以精品工程理念打造智能铁路的内在逻辑

杨子楠

(中国国家铁路集团有限公司 铁道党校， 北京 100088)

2019年底，中国铁路进入了一个全新的发展阶段。从1909年京张铁路的建成，到2019年京张高铁的通车，跨越百年的线路见证中国铁路智能化迈出了从“无到有”的关键一步。无论是已经开通运营的京张高铁，还是京雄城际、蒙华铁路等正在推进的智能化项目，精品工程这一目标理念都贯彻于建设始终。“全力建设精品工程智能铁路”、“打造精品工程、铸就智能京张”、“以京张高铁和京雄城际精品工程为牵引”等建设思路的提出，表明了智能铁路与精品工程产生出互为支持的积极作用。因此，本文基于智能铁路与精品工程的内涵特征，探究二者之间紧密而和谐的内在联系，进而提出打造智能铁路精品工程项目的原则性建议。

1 智能铁路与精品工程的内涵和特征

建设智能铁路与打造精品工程不仅在实际铁路工程项目中得到了顺利的配合应用，更是从设计、实施到运营的整体理念实现了高度融合，这其中的深层次原由来自于二者在内涵特点上的融通契合，因此必须首先从对智能铁路和精品工程的内在属性来着手分析。

1.1 智能铁路的基本概念与特征

1.1.1 智能铁路的基本概念

依据国内外相关行业智能化发展现状，结合铁路信息化、数字化基本发展趋势，以及铁路智能化发展动力因素等方面的综合分析，可以将智能铁路定义为：基于全状态信息的感知、处理、传输和共享技术，对铁路业务流程以及协调各类资源实现优化的新一代现代铁路。

1.1.2 智能铁路的内涵和特征

智能铁路是一个按需求驱动的自主化运输系统，而作为一个集成了多因素的复杂系统，其特点也鲜明的表现在以下5个方面。一是感知方面，实现全面且透彻的信息感知；二是连接方面，构建广泛的、交互的、安全可信的互联互通；三是融合方面，解决大量异构数据资源的融合处理问题；四是学习方面，形成自主自动学习的机制；五是决策方面，提供时效性强、科学化程度高、持续稳定的决策[1]。

智能铁路的内涵还主要体现为6个方面(见图 1)。一是安全稳定可靠化，智能铁路的第一要义同样必须是安全；二是信息互联全域化，不同的铁路用户之间，实现全域范围内的信息资源共享；三是运输组织自动化，可按规定程序或指令实现无人干预的自动操控；四是系统决策科学化，通过智能计算、智能感知、智能认知，最终实现对铁路业务决策的智能化；五是客户服务人性化，推动运载服务客体与人这一行为主体间在参与、互动、联系、评判中深度交互；六是节能环保绿色化，比如在首条智能铁路上运行的——“复兴号”动车组采用低阻力流线型头型和车体平顺化设计，相比“和谐号”其阻力降低7.5%～12.3%，人均百公里能耗仅3.8度，下降17%左右[2]。

图1 智能铁路内涵及特征示意图

1.2 精品工程的基本理念和丰富内涵

1.2.1 精品工程是优质工程中的精华工程

精品工程的评价前提必须要求工程是结构稳定、坚实耐用、安全可靠的。不仅如此，精品工程作为一个极为严格的工程评判概念，必须明确优质的工程并非都是精品工程，而精品工程则是从优质工程中再次按照其严格的技术标准、效益标准筛选出来的精品。优中之精华，一是说明其稀有性，评判标准极高；二是要意识到其具有的示范效应，是其他项目和未来建设工程项目的参照标准工程。

1.2.2 精品工程是具有较高技术含量的工程

精品工程需要新技术贯彻其中，高新技术和高新装备一定程度上来说是打造精品工程的必要条件。原因在于，精品工程中“精品”的含义并非指精雕细琢，而是指工程的最终呈现是“精”。当然，精心、精细的设计、施工、管理必不可少，但更要有来自于新理念、新技术、新装备的投入参与，以此来提升工程质量水平、消除传统工程问题、实现项目的开拓性创新。因此，精品工程的产生，往往借助于新装备新技术的应用，常常伴随着时代的进步而出现，也成为了能够快速引起共鸣，得到推广的项目工程。

1.2.3 精品工程是耐得住时间考验和严格检验的工程

对于精品工程的检验是十分严格的，应当从横向和纵向两个维度来考量。横向上来看，是对标准的严格性要求。在工程质量的检查中，需要既宏观地调查，又微观地检查，除了对工程外观质量和用户需要的总体宏观调查；还要对工程的细节构造处理以及使用者的真实体验开展微观考察。纵向上来看，精品工程还需要时间的检验。随着时间的推移，有些工程会出现不均匀沉降、开裂、掉皮、渗漏及变形、变色等质量问题，这样经不起时间考验的工程不能被称之为精品工程[3]。

1.2.4 精品工程是建造和使用两方面均达到高质量的工程

精品工程虽然从词义上来讲是工程的精品化，但其实质讲究的是“一脉相承”。一方面，指的是精品工程是一次成型，也就是说在施工建造过程中就应全过程控制和高规格管理，在建成并投入使用时即为精品工程。另一方面，是要求其在设计、建造中与用户和运营单位充分的沟通，尽大力度地满足使用者的需求，并在面对可能出现的问题时统筹考虑，使得工程项目在使用过程中仍然是精品。

2 建设智能铁路和打造精品工程的内在关系研究

依据对智能铁路与精品工程的内涵和特征分析，可以发现二者之间具备许多在核心理念和实践推进中的共通之处，以此为基础，进一步从共性特征和内在联系两个角度对二者有机结合的内在机理进行深入探究。

2.1 智能铁路与精品工程的共性特征

2.1.1 追求目标愿景的一致

我国铁路人以及世界各国铁路同行积极参与智能铁路的研究和实践，其重要原因在于智能铁路代表着铁路未来的发展方向，能够为破解旅客、货主、客户在运输及经营上的难题提供一套全新方案，而这条基于“人”的解决路径最终会辐射到每个需求个体，进而为发展提供巨大引领力。再看精品工程，与智能铁路的相同之处就在于，其之所以要建成“精品”，最重要的就是在基本的合格工程、优良工程、优质工程的基础上，还要追求成为满足使用者需求这一动态变化的苛刻指标。由此可见，智能铁路和精品工程的终极目标都是最大化地回归到“人本”上来，更重要的是都能够带动经济发展和引领社会进步。

2.1.2 依托核心技术的相同

智能铁路的重点毋庸置疑在于智能化，追根溯源地看，智能化是信息技术的最新发展阶段，换句话说智能铁路的发展和应用离不开信息技术。信息技术同样在精品工程建设方面也扮演着重要的角色，如今的工程建造想要成为精品，必然不能缺少对于信息技术广泛而深入地运用，比如：GIS、物联网、BIM、CIM等技术就在一定程度上成就了精品工程的诞生[4]。本质上，贯彻于智能铁路项目和精品工程项目的其实都是数据，智能铁路的智能决策、运输生产和最终应用全部依赖于海量大数据的采集感知、传输存储以及挖掘分析；同样，海量数据也贯穿在精品工程建设的全周期之中，包括工程设计数据、仿真模拟数据、3D建模数据、动态监测数据、精密测控数据等数据信息，使得工程建设产业生态环境由复杂化的建造过程向透明化、可视化转变。

2.1.3 建造本质理念的契合

在对智能铁路和精品工程的内核和特征分析中，可以得出二者有着多个核心理念的一致性。智能铁路的建设理念重点方向包括：保障运输生产安全、构建节能环保的出行方式、提供温馨舒适人性化的服务以及将高新科技与铁路业务融合等。与之比照发现，在精品工程的打造中也同样符合以上设计建造理念，精品工程的最基本内涵就是保证工程质量，确保工程安全性；其次，精品工程还要求工程建设的绿色化，强调与自然和谐共生，在不破坏环境造成污染的前提下，还应当尽量地形成美观、艺术的作品；此外，精品化工程项目还借助高新科技的应用，并在其深度运用后为使用者带来更加舒适、畅快的体验。

2.2 智能铁路与精品工程的交互作用

2.2.1 智能铁路的建设需要精品工程的质量水准为依托

作为新一代铁路运输系统，智能铁路肩负着指引行业新发展领域的开创，承载着国家和人民对这标志性工程的期盼，同时也汇聚了世界各国关注的目光。基于以上的使命责任，智能铁路的建造必然要以“精”“细”“严”为标准要求，使运输系统成品的质量达到精品化水准。此外，从智能铁路自身的建设要求来看，智能铁路涵盖自动驾驶、行车智能安全预警、高级机器学习理论、自主协同控制理论、量子智能计算、混合增强智能理论等高新智能技术，这些新技术的成熟运用也需要精细化的理念和操作不断磨合实现。

2.2.2 精品工程的打造得益于智能化铁路新技术的牵引

运用高新技术和装备作为精品工程的内涵之一，在打造工程的精品化中有着举足轻重的作用。新技术、新装备、新方法的运用往往能够对工程水平的高度产生决定性影响，令仅是普通工程或优质工程的项目提升到精品化级别。如今，智能铁路的发展给予了工程项目绝佳的契机，作为高新技术密集化、集成化的重点项目，其新技术装备、新理念模式的使用为工程项目注入活力，形成了强大牵引动能助力工程精品化的实现。

2.2.3 精品工程具备的时代性特征强烈召唤智能铁路

纵观世界工程项目建设的历史，很大程度上与人类文明的进步相互关联。工程项目是蕴含着灵魂的，尤其是凝聚心血、倾力打造的项目更是彰显着社会影响和时代技艺的标志产物，各历史时期的精品工程都反映着社会变革的轨迹，铭刻着时代的烙印。作为地域的标志、时代的标杆、行业的标准，精品工程还具有极强的示范作用和带动作用。比如，绿色理念的引入就是很好的例证，在社会处于后工业社会向新兴文明转化过渡阶段的时期，由生态文明而促生的“绿色铁路”的概念己被社会广泛认可，并成为了新时期精品化工程建设的条件之一。

在时代背景和工业技术基础不同的各个时期，铁路借助信息化浪潮，运用计算机网络通信、卫星遥感、地理信息等技术实现了信息化和数字化[5]。可以说，信息化、数字化的发展为智能化提供了技术基础，没有铁路信息化的实现和铁路数字化的高度发达就没有铁路智能化的真正出现(见图 2)。同理，当前智能铁路从提出到发展，同样是在精品工程理念的作用下趋近成熟，走向符合当前时代特征的铁路发展新阶段[6]。

图2 不同时代下铁路信息化、数字化、智能化、精品智能化发展路径

2.2.4 智能铁路与精品工程的共性特征促使其成为有机整体

对于构建“精品工程、智能铁路”，不能仅仅从口号或宣传的层面解读，更应当看到智能铁路和精品工程的系统性和整体性。一方面，二者在追求的目标愿景、依托的核心技术、建设的本质理念上存在共性，可以看到即使智能铁路和精品工程作为两个独立子系统也高度一致，存在着形成统一系统的要素因子。另一方面，二者各自发展的侧重点不尽相同，智能铁路突显的科技性、创新性、智能化特征与精品工程着力的安全稳定、艺术美观特征相得益彰，相互形成很好的交叉补充，让各子系统优点能够在总体中充分展现，真正实现一个整体的有机融合，也更好地体现出智能铁路精品工程的宝贵价值。

3 推进智能铁路精品工程项目的原则性建议

在精品工程项目的建设中，应当保持一个自始至终的目标导向，确保智能铁路项目精品化的实现。通过对精品工程要求和智能铁路理念的深入理解，提出5点基本原则性建议，为智能铁路精品工程项目的建设提供顶层设计依据。

3.1 安全为先，确保质量

精品工程项目最为基础性工作任务就是保安全、讲质量，如果没有合格的质量，出现安生产事故，那么后续的一切工作均“归零”。因此，在智能铁路精品工程项目的建设中要建立健全铁路建设质量安全管控体系，严格落实质量安全红线管理规定，以“零容忍”的态度重拳打击偷工减料、以次充好、转包和违法分包等问题。并且，推行实施检查整治常态化机制，定期开展质量排查整治，挂牌督办工程质量安全问题。例如，在京张高铁的建设过程中，通过研发的自动控制降水与预警系统，实现对深水基坑降水情况的实时监控，对边坡变形与否一目了然。同时，还采用原材料二维码管理、混凝土信息化管理、钢筋数控加工、沉降观测控制等智能化管理手段实现工程在安全和质量上的基本保证[7]。

3.2 艺术美观，绿色低碳

不同的时代、地域、历史文化、社会背景、技术条件会产生出不同的精品工程项目，而真正的精品工程应当是经济发展水平、技术水平与社会需求和价值取向的综合体现，是一个精致的艺术品。因此，对于智能铁路精品工程项目来说，美观大方，并且带有一定设计感和美观性是必不可少的。京张高铁的八达岭车站站房设计就既有古典文化的底蕴，又追求自然美感的融入，站房主体隐于山间和地下，呈“神龙见首不见尾”之势[8]。这样的设计就是艺术性与绿色性兼具的完美体现，精品工程项目需要视自身为典范，创造出一个低碳节能、绿色环保的精品示范工程，通过制订严格的施工管理制度，实现降低施工噪声，控制项目排污，合理处置有毒有害废弃物的目的，竟可能避免或减少对工程所处区域环境治理的再投入。

3.3 智能创新，温馨便捷

智能铁路精品工程核心要义之一就是创新，创新理念和新技术装备的使用是智能铁路工程项目必须遵循的原则。智能化理念在铁路工程的实践，既是保证中国高铁建设质量、技术、标准领跑的必然要求，也是实现铁路项目成为精品工程的关键要素。采用人工智能、云计算、大数据、物联网、移动互联网等先进技术，实现对信息的全面感知、快速传输、融合处理和智能分析，打造出智能车站、智能列车、智能运输、智能服务等面向客户的全智能服务。在智能化新科技的引领下，为客户提供温馨、舒适、便捷、高效的出行服务和使用体验，也是在建设智能铁路工程的基本原则。

3.4 规范管理，标准推广

规范化的管理和标准化的建立，对于精品工程项目来说必不可少。当下智能铁路工程项目处在从头开始的开创性阶段，因此对于工程项目精品化的需求显得十分迫切，也更加要求工程项目的规范化和标准化建设。智能铁路工程项目中的各项工作流程和管理办法，应当通过规章制度的形式出台，成为全体项目管理和施工人员作业的依据，从而避免了职责不清，责任不明的情况。同时，严明工程质量标准，从整体上，对建造系统中需要管理和控制的内容作出规律性认识；从细节上，对每个作业、每个分项、每道工序均应分别制定各自的质量标准。如此而来，精品工程的建设就不单单是成就一个智能铁路项目，而是在我国铁路基础建设投资持续保持高位的背景下，对一批智能铁路项目提供的成熟性经验和可推广范式。

3.5 系统思维，长远规划

一个工程的精品属性，来自于他在建造施工时的精心、精细、精准，也来自于设计时展现的精品特质，还来自于其在交付并投入使用后的运营情况，意味着一个项目在全周期内的综合表现，是其否能成为精品工程的重要评判准则。因此，对于精品化智能铁路来说，必须具备系统性思维理念，从始至终地对各阶段出现的状态和可能发生的问题进行综合研究，以完整生命周期为对象开展计算和分析，站在全局最优化、最经济的角度制定方案。同时，要具有长远性考量，对工程质量制定长期的保障规划，确保铁路运输安全持续稳定。此外，还要拥有预见性计划，通过对智能铁路发展前景和建设工程运营状态的预判，在工程建设中为今后发展预留出升级改造的余地空间。

4 结语

依托于北京至沈阳高铁辽宁段“高速铁路智能关键技术综合试验”的全面开展，以及京张高铁、京雄城际、蒙华铁路等线路的实施推进，秉持精品工程理念的智能铁路建设已经进入了成果的验证、转化、落地及推广阶段。本文对于智能铁路与精品工程概念内涵和内在关系的深刻阐释，为中国铁路智能化发展增添了顶层设计思路；提出的原则性建议，可以为今后的精品化智能铁路工程给予积极的启示，也让人们对未来智能铁路的发展赋予更多的期待。