看数字铁路技术如何帮助铁路公司实现可持续发展目标

• 在国内乘坐火车出行所产生的二氧化碳和颗粒物排放量，比乘坐汽车或公交车少达九倍。
• 铁路系统的数字化，不仅有助于加快向更好、更稳定且可持续的网络转型，也有助于与行业合作伙伴建立更紧密的联系，以满足新一代出行系统的需求。
• 挪威、瑞士和日本等国的铁路系统正在成为数字效率方面的典范。

公路运输占据了欧洲货运市场75%以上的份额，由此可见，转向铁路运输的潜在绿色效益是巨大的。正因如此，欧洲几乎各国政府都将火车服务纳入其交通建设的大版图。

然而，要想加强对铁路的依赖性，就需要有足够的运力来满足不断增长的需求。这意味着，要有更多的轨道、更多的引擎、更多的道岔、更多的车站，以及更好的服务。铁路公司是否能够应对挑战？

挑战和机遇

交通基础设施的各种建设因规模和复杂性而使其实施起来非常困难，但尽管如此也为铁路公司带来了机遇。

欧盟铁路局（ERA）的发言人Cristina Vladut说：“铁路的基础设施建设比公路复杂，主要是因为铁路的安全和交通管理系统。”

此外，还有一大堆利益相关方需要照顾，例如项目业主、监管机构、居住在拟定新路线的沿线居民、政客、乘客等等。而且建设行业的成本超支问题严重，在规划和执行上也普遍存在着结构性的缺陷，这些都导致项目往往难以既按预算、按进度完成，又达到质量指标。

接下来就是熟练劳动力短缺、利润率低、政策冲突，以及建筑材料采购的不可预测性。这些建设项目可涉及数以百计的承包商和分包商，而他们的工作都是需要统筹协调的。

我们也不要忘了，还有铁路的用户呢。在当今的数字化转型时代，旅客和货主的服务期望都在提高。乘客要的是富丽堂皇的车站，要有充电插座、可靠的无线网络、简单方便的行程规划，并且要能够在智能手机上使用电子车票。货主要的则是简化的流程、更大的灵活性和便利性，以及实时地跟踪货物的能力。

再把可持续发展融入其中，客运和货运需求要能够取得平衡，那么铁路网络的升级就更是当务之急了。

世界经济论坛在2021年的一份报告中指出，美国“铁路货运的市场份额超过30%，但在欧洲，这却低于20%”。由于欧洲铁路以客运为主，只有分配给乘客之后剩下的空间才轮得到货物。如此一来，交货时间会受到影响，自然有些货主就干脆不使用铁路了。

铁路公司如何应对？

为了应对上述各种挑战，欧洲最大的铁路公司之一正在制定一项战略投资计划，将商业和战略目标结合起来，并采用可持续的方式来实现这些目标。

德国联邦铁路公司德铁（Deutsche Bahn）制定了绿色转型计划，旨在确保未来铁路网络的设计及施工实践相关的所有重大决策都考虑到绿色目标。

德铁投入136亿欧元进行网络改造，希望鼓励旅客选择对气候更加友好的铁路方式出行。在这个项目中，德铁的目标是对约1800公里的轨道、2000个道岔、140座桥梁和800个车站进行现代化改造和升级，从而大大地扩大铁路网络运力并提高现有基础设施的使用效率。

此外，数字化转型将是重点，尤其是改用ETCS（欧洲列车控制系统）数字控制和安全系统。该系统基于欧洲标准，可让整个欧洲的信号控制、调车控制及其他核心的交通和安全控制完全数字化，从而帮助铁路运营商解决跨境互操作性问题。

德铁的基础设施总监Ronald Pofalla在公告中表示：“要想让铁路能吸引所有乘客，强大的基础设施就是基础条件。我们希望说服更多人以环保的铁路作为交通工具。”

而在瑞士，其国营铁路运营商SBB已开展了一项名为“智能铁路4.0”（SmartRail 4.0）的全网数字化转型项目。该项目实施后，列车的位置可实时地精确定位，以便在高峰需求期间增加列车密度（即运行更多、更长的列车）。

铁路运营规划和控制的自动化，让故障可得到快速修复解决。列车调度的自动化，也可提高整个列车时刻表的可靠性，有助于节省能源。

出行即服务的推广：为什么铁路的未来必须是数字化

铁路公司还需要考虑像出行即服务（MaaS）这样的大趋势所带来的影响。一些未来学家认为，MaaS将重新定义未来的交通方式。

在MaaS的构想中，有个一体化的交通系统将各种出行方式完全互联起来。也就是说，列车与有轨电车、公交车、出租车、共享汽车、电动滑板车等等共用一个平台，为广大用户提供所需的出行服务。

芬兰首都赫尔辛基的Whim系统就是这个构想的实例。该系统让广大用户可自行规划行程，支付首都内各种公共和私人交通工具的费用。这座城市内的列车和有轨电车都可以与公交车、出租车、共享汽车、共享单车接驳。用户只需下载应用、注册帐号，然后输入目的地及首选的出行方式。假如没有单一的方式可以直达用户的目的地，该应用会推荐最佳的出行组合。

围绕着MaaS的战略所涵盖的往往不止于铁路，还包括车站大楼、零售设施，以及用户日常生活的方方面面。例如，东日本旅客铁道（JR East）新推出的MaaS服务RingoPass，就是让社会大众受惠的一项数字化转型成果。

JR东日本的MaaS与Suica“西瓜卡”总部副总经理Yukiko Ono向网络媒体Global Insights说：“出租车、共享单车等二级交通工具，都是从出发点去目的地的方式之一。所以，我们觉得应该要让用户可以在整个出行过程中顺畅地换乘这些交通工具。”

Ono说，这种数字化转型得到了高层管理人员的支持。她说：“2018年7月，公司宣布了一项名为‘Move UP 2027’的新战略，其中我们的总裁兼首席执行官承诺要彻底地改变公司上下的思维方式。我们希望将创新融入日常工作中。”

瑞士圣加仑大学的工商管理教授兼移动出行研究所（IMO-HSG）主任Andreas Herrmann教授写道：“人们的出行行为早已在一代又一代人中形成了常态，130年来没有改变过。”

Herrmann在IMO-HSG一份名为《为何只有协作才能将出行即服务推向新的高度》的报告中提到，实现MaaS需要“所有（交通运输业的）参与者坚持长期不懈地说服消费者。”

此外，这也需要包括铁路运营商在内的业界主要相关方更大的敏捷性和“战略动力”。在一定程度上，这就是在呼吁加大技术投资力度。IMO-HSG指出，是过时的遗留软件和硬件阻碍着许多铁路公司融入MaaS平台。

简言之，铁路系统需要向数字化转型，才能在交通运输业互联的未来中占据一席之位。这可是在多式联运解决方案中实现无缝接驳的必要步骤。另外，当需要升级、扩大铁路网络来满足未来需求时，这也能在设计和规划过程中提供帮助。

小小技术，大大功用

就像在广大的工程建设行业中那样，铁路行业正在转型，更多地采用数字工具来改善项目的管理和交付。借助数字化工作流程和建筑信息模型（BIM），全球各大基础设施项目都能在从规划设计到施工运营的整个项目生命周期中实现更好的协作。

在挪威国家铁路局Bane NOR已通车的Hensetting–Østfoldbanen项目中，数字设计所带来的积极成效显而易见。奥斯陆这条耗资数百万挪威克朗建造的铁路延长线涉及了全长2.2公里的新轨道，该项目的管理基于精细的三维轨道沿线地图进行。

这些地图的精度可达20厘米以内，内容还包括项目沿线周边居民所重点关心的话题，即关于3.5万棵树的数据。此外，有了这些地图，为这个需要穿越挪威人口最稠密地区的项目制定施工阶段计划时，过程就简化了不少。

负责该项目的主要工程公司Ramboll表示，这些经结合BIM和地理信息系统（GIS）数据而创建的数字地图有助于改善与客户和合作伙伴之间的沟通，因为每个相关方都可以根据集中统一的信息来源做决策。

铁路网络升级项目的一大相关方是社会大众，尤其是受铁路延长线影响的人们。在另一个扩建项目中，Bane NOR使用了沉浸式设计和虚拟现实来赢得沿线居民的支持并让他们放心。

Bane NOR的设施管理专员Hans Petter Sjøen说：“我们在市区里设立了一个展示间，让公众可以在剧院环境中观看了解这个项目。我们收到的反馈都不错，人们对这个项目还是接纳的。他们说，他们在大屏幕上看到了没办法亲眼看到的规模。”

这是不是铁路行业未来的缩影？无论是BIM还是智能手机又或是5G网络，打造绿色数字基础设施所需的各种技术都已经存在。世界已准备好迎接更好的列车服务、更好的交通系统，就等铁路行业找出共同的战略来实现了。