中国的高速铁路网即将变得更大。今年晚些时候，我国电气化铁路运输网络中将增加几条新线路，包括福州至厦门，广州至汕头以及上海至南京等多条近300公里的铁路线。据悉，新增线路总长度将超过德国高速铁路网总长度的一半，每条的最高运行速度为350公里/小时。

与大多数现有线路的不同之处在于，新增项目是由机器人建造的。据参与该项目的工程师说，架空电气化线路施工机器人的大规模部署被誉为行业的一个里程碑，标志着机器现在可以接管高铁建设中涉及的大部分劳动密集型工作。

铁路建设涉及的任务包括挖掘、平整、铺设轨道、桥梁、隧道建设以及信号和通信系统的安装，基础设施成本高昂，需要大量的体力劳动和专业技能知识。例如，横穿美国内华达山脉的铁路当年就需要1万多名工人来建造。但如今，机器人和其他先进技术已经接管了大部分的劳动密集型铁路建设工作。

2018年，中国推出了一种自动机器，可以以每天1.5公里的速度铺设高速轨道。到2021年，精度的提高和全天24小时的工作能力可以达到每天安装2公里的轨道。在这之后，挖隧道、浇筑混凝土、焊接、喷漆和检查任务等都可以由机器人来完成。

但直到最近，机器人还没有能力建造高速铁路线的架空电气化结构。中铁建电气化局集团总工程师王培雄认为，这项工作对于机器来说太复杂了。

帮助向火车输送电力的结构被称为架空接触系统(OCS)。建设高速铁路的OCS网络涉及非常复杂的过程——接触网络臂和悬挂电缆的预组装、将材料运输到工作现场以及支撑柱和悬挂电缆的安装。其中安装柱子和悬挂电缆是特别危险的任务，需要在高应力条件下工作。

根据王的团队，由于工作的危险性和性质，组装OCS网络已经成为高铁项目中劳动力最密集的部分。为了解决这个问题，铁路工程师设计了自动化施工技术，该技术使用数字数据管理平台和智能系统进行存储，预组装，运输和施工。

自动化传感器从建筑工地收集实时数据，然后将数据发送到智能仓库，在智能仓库中，自动存储和检索系统定位并将所需材料发送到智能工厂，组装成支柱、臂、吊架和其他部件。

接着，成品部件由自动驾驶汽车运送到施工现场。装有传感器和摄像头的机械臂检测并调整组件的位置，然后将它们抬起并放置到正确的位置。

但工程师们表示，即使是机器人在建造OCS时也面临着挑战。比如要求以精确和协作的方式安装大量的电线、电线杆、臂和其他部件，其次安装现场有可能会遇到自然障碍物、恶劣的天气或其他阻碍安装过程的因素。

现在，解决这些挑战的方法是使用人工智能。

我国的科学家们已经能让机器人使用成像识别和目标特征提取算法来规划手臂放置的最佳路径——准确度精确到1毫米以内。

工程师们表示，人工智能可以使机器人在各种恶劣天气下工作，还能让它们在工作站之间导航，在调整和拧紧特定扭矩的螺丝后，返回到零点等待下一个命令。在仓库里，智能叉车等人工智能设备可以拾取和运输材料。

仓库的质量控制功能也得到了改进，存储的材料将被分类并通过一个光学暗室进行扫描。据悉，一种专门的神经网络模型已经在大约30种不同类型的材料上进行了训练，可以在材料使用之前检测到材料的缺陷。这项技术提高了仓库的效率，使得处理速度比传统仓库快10倍。

我国工程师表示，在高速铁路项目中引入机器人技术，有可能从根本上改变中国和其他地方的基础设施建设方式，将效率和成本节约转化为其他类型的交通基础设施项目。

根据计划，到了2035年，我国将用高铁连接所有大中城市。要做到这一点，需要将现有的4.2万公里铁路网的长度增加近一倍，同时还需要建设桥梁、隧道和车站。

为了实现这一目标，王的团队表示，高速铁路网需要主要由人工智能驱动的机器来建造、运营和维护，这是一项人工智能转型计划，被称为智能高铁2.0。

虽然中国并不是唯一一个使用机器人和自动化来建造高铁的国家，但铁路科学家们表示，中国对这些技术的广泛使用以及快速的建设步伐无疑是深刻的，代表着交通基础设施领域的重大进步。

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