“中國制造”突破創(chuàng)新 高鐵軌道嵌入“智能芯”
2016-07-29
“中國制造”正在崛起，隨著我國“中國制造2025”戰(zhàn)略計劃的實施，國內科技制造技術不斷提升。近日，京沈高鐵遼寧段鋪設的高速公路軌道，就潛入了我國自主研發(fā)的“中國芯”。這是我國首次在超過500公里建設長度的高鐵上應用自主研發(fā)的CRTSⅢ型先張板式無砟軌道，更是首次在軌道板內安裝具有“身份證”功能的“中國芯”。
“中國芯”究竟為何？他對我國鐵路建設有何作用？走進京沈高鐵遼寧段鋪板現(xiàn)場和蘇家屯板場一探究竟。
軌道板裝芯片還是第一次
在中鐵建大橋局承建的京沈客專遼寧段TJ-10標繞陽河特大橋施工現(xiàn)場，從這個位置向對面望去，已鋪好的軌道板一望無際，十分壯觀?？僧斪呓渲幸粔K板端詳時發(fā)現(xiàn)，這種長5.6米、寬2.5米，厚度20公分，擁有8對承軌臺的軌道板，從外觀上來看，似乎并沒有“出奇”的地方。
“這種板叫CRTSⅢ型先張板式無砟軌道，這是我國唯一具有完全自主知識產(chǎn)權的板式無砟軌道。”項目總工方向春介紹，“這種軌道板從2009年開始研發(fā)，之前在湖北城際、盤錦至營口和沈陽至丹東客運專線鐵路短距離應用和實踐。在超過500公里建設長度的鐵路客專上應用，京沈客專尚屬首次。而且與之前應用時不同，京沈高鐵的軌道板首次嵌入了‘身份證’!”“當然不是真的身份證，是一種芯片，我從事鐵路建設十多年了，頭一次聽說軌道板里還能安裝芯片!”
方向春介紹，當?shù)谝粔KCRTSⅢ型無砟軌道即將被運輸至施工現(xiàn)場那天，他早早等在現(xiàn)場，可當看到軌道板的一瞬間，方向春失望了。“外觀上看，這些軌道板和沈丹高鐵鋪設的板毫無區(qū)別。”后來，方向春才得知，芯片是埋入在軌道板內部的，在施工現(xiàn)場，根本找不到芯片的影子。
與現(xiàn)場所有參與建設的工人一樣，方向春對芯片更加好奇了。聽說在生產(chǎn)軌道板的板場可以看到芯片，方向春立即駕車前往板場，只為看一眼芯片的模樣。“只有去到板場，親眼看一下芯片安裝的過程，你才能進一步了解它的功能。”
電子芯片是軌道的“身份證”
究竟軌道板的“身份證”長什么樣，它又是如何被放置在軌道板內的?當天下午，在中鐵二十二局集團有限公司京沈客專遼寧段TJ-13標段的蘇家屯板場找到答案。場長劉樹祥帶領參觀軌道板的生產(chǎn)車間后就明白了。足有一個半足球場大小的車間里，一個個工序施工區(qū)井然有序，綁扎鋼筋、組裝模具、將模板吊至臺座、用千斤頂對模具進行張拉……車間里，數(shù)十名工人有條不紊地在生產(chǎn)流水線上按著工序施工。
“你想看的‘身份證’需要在布料機澆筑混凝土之前就埋入板內。”在芯片埋入板內這道程序所在的場地，可以看到沿著模具中沿線兩端的鋼筋上各捆綁著一個長5厘米的藍色塑料小盒。劉樹祥說，小盒里裝的就是軌道板的“身份證”——一種具有讀寫功能的RFID電子芯片，也叫電子標簽。“這種電子標簽在軌道板的生命周期內可以持續(xù)使用，但為了防止萬一，我們在每塊軌道板上都安裝了兩塊電子標簽，每個標簽各有一個編碼，這兩個編碼對應的都是同一塊板。”劉樹祥介紹，芯片安裝完成后，工作人員會用讀卡器將它“激活”。整個過程與銀行卡開卡的過程類似，每個芯片的編碼就好像每張銀行卡的卡號，當卡片激活后，就能正式使用了。
“中國芯”智能管理軌道板生產(chǎn)全過程
軌道板內的芯片并非一種“獨立”的產(chǎn)品，當芯片被激活后，它將實現(xiàn)“聯(lián)網(wǎng)”，即接入“鐵路CRTSⅢ型軌道板生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”。劉樹祥表示，芯片和信息系統(tǒng)是由中國鐵道科學研究院、天津銀龍、北京盟友軟件公司共同組成的信息化開發(fā)團隊研發(fā)出來的。
幾經(jīng)周折采訪到北京盟友軟件技術有限公司負責人王榮平。他介紹，CRTSⅢ型先張板式無砟軌道是我國在總結吸收Ⅰ型、Ⅱ型無砟軌道技術特點的基礎上，開發(fā)出來的具有更好的綜合技術經(jīng)濟性的無砟軌道，這種新型無砟軌道目前還在進一步優(yōu)化中。“為了給Ⅲ型軌道板提供有力的數(shù)據(jù)支撐，同時也為了實時觀察監(jiān)測Ⅲ型軌道板的生產(chǎn)過程，鐵路總公司組織開展了電子芯片和信息系統(tǒng)的開發(fā)，這也是為了提高我國無砟軌道技術核心競爭力，從而更好地實施鐵路‘走出去’戰(zhàn)略。”
“從2014年5月至2015年10月，在鐵路總公司工程管理中心和京沈客專遼寧公司的組織下，我們研發(fā)團隊歷時一年多時間，完成了《鐵路CRTSⅢ型軌道板生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)》的開發(fā)任務。經(jīng)過京沈客專遼寧段阜蒙板場和蘇家屯板場半年來的系統(tǒng)試運行，目前，鐵路CRTSⅢ型軌道板暫行技術條件和電子標簽技術與軌道板生產(chǎn)管理系統(tǒng)高度融合，形成了高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道先張法預應力混凝土軌道板技術標準與生產(chǎn)管理信息化相結合的技術標準體系。”王榮平介紹，這套信息系統(tǒng)充分結合了互聯(lián)網(wǎng)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、藍牙技術、RFID電子標簽識別技術、移動手機、平板電腦等新技術新產(chǎn)品，以“局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng) 云服務”模式為軌道板生產(chǎn)全過程管理提供系統(tǒng)化服務，為建設單位和各生產(chǎn)單位構建統(tǒng)一的生產(chǎn)信息平臺和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
簡單來說，芯片安裝完成后，軌道板之后的澆筑、養(yǎng)護、拆模、出庫、運輸?shù)雀鞒绦虻南嚓P信息都將被人工錄入系統(tǒng)平臺，一旦信息錄入將不再更改。這就規(guī)避了以前生產(chǎn)過程中存在人為操控的可能性，軌道板生產(chǎn)過程已經(jīng)實現(xiàn)“智能化”管理。
有了“中國芯”軌道信息一目了然
此外我們還還了解到，京沈高鐵軌道板生產(chǎn)過程不僅可以通過電腦平臺進行監(jiān)控、記錄，就連工作人員的移動手機也可以實現(xiàn)。“只要安裝上這個系統(tǒng)的移動端，我們隨時可以通過手機對現(xiàn)場情況進行查詢。”隨后，劉樹祥在軌道板存放區(qū)演示了讀取軌道板信息的過程。我們留意到，當他將手機貼近軌道板內的電子標簽的位置后，手機頁面立即顯示出這塊軌道板的“個人”信息，包括板場名稱、模具編號、驗收單位、澆筑完成時間、蒸養(yǎng)完成時間等內容。
軌道板有了“電子檔案”，這個技術的實現(xiàn)不僅可以為生產(chǎn)單位提供生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)工序管理、安全質量管理、檢驗記錄管理、技術證明文件管理、施工資料管理、出入庫管理、產(chǎn)品信息管理、生產(chǎn)情況統(tǒng)計分析等生產(chǎn)全過程管理的信息化，為建設單位提供生產(chǎn)綜合信息和生產(chǎn)情況的信息查詢，還可以為高鐵通車后，檢修單位對軌道板的后期維修工作提供更加快捷便利的條件。
“此前高鐵線路的軌道板如果出現(xiàn)問題，檢修單位工作人員需要人工手動查詢這塊板的‘檔案’，而以前大多數(shù)的‘檔案’都是紙質版的，查詢起來十分不便，而且還存在遺漏、毀壞的可能。而將來京沈高鐵的軌道板如果出現(xiàn)問題，檢修人員只需要通過讀卡器掃描一下芯片，就能立刻讀取出軌道板的原有信息，上還可以查詢到生產(chǎn)該塊軌道板的模具生產(chǎn)出的同批次軌道板是否存在相同問題。”劉樹祥說。
CRTSⅠ型軌道板
是我國科研人員在引進日本新干線軌道板技術的基礎上消化吸收再創(chuàng)新的產(chǎn)品，具有設計使用年限長、耐久性強，后期維修少等特點。
CRTSⅢ型先張法軌道板
是我國科研建造人員摒棄了后張法軌道板部分缺點的基礎上，進一步優(yōu)化預應力體系等相關理論、設計、工藝等，形成具有我國鮮明特色的軌道板結構。具有設計使用年限長、耐久性強，后期維修少等特點。
RFID電子標簽
是Radio Frequency Identification技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。目前RFID技術應用很廣，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。
