铁路货车的智能化发展研究 

一、引言

铁路货运在全球物流体系中占据重要地位，尤其在大宗货物运输领域具有不可替代的优势。随着“一带一路”倡议推进和国内“双碳”目标的实施，铁路货车需在提升运能、保障安全、降低能耗等方面实现突破。传统铁路货车存在自动化程度低、信息孤岛严重、维护成本高等问题，而智能化技术为解决这些问题提供了新路径。

中车株洲车辆公司（以下简称“中车株辆”）作为国内铁路货车领域的领军企业，在智能货车研发与应用方面积累了丰富经验，其研发的智能装卸系统、智能化漏斗车等成果已在多个场景落地应用，为行业发展提供了重要参考。

二、铁路货车智能化发展现状与挑战

2.1 国内外发展现状

国内方面，国铁太原局构建重载货车“数字孪生体”，智能化设备占比提升至 55% ，故障识别效率显著提高；中车株辆的智能装卸系统在天津港应用，人工成本降低 50% ，月台效率提升 30% ；国家能源集团智能调车系统使运输效率提升 18% 。中车株辆为沙特定制的智能漏斗车，在极端环境中稳定运行，展现国际竞争力。

国际上，欧洲通过TSI 标准规范技术应用，德国铁路用AI 优化调度；美国GE 预测性维护系统降低故障率 20% ；日本试点氢能货车探索绿色运输。

2.2 核心挑战

技术融合存在碎片化，行业数据孤岛现象明显；标准体系不完善，设备兼容性差；智能化改造成本高，中小企业推广困难，中车株辆高端车型也面临成本回收压力。

三、智能化发展的关键技术路径

3.1 物联网与传感器网络

通过在关键部件部署传感器实现全场景监测，实时采集温度、振动、压力等数据。中车株辆为 KM81A 型煤炭漏斗车配备北斗定位与智能监控系统，通过在车钩、制动缸等部位安装传感器，实现货物状态与车辆位置的实时追踪。同时通过边缘计算技术减少数据传输压力。

3.2 大数据与 AI 应用

中车株辆建立了覆盖10 万 + 货车的故障数据库，通过随机森林算法对轴承、轮对等关键部件进行寿命预测，将维护模式从“定期修”逐步转向“状态修”。

智能调度系统优化装卸与编组方案，中车株辆通过算法分析货物重量、体积等参数，自动生成最优装卸方案，实现货物自动拆码垛，降低货损率。国家能源集团智能调车系统通过“云脑决策”。

3.3 数字孪生与状态修

中车株辆在新型平车研发中引入数字孪生技术，构建了从设计、生产到运维的全流程虚拟模型，可模拟不同工况下的车辆性能，缩短研发周期，降低试验成本。中车株辆参与了货车状态修基本要求标准的制定，其开发的状态评估算法可根据传感器数据自动判定车辆修程。

3.4 绿色智能化技术

中车株辆实施轻量化设计，采用铝合金材料研发 KM81A 型漏斗车，自重系数达国际领先水平，较传统钢结构漏斗车大幅减轻。探索氢能、太阳能在货车自供电系统的新能源集成应用，可为车载传感器、定位设备等提供持续电力，减少对传统蓄电池的依赖。

四、智能化发展的创新实践

4.1 智能装卸系统突破

中车株辆的系统集成机器视觉、激光雷达导航等技术，可适应- 极端环境，在天津港冷链基地实现集装箱货物自动化装卸，填补国内空白。系统获数十项

授权专利，技术达国际先进水平。

4.2 高端车型智能化升级

中车株辆为沙特定制的磷酸盐漏斗车，针对中东高温、多尘环境，配备了高温防护传感器和自动清灰装置，通过触控板可实现卸货速度无级调节，远程监控系统可实时传输料位、温度等数据，满足客户对货物运输全程可视的需求。出口澳大利亚的五联关节集装箱平车，车辆安装的智能监测系统可实时监测连接部位的应力变化，预警潜在结构风险，保障重载运输安全。

4.3 制造过程智能化

中车株辆转向架工区通过“精益化 + 自动化 + 信息化”改造，引入工业机器人与生产指挥驾驶舱，实现转向架生产周期缩短，入选国家智能制造优秀场景。车间内的 AGV 机器人负责物料转运，物流效率提升；生产数据实时上传至云端，可追溯每道工序的质量信息，不良品率降低。

五、创新点与实用性分析

5.1 创新点

中车株辆提出“感知 - 传输 - 分析 - 决策”闭环体系，将物联网、AI、数字孪生等技术深度融合，解决了传统系统碎片化问题。针对不同车型和应用场景，开发专用智能模块。参与制定状态修、智能监测等行业标准，推动技术规范化应用。

5.2 实用性验证

中车株辆智能装卸系统使月台流转效率提升，状态修模式降低货车全生命周期成本，AI 检测设备使故障识别准确率提升，安全风险大幅降低。

六、结论

铁路货车智能化是实现高效、安全、绿色运输的必由之路。中车株辆等企业通过技术创新与场景落地，验证了智能化改造的可行性与经济性。未来需重点突破车路协同、新能源融合、标准国际化等，推动行业向高效、绿色转型。

参考文献：

[1] 国家能源集团。重载铁路货车状态修标准解读 [J]. 中国煤炭工业，

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[2] 中国铁路太原局集团有限公司。大秦重载数字化车辆段平台建设实践

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[3] 中车株辆。沙特磷酸盐漏斗车技术方案 [EB/OL].(2022-09-05)[2025-

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[4] 中 车 株 辆 转 向 架 工 区 数 字 化 改 造 项 目 总 结 [EB/OL].(2025-07-09)

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[5]GE 航空集团。预测性维护系统技术白皮书 [R]. 美国 :GE,2024.

作者简介：雷鹏（1992 年 8 月—），男，汉族，湖北潜江高级工程师，本科，研究方向：电气控制设计。