“中国制造”突破创新 高铁轨道嵌入“智能芯”
2016-07-29
“中国制造”正在崛起，随着我国“中国制造2025”战略计划的实施，国内科技制造技术不断提升。近日，京沈高铁辽宁段铺设的高速公路轨道，就潜入了我国自主研发的“中国芯”。这是我国首次在超过500公里建设长度的高铁上应用自主研发的CRTSⅢ型先张板式无砟轨道，更是首次在轨道板内安装具有“身份证”功能的“中国芯”。
“中国芯”究竟为何？他对我国铁路建设有何作用？走进京沈高铁辽宁段铺板现场和苏家屯板场一探究竟。
轨道板装芯片还是第一次
在中铁建大桥局承建的京沈客专辽宁段TJ-10标绕阳河特大桥施工现场，从这个位置向对面望去，已铺好的轨道板一望无际，十分壮观。可当走近其中一块板端详时发现，这种长5.6米、宽2.5米，厚度20公分，拥有8对承轨台的轨道板，从外观上来看，似乎并没有“出奇”的地方。
“这种板叫CRTSⅢ型先张板式无砟轨道，这是我国唯一具有完全自主知识产权的板式无砟轨道。”项目总工方向春介绍，“这种轨道板从2009年开始研发，之前在湖北城际、盘锦至营口和沈阳至丹东客运专线铁路短距离应用和实践。在超过500公里建设长度的铁路客专上应用，京沈客专尚属首次。而且与之前应用时不同，京沈高铁的轨道板首次嵌入了‘身份证’!”“当然不是真的身份证，是一种芯片，我从事铁路建设十多年了，头一次听说轨道板里还能安装芯片!”
方向春介绍，当第一块CRTSⅢ型无砟轨道即将被运输至施工现场那天，他早早等在现场，可当看到轨道板的一瞬间，方向春失望了。“外观上看，这些轨道板和沈丹高铁铺设的板毫无区别。”后来，方向春才得知，芯片是埋入在轨道板内部的，在施工现场，根本找不到芯片的影子。
与现场所有参与建设的工人一样，方向春对芯片更加好奇了。听说在生产轨道板的板场可以看到芯片，方向春立即驾车前往板场，只为看一眼芯片的模样。“只有去到板场，亲眼看一下芯片安装的过程，你才能进一步了解它的功能。”
电子芯片是轨道的“身份证”
究竟轨道板的“身份证”长什么样，它又是如何被放置在轨道板内的?当天下午，在中铁二十二局集团有限公司京沈客专辽宁段TJ-13标段的苏家屯板场找到答案。场长刘树祥带领参观轨道板的生产车间后就明白了。足有一个半足球场大小的车间里，一个个工序施工区井然有序，绑扎钢筋、组装模具、将模板吊至台座、用千斤顶对模具进行张拉……车间里，数十名工人有条不紊地在生产流水线上按着工序施工。
“你想看的‘身份证’需要在布料机浇筑混凝土之前就埋入板内。”在芯片埋入板内这道程序所在的场地，可以看到沿着模具中沿线两端的钢筋上各捆绑着一个长5厘米的蓝色塑料小盒。刘树祥说，小盒里装的就是轨道板的“身份证”——一种具有读写功能的RFID电子芯片，也叫电子标签。“这种电子标签在轨道板的生命周期内可以持续使用，但为了防止万一，我们在每块轨道板上都安装了两块电子标签，每个标签各有一个编码，这两个编码对应的都是同一块板。”刘树祥介绍，芯片安装完成后，工作人员会用读卡器将它“激活”。整个过程与银行卡开卡的过程类似，每个芯片的编码就好像每张银行卡的卡号，当卡片激活后，就能正式使用了。
“中国芯”智能管理轨道板生产全过程
轨道板内的芯片并非一种“独立”的产品，当芯片被激活后，它将实现“联网”，即接入“铁路CRTSⅢ型轨道板生产管理信息系统”。刘树祥表示，芯片和信息系统是由中国铁道科学研究院、天津银龙、北京盟友软件公司共同组成的信息化开发团队研发出来的。
几经周折采访到北京盟友软件技术有限公司负责人王荣平。他介绍，CRTSⅢ型先张板式无砟轨道是我国在总结吸收Ⅰ型、Ⅱ型无砟轨道技术特点的基础上，开发出来的具有更好的综合技术经济性的无砟轨道，这种新型无砟轨道目前还在进一步优化中。“为了给Ⅲ型轨道板提供有力的数据支撑，同时也为了实时观察监测Ⅲ型轨道板的生产过程，铁路总公司组织开展了电子芯片和信息系统的开发，这也是为了提高我国无砟轨道技术核心竞争力，从而更好地实施铁路‘走出去’战略。”
“从2014年5月至2015年10月，在铁路总公司工程管理中心和京沈客专辽宁公司的组织下，我们研发团队历时一年多时间，完成了《铁路CRTSⅢ型轨道板生产管理信息系统》的开发任务。经过京沈客专辽宁段阜蒙板场和苏家屯板场半年来的系统试运行，目前，铁路CRTSⅢ型轨道板暂行技术条件和电子标签技术与轨道板生产管理系统高度融合，形成了高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板技术标准与生产管理信息化相结合的技术标准体系。”王荣平介绍，这套信息系统充分结合了互联网技术、物联网技术、蓝牙技术、RFID电子标签识别技术、移动手机、平板电脑等新技术新产品，以“局域网、互联网 云服务”模式为轨道板生产全过程管理提供系统化服务，为建设单位和各生产单位构建统一的生产信息平台和生产管理系统。
简单来说，芯片安装完成后，轨道板之后的浇筑、养护、拆模、出库、运输等各程序的相关信息都将被人工录入系统平台，一旦信息录入将不再更改。这就规避了以前生产过程中存在人为操控的可能性，轨道板生产过程已经实现“智能化”管理。
有了“中国芯”轨道信息一目了然
此外我们还还了解到，京沈高铁轨道板生产过程不仅可以通过电脑平台进行监控、记录，就连工作人员的移动手机也可以实现。“只要安装上这个系统的移动端，我们随时可以通过手机对现场情况进行查询。”随后，刘树祥在轨道板存放区演示了读取轨道板信息的过程。我们留意到，当他将手机贴近轨道板内的电子标签的位置后，手机页面立即显示出这块轨道板的“个人”信息，包括板场名称、模具编号、验收单位、浇筑完成时间、蒸养完成时间等内容。
轨道板有了“电子档案”，这个技术的实现不仅可以为生产单位提供生产计划管理、生产工序管理、安全质量管理、检验记录管理、技术证明文件管理、施工资料管理、出入库管理、产品信息管理、生产情况统计分析等生产全过程管理的信息化，为建设单位提供生产综合信息和生产情况的信息查询，还可以为高铁通车后，检修单位对轨道板的后期维修工作提供更加快捷便利的条件。
“此前高铁线路的轨道板如果出现问题，检修单位工作人员需要人工手动查询这块板的‘档案’，而以前大多数的‘档案’都是纸质版的，查询起来十分不便，而且还存在遗漏、毁坏的可能。而将来京沈高铁的轨道板如果出现问题，检修人员只需要通过读卡器扫描一下芯片，就能立刻读取出轨道板的原有信息，上还可以查询到生产该块轨道板的模具生产出的同批次轨道板是否存在相同问题。”刘树祥说。
CRTSⅠ型轨道板
是我国科研人员在引进日本新干线轨道板技术的基础上消化吸收再创新的产品，具有设计使用年限长、耐久性强，后期维修少等特点。
CRTSⅢ型先张法轨道板
是我国科研建造人员摒弃了后张法轨道板部分缺点的基础上，进一步优化预应力体系等相关理论、设计、工艺等，形成具有我国鲜明特色的轨道板结构。具有设计使用年限长、耐久性强，后期维修少等特点。
RFID电子标签
是Radio Frequency Identification技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。
