电气化五十载，中国铁路领跑数智化|欧一美一性一交一大一片
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里程超12万公里，电化率达75.8%
电气化五十载，中国铁路领跑数智化(大数据观察)
半个世纪，沧海桑田。
1975年的秦岭深处，宝(鸡)成(都)铁路全线完成电气化改造，我国第一条电气化铁路诞生，拉开我国铁路现代化的序幕；
2025年的成都平原，工程师们正加紧研制时速400公里的牵引供电系统，为CR450动车组投入商业运营做准备，有望树立世界高速铁路新的商业运营时速标杆。
从无到有、从普速到高速、从传统到数智，“电气化”成为观察中国铁路发展的一个视角。数据显示，截至2024年底，全国铁路营业里程16.2万公里，其中电气化铁路里程超12万公里，电化率达75.8%。
电气化进程逐步加快
电气化铁路，是指采用电力作为牵引动力运行的铁路。高速铁路就是电气化铁路的一种。电气化铁路的核心要素之一，就是以电力供电、牵引供电、通信、信号为主要内容的四电系统。
“作为电气化铁路的动力来源和神经中枢，四电系统是现代化铁路发展的关键。”中国工程院院士、原中国铁道学会理事长卢春房说。
相较于依靠内燃牵引的非电气化铁路，电气化铁路有何优势？
首先，动力更强。中国铁道学会电气化委员会秘书长许建国介绍，改造前的宝成线宝鸡至秦岭区段，列车上坡需使用3台蒸汽机车，前拉后顶才能牵引950吨重量；电气化改造后，同样使用3台电力机车，牵引重量可达2400吨。
货运方面，如今我国重载电气化铁路单机牵引重量可达5000吨，大秦铁路实现了1万吨、2万吨重载列车常态化开行。客运方面，16节编组高速动车组列车牵引重量可达900吨左右。
再者，速度更快。非电气化运营时的宝成线，列车运行时速仅有20至25公里；如今，复兴号CR400动车组商业运营时速可达350公里。电气化铁路牵引力更强，实现了更高的持续速度，从而大幅提高了运输能力。
此外，更加环保。“相比内燃机车，电气化铁路运行时没有废气、烟尘，对空气无污染。”中铁电气化局总工程师林云志说，电气化铁路的噪声也较小，特别是通过长大隧道时，优点更为显著，不仅改善了司机的工作条件和旅客的舒适度，还大大控制了对沿线地区的噪声污染程度。
回望电气化铁路从无到有的历程，每一步都来之不易。1958年，以陕西的宝鸡至凤州段为“试验田”，电气化改造陆续在宝成铁路铺开。此后，伴随着经济发展，铁路人坚定地执行了一个又一个国民经济和社会发展五年规划，铁路电气化进程逐步加快。
2004年，国家《中长期铁路网规划》发布，提出到2020年铁路电化率达到50%；2008年，新版《中长期铁路网规划》将2020年的电化率目标提至60%；2024年，《推动铁路行业低碳发展实施方案》进一步提出，到2030年电化率达到78%以上……
“铁路建设周期长，资金投入高。能否在数十年内坚定地执行铁路发展规划，保障政策和资金投入的稳定，考验着综合国力和施政能力。”卢春房说，数十年来，中国铁路以国家顶层规划为牵引，实现了各项创新与突破。
步履坚实，成绩斐然。如今，我国电气化铁路里程全球第一，运维场景日益丰富。通过各大重点工程建设，面对高寒、高温、高湿、高海拔等多种特殊环境条件，我国积累了电气化铁路和高速铁路施工的丰富经验，相关技术全球领先。
自主研发导线与装备
有人说，铁路电气化，无非就是“电线杆+导线”，在技术上不足为奇。
其实不然。就拿接触网导线来说，它是高铁列车的唯一动力源，被喻为“生命线”。为了保证动车组取电效率高、稳定性强，导线也要相应地具有高强度、高导电性、耐高温软化、耐磨损等特性。
“最开始，我国使用的是铜镁、铜锡导线。”中铁电气化局北赛电工公司总工程师张剑说，“这种导线的强度和导电性能，不能完全适应时速350公里以上高铁列车的运行要求。研发新一代导线迫在眉睫。”
历经3年攻关，中铁电气化局、中铁六院、浙江大学等单位组成的创新联合体突破了非真空条件下制备大长度铜铬锆合金坯料的关键技术，在世界上首次实现了高强高导铜铬锆合金接触线的工业化生产。
“升级为铜铬锆合金接触线后，导线的导电率提升20%，让中国高铁列车更加节能、高效、安全。”张剑表示，铜铬锆合金接触线可以让时速400公里的高铁列车实现安全、稳定、低成本运行，填补了世界时速350公里以上高强高导接触网线材的空白。
除了接触网导线，接触网施工装备也在不断升级。
恒张力放线车，是架设高铁接触网导线的最佳助手。“高铁接触线对平顺性要求极高，以时速350公里高速铁路为例，每一米接触线的平直度精度误差不能超过0.1毫米。”中铁电气化局装备公司总工程师任强介绍，我国自主研制的恒张力放线车所架设的接触线，每一米平直度精度误差整体控制在0.05毫米以内。
“以前，恒张力放线车只能依靠进口；现在，我们已经打破了国外的垄断，而且拥有完全自主知识产权。”任强表示，我国自主研制的恒张力放线车整体结构更加紧凑，转场运输成本降低了70%，整车功能也显著优于传统的放线车。
数智化应用多点开花
如果说接触网导线、恒张力放线车代表着中国铁路的追赶步伐，那么高速铁路4C视觉智能分析系统则是中国铁路领跑数智化赛道的关键一步。
作为全球最繁忙的高铁网络，我国的高铁接触网在运行中难免会出现零件老化等现象。过去，判定接触网缺陷，往往需要先采集线路照片，再依赖具有6到8年经验的检测工程师用肉眼进行观察和分析。
“工作量非常庞大。”京沪高铁维管公司总经理张忠义说，“以京沪高铁为例，检测工程师团队每年需要肉眼判别超1400万张照片。”
2019年，在中国铁道科学研究院牵头下，京沪高铁维管公司与商汤科技合作，开发出高速铁路4C视觉智能分析系统。其工作机制，是先用人工智能系统自动识别缺陷，再人工进行复核。
“目前，该系统实现了接触网零部件松动、缺失等1300余种隐患缺陷的高精度、高效率检测。”张忠义介绍，与传统检测方式相比，该系统发现有效隐患的数量、整体效率均实现大幅提升。目前，该系统已应用于京沪高铁等多条高铁，总分析里程超过55万正线公里。
数智化应用，正在多点开花。铁路自然灾害及异物侵限监测系统，通过在沿线布置感知设备，向行车调度以及运营维护等相关单位提供行车管制预案，辅助行车安全；铁路牵引变电所辅助监控系统，依托机器视觉识别技术，实现了智能化巡检和运维辅助决策支持……利用大数据、5G、云计算、无人机、图像识别系统和智能化装备等新手段，中国铁路已建成了多专业集成的智慧运维大数据平台，实现牵引供电设备管理降低运维成本20%、设备大修期延长20%、牵引供电设备故障率降低20%和接触网零部件寿命延长20%。
从世界上海拔最高的电气化铁路拉林铁路，到累计运量超90亿吨的重载铁路大秦铁路，再到今年上半年通车的设计时速350公里渝厦高铁重庆东至黔江段，中国铁路的电气化进程折射出了“中国制造”向“中国智造”的跨越，也为经济社会发展与中国式现代化建设贡献了澎湃动能。
本报记者 李心萍
《人民日报》(2025年09月09日 第 07 版)
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