خمسة عقود من التحول الكهربائي: السكك الحديدية الصينية في طليعة العصر الذكي

24 سبتمبر 2025/صحيفة الشعب اليومية أونلاين/ يعد خط سكة حديد باوجي-تشنغدو، في أعماق جبال تشينلينغ، أول خط سكة حديد كهربائي بالكامل في الصين، أنشئ في عام 1975، وهو بمثابة بداية رحلة تحويلية نحو تحديث السكك الحديدية.

بعد نصف قرن من الزمان، يقوم المهندسون في سهل تشنغدو بتطوير نظام متطور لتزويد قطار الرصاصة CR450 بطاقة جر تبلغ سرعته 400 كيلومتر في الساعة، ومن المتوقع أن يشكل هذا النظام معيارًا عالميًا جديدًا في عمليات السكك الحديدية عالية السرعة.

ومن بدايات متواضعة إلى شبكة رائدة عالميًا، لعبت الكهرباء دورًا محوريًا في تطور السكك الحديدية في الصين، من الخطوط التقليدية إلى السكك الحديدية عالية السرعة، ومن التشغيل إلى الأنظمة الرقمية. وبحلول نهاية عام 2024، بلغ طول شبكة السكك الحديدية العاملة في الصين 162 ألف كيلومتر، منها أكثر من 120 ألف كيلومتر، أي ما يعادل 75.8% منها مكهربة.

كما تعتمد السكك الحديدية المكهربة على قوة الجرّ الكهربائية، وتمثل السكك الحديدية عالية السرعة أكثر أشكالها تطورًا. وتُشكل المكونات الأساسية - أنظمة إمداد الطاقة، وقوة الجرّ، والاتصالات، والإشارات - العمود الفقري التقني للشبكة المكهربة.

وبالمقارنة مع خطوط السكك الحديدية التي تعمل بالديزل، تتميز السكك الحديدية الكهربائية بأداء فائق. ففي مجال نقل البضائع، تستطيع السكك الحديدية الكهربائية الصينية لنقل البضائع الثقيلة نقل 5000 طن بقاطرة واحدة، بينما عادت سكة حديد داتونغ-تشينهوانغداو إلى العمل بقطارات تزن حتى 20 ألف طن. أما في مجال نقل الركاب، فيحمل قطار فائق السرعة مكون من 16 عربة حوالي 900 طن.

تعد السرعة عاملٌ تحويليٌّ آخر. حيث كان خط باوجي-تشنغدو يسير بسرعة تتراوح بين 20 و25 كم/ساعة فقط عندما كان غير مُكهرب. أما اليوم، فتستطيع قطارات الرصاصة فوشينغ CR400 الوصول إلى سرعة تجارية تبلغ 350 كم/ساعة. كما تُحقق الكهربة فوائد بيئية كبيرة: فالقطارات الكهربائية لا تُصدر أي عوادم، وتُصدر ضوضاءً أقل، وتُساهم في تلوث الهواء بشكلٍ أقل بكثير من بدائل الديزل.

تفتخر الصين الآن بأكبر شبكة سكك حديدية كهربائية في العالم، تعمل في بيئات متنوعة وصعبة - من شتاء قارس إلى صيف شديد الحرارة، ومن منخفضات رطبة إلى هضاب مرتفعة. وقد رسّخت هذه التجارب مكانة الصين كدولة رائدة عالميًا في مجال كهربة السكك الحديدية وتكنولوجيا السكك الحديدية عالية السرعة.

وبينما قد يختصر البعض عملية الكهربة إلى مجرد "أعمدة وأسلاك"، إلا أن الهندسة الأساسية معقدة للغاية. نأخذ على سبيل المثال، أسلاك التلامس العلوية، التي تُسمى غالبًا "شريان الحياة" للقطارات عالية السرعة. يجب أن تتحمل هذه الأسلاك متطلبات قصوى من حيث القوة والتوصيل ومقاومة الحرارة والمتانة.

"في البداية، استخدمنا أسلاكًا من النحاس والمغنيسيوم والنحاس والقصدير،" أوضح تشانغ جيان، كبير المهندسين في شركة السكك الحديدية الصينية ذاتية التكوين للكهرباء. "لكنها لم تكن قادرة على تلبية متطلبات سرعات 350 كم/ساعة أو أعلى بشكل كامل، مما استدعى ابتكارًا عاجلًا".

بعد ثلاث سنوات من البحث والتطوير، أصبح المهندسون الصينيون أول من يُصنّع أسلاكًا من سبائك النحاس والكروم والزركونيوم عالية القوة والموصلية. وتُحسّن هذه الأسلاك الجديدة الموصلية الكهربائية بنسبة 20%، وتدعم عمليات آمنة ومستقرة واقتصادية بسرعة 400 كم/ساعة، مما يُسهم في سد فجوة جوهرية في تكنولوجيا السكك الحديدية العالمية.

وباعتبارها أكثر شبكات السكك الحديدية عالية السرعة ازدحامًا في العالم، تواجه الصين تحديات مستمرة، مثل تآكل الخطوط الهوائية. تقليديًا، كان الكشف عن العيوب يتضمن التقاط ملايين صور الفحص والمراجعة اليدوية من قِبل مهندسين ذوي خبرة.

"كان حجم العمل هائلاً،" قال تشانغ تشونغ يي، المدير العام لشركة صيانة السكك الحديدية فائقة السرعة بين بكين وشنغهاي. "كان على فريقنا تحليل أكثر من 14 مليون صورة يدويًا سنويًا."

لمعالجة هذه المشكلة، طوّرت الصين نظامًا للذكاء البصري للسكك الحديدية عالية السرعة عام 2019، يستخدم الذكاء الاصطناعي للفحص المسبق والكشف عن أكثر من 1300 نوع من العيوب المحتملة قبل التحقق البشري. وقد حسّن هذا النظام دقة وكفاءة الكشف بشكل ملحوظ.

وباستخدام تقنيات مثل البيانات الضخمة، وشبكات الجيل الخامس، والحوسبة السحابية، والطائرات بدون طيار، والتعرف على الصور، والمعدات الذكية، نجحت الصين في بناء منصة صيانة ذكية أدت إلى خفض تكاليف صيانة قوة الجر بنسبة 20%، وإطالة فترات الإصلاح بنسبة 20%، وزيادة عمر خدمة المكونات بنسبة 20%.

من خط سكة حديد لاسا-نيينغتشي، أعلى خط سكة حديد مُكهرب في العالم، إلى خط سكة حديد داتونغ-تشينهوانغداو، الذي نقل أكثر من 9 مليارات طن من البضائع، وصولاً إلى جزء تشونغتشينغ إيست-تشيانجيانغ المُفتتح حديثًا من خط سكة حديد تشونغتشينغ-شيامن فائق السرعة، بسرعة مُصممة تبلغ 350 كم/ساعة، تُجسّد رحلة الصين نحو التحول الكهربائي نموذجًا واضحًا لانتقال الأمة من "صنع في الصين" إلى "صنع بذكاء في الصين". ويواصل هذا المسار دفع عجلة النمو الاقتصادي والتنمية الاجتماعية، ودفع عجلة التحديث الصيني الأوسع.