还分别设有38个、19个轨道监测系统测点，对尖轨尖端、基本轨根端等关键设备部位开展自动化变形监测，可实现钢轨伸缩位移、轨枕间距、钢轨温度等非接触式高精度测量。
福厦高铁的安全防线还有自然灾害与异物监测系统，共设立46处风力监测点、13处雨量监测点以及1处异物侵限监测点。这些监控单元应用通信服务器实现数据的收集和处理，并生成报警信息，还具备与外部相关系统信息交互的功能。
福建沿海雷电、风雨等恶劣天气较多。这个系统的电源颇有讲究：首先进入防雷装置，然后经空气开关进入UPS，通过UPS的输出进入互投开关后，再分别供电给电源单元以及现场监测设备。这种电源供给方式使得设备既智能又“皮实”，即使遭受雷击也能正常运行。
福厦高铁的异物侵限系统，能有效、准确地监测异物侵限的状态，还可同时检测线路短路、接错线等故障。当有异物从铁路上方桥梁坠落侵入铁路限界时，异物监测系统会立即“红网”提示，系统迅速分析、处理，提醒该区段设备存在故障，并生成报警信息发送至监测业务终端。
“通过监测业务终端接收到这些信息后，我们就能迅速掌握、精准处置风险隐患。”厦门工务段路桥技术科技术员王宏波说。
此外，为了应对沿海地区台风、强降雨等恶劣天气，福厦高铁还通过高铁灾害大数据的分析应用，实现对关键气象灾害的风险识别和精细化预警，进一步提升了铁路防灾减灾的能力，让铁路人在应对大风大雨时能够“以智取胜”。
旅客出行：
智能天窗、“追风子弹”，让旅客体验更美好
厦门北站换乘中心的屋面形似浪花奔涌，龙舟式燕尾脊气势冲天，顶部巨型天窗透着温煦的阳光。这个1400平方米的天窗，是中国高铁站房面积最大的天气感应式智能天窗，相当于3个标准篮球场大小。
天窗可根据实时监测的光照强度、风力大小、降雨及室内外温差等数据，人性化自动开合窗户或窗帘，充分改善室内环境质量，为旅客带来舒适体验。“据测算，智能天窗每年可减少40天通风系统的运转，相当于减少14.13吨二氧化碳的排放。”厦门北站副站长孙宇峰说道。
“这里是出站的地下空间，不用电照明，依然亮堂堂！”跟随厦门北站值班站长吴振斌的指引，可以看到在换乘中心负十米集散空间，有着不逊色于地面的自然光照体验，这得益于在国内站房建设中首次全面运用的智能光纤系统。
该系统通过在屋面安装的82套采光机，每天如向日葵般自动唤醒，精准追踪太阳方位采集阳光，利用大通量特种光纤输送至地下空间替代用电照明。“光纤照明覆盖面积达7000平方米，相当于为地下空间安装了一扇巨大的天窗。”吴振斌介绍，这个系统全年可节约用电约72万度，相当于减排565吨二氧化碳。
厦门北站运用闽南地区规模最大、最先进、功能最全的IBMS站房智慧管控系统，对站房内所有空调、照明、电梯等机电设备统一管控：2万多平方米的候车大厅在15分钟内可实现快速制冷，上千个灯具可分组控制实现场景化照明……该系统还能自动分析、判断机电设备的运行状态，在不同环境参数下自动实行动态调节，让设备始终处于最优能耗状态，每年可节省100万度电，相当于减排960吨二氧化碳。
车站如此智能，引无数旅客点赞，而走进福厦高铁上的复兴号智能动车组车厢，科技感同样扑面而来：车厢内实现了Wi-Fi网络全覆盖。“这背后离不开几百颗‘追风子弹’的功劳！”南昌通信段莆田通信车间技术员丁海亮说道。他介绍，在福厦高铁跨海大桥上，每隔120米装设有1个天线设备，因外形酷似子弹，大家称之为“追风子弹”：“我们的‘追风子弹’可比真正的子弹快多了，天线传输速度接近光速！”
据了解，常规天线需架空在高处以实现信号的大覆盖面，而海上风大浪高，设备容易腐蚀。经过攻坚，科研人员创新研发出高铁跨海大桥专用天线，在今年好几个台风的考验中表现优异。
为确保“追风子弹”能抵御含盐量很高的海风侵蚀，其底座材质为8毫米的316L钢，天线外罩采用优质加厚玻璃钢；使用防松动螺母及M12不锈钢化学锚栓，配套专业的监控装置，只要螺栓出现松动就会发出报警。
这样的设备在福厦高铁沿线共有392个，天线双向覆盖，确保了动车组车厢内的信号全覆盖。“福厦高铁的‘追风子弹’天线，在全世界系首次使用。旅客在高铁列车上使用手机，能达到满格的5G信号。”通号工程局集团有限公司福厦高铁公网施工负责人殷立军说道。
车厢顶部装有电视，分屏显示列车运行和娱乐节目信息；卫生间新增智能照明，可自动调节灯光亮度；在减振降噪方面，复兴号智能动车组的表现同样优秀：列车通过隧道或交会时，旅客几乎感受不到耳部不适。
复兴号智能动车组的驾驶室堪称“大气、简约、科技”。福州机务段动车组司机连永圣说驾驶智能动车组“非常过瘾”：“启动时更平稳、加速时更‘丝滑’。进站停车时，自动控制系统能根据线路数据、外部环境等，匹配出最优的制动曲线和制动力，让减速、停车更平稳、更舒适！”
在榕城福州与鹭岛厦门之间，在海天相连的湛蓝海面上，一抹又一抹亮丽的“中国红”风驰电掣。有旅客感叹：“不用去远方，乘坐福厦高铁上的复兴号智能动车组贴地飞行、穿山越海，如诗如画的美景足以让人心旷神怡！”