国内首次运用 AI 辅助铁路换梁,毫米级精准落位

2025-09-11 11:31:34 科技

  据中国铁道建筑报报道,9 月 10 日凌晨,浙江绍兴在人工智能(AI)“加持”下,总重 4000 余吨的钢箱梁精准落位,国内首次在运营铁路桥梁上应用人工智能“移旧换新”,为我国既有铁路改造升级提供了全新方案。

国内首次运用 AI 辅助铁路换梁,毫米级精准落位

  绍兴城际铁路是利用既有萧甬铁路改造而成的跨市区域城际铁路,其中柯桥站是该线新建车站,也是国内首个在运营铁路上增设的高架车站,站房建筑面积约 3600 平方米,车站规模为 2 台 4 线。

  本次换(huàn)梁(liáng)施(shī)工(gōng)属(shǔ)柯(kē)桥(qiáo)站(zhàn)建(jiàn)设(shè)关键控(kòng)制(zhì)性(xìng)工(gōng)程(chéng),因(yīn)新(xīn)增(zēng)车(chē)站(zhàn),桥(qiáo)面(miàn)由(yóu) 2 股(gǔ)道(dào)增(zēng)加(jiā)为(wèi) 4 股(gǔ)道(dào),需(xū)将(jiāng)“咽(yàn)喉(hóu)区(qū)”混(hùn)凝(níng)土(tǔ)梁(liáng)更(gèng)换(huàn)为(wèi)钢(gāng)箱(xiāng)梁(liáng)。由(yóu)于(yú)工(gōng)程(chéng)位(wèi)于(yú)萧(xiāo)甬(yǒng)铁(tiě)路干(gàn)线(xiàn),技(jì)术(shù)难(nán)度(dù)大(dà)、安(ān)全风(fēng)险(xiǎn)高(gāo)、施工环境复杂,要将钢箱梁顶推 21 米,梁体两端与既有结构间隙仅 10 厘米,传统工艺难以满足要求。

  中铁二十四局联合多所高校,研发连续快速同步顶推装置等专用设备,并引入 AI 系统,为设备装上“大脑”。依托数字孪生技术构建三维模型,通过 40 个高精度传感点实时(shí)采集梁(liáng)体(tǐ)姿(zī)态(tài)数(shù)据(jù),实(shí)现(xiàn)毫(háo)米(mǐ)级(jí)精(jīng)度(dù)准(zhǔn)确(què)感(gǎn)知(zhī),助(zhù)力(lì)施(shī)工(gōng)全程(chéng)智(zhì)能(néng)化(huà)校(xiào)核(hé)与(yǔ)自(zì)动(dòng)化(huà)控制,确保“顶得稳、顶得准、顶得快”,并大幅降低对铁路运营的影响。

  应用于该项目的人工智能系统,包含感知、仿真、控制三大模块。其中,感知模块相当于“眼睛”,集成了光栅、拉线传感器、应变片及北斗定位等先进技术,可以实时监测相关数据,确保梁体移动“不跑偏”。

  借助仿真模块,可对顶推全过程提前推演,及时发现并修复“bug”。而依托智能算法的控制模块,则能同步操控 36 个顶升千斤顶和 10 个顶推千斤顶,确保梁体“无缝对接”。

  从报道获悉,人工智能系统也被应用到桥梁设计中。铁四院针对铁路道岔区桥梁结构受力复杂的特(tè)点(diǎn),建(jiàn)立(lì)了(le)有(yǒu)限(xiàn)元(yuán)分(fēn)析(xī)模(mó)型(xíng),精(jīng)确(què)模(mó)拟(nǐ)平(píng)移(yí)换(huàn)梁(liáng)过(guò)程(chéng)中(zhōng)滑(huá)轨(guǐ)支(zhī)点(diǎn)的(de)压(yā)力(lì)、桥(qiáo)梁(liáng)结(jié)构(gòu)的(de)应(yīng)力(lì)变(biàn)化(huà)以(yǐ)及(jí)结(jié)构(gòu)位(wèi)移(yí)响(xiǎng)应(yīng)等(děng)关键数(shù)据(jù),提(tí)前(qián)预(yù)测(cè)可(kě)能(néng)出(chū)现(xiàn)的(de)各(gè)种(zhǒng)难(nán)题(tí),满(mǎn)足(zú)了铁路道岔区平移换梁后即开通的时间及精度要求。

  10 日凌晨,项目团队克服精度要求高、交叉干扰大、作业时间紧等困难,顺利将总重 4086 吨的旧梁顶出,并同步顶进重 4389.6 吨的新梁,新梁就位后上下高差、纵横偏差分别控制在 2 毫米、3 毫米内