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2019年度城市轨道交通科技进步奖获奖项目展示
2019年度城市轨道交通科技进步奖共评选出35个获奖项目,其中特等奖2项、一等奖12项、二等奖21项。
二等奖获奖项目介绍
15、【地铁列车LCU无触点逻辑控制技术研究与应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
本项目属于轨道交通车辆领域中的电子与通信技术和智能交通技术学科,项目结合光耦、场效应管等现代电力电子、数字输入输出控制电路技术,采用软件编程车辆控制逻辑,采用模块化、通用性设计,并有效替代原地铁列车继电器有触点控制电路,达到系统高冗余度和可靠性的技术性能,实现牢辆控制电路的电子化和数字化的技术迭代。形成了1项国家发明和5篇核心期刊论文,形成了企业的技术标准,并纳入国家标准A型地铁列车LCU规范。
项目研制成果具有国际领先的技术规格及性能指标,在可靠性、安全性、可维护性、可用性等五方面有着明显的技术优势,具体如下:1)安全性高:安全完整性达SIL2等级,安全容忍度;2)冗余性高:具备双机热备冗余性能,主备切换时间16ms,具备自动“无缝”切换功能,单点故障不造成列车运营影响;3)控制精度高:输入输出响应时间32ms;4)智能化高:具备故障诊断和数据实时监控记录,控制逻辑易于灵活修改等;5)可维修性高:功率小、占用空间小、现场布线简单、维护便利;6)可靠性高:使用寿命长15年:7)应用范围广:车辆控制电路继电器替代率60%。
项目为行业首创,彻底解决了国内外地铁行业中列车控制电路长期存在的继电器通病,实现了我国地铁列车控制电路电子化、数字化和信息化的技术法代,同时打破了国外继电器对我国轨道交通产业的长期垄断,经行业刘友梅院士和业内知名专家鉴定,达到了国际先进水平。项目成果得到全行业的广泛推广应用,日前国内20余家地铁在新线中均采用LCU技术,包括深圳、广州、佛山、厦门、呼和浩特、无锡、杭州、合肥、石家庄、上海等。2016年至2018年深圳地铁每年节省维护保养成本¥68.91万元,推广预期深圳轨道交通产业成本节约超¥10亿元,业内应用则将为国家节约巨额成本。
(供稿人:深圳市地铁集团有限公司)
16、【地铁越江隧道建设风险数据挖掘关键技术与产业化应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
盾构机掘进是城市轨道交通建设的主要方式,由于盾构机及地铁隧道施工环境的复杂性,在盾构机掘进过程中,往往面临着地层失稳、突涌水、刀盘磨损等诸多难以依靠传统理论或经验辨识的特殊风险,准确辨识和预警城市轨道交通盾构掘进施工风险是盾构施工中的主要难题之一。为此,南京地铁集团有限公司立项开展了“南京地铁3/10号线越江隧道风险防控关键技术研究”项目,期间获得国家科技支撑计划、江苏省 住房和城乡建设厅科研项目、中国博士后科学基金、江苏省隧道与地下工程技术研究中心开放基金等科技基金或项目的资助。围绕地铁盾构建设风险数据挖掘关键技术及其 产业化应用,主要在地铁盾构数据采集方法及风险数据一体化标准、地铁越江隧道建设风险数据挖掘方法,地铁隧道盾构施工典型风险源的动态识别、评估与预警技术、地铁隧道建设安全数据管理与监控信息应用系统研发、地铁隧道建设安全风险数据应用产品体系研发、地铁隧道施工安全风险管控服务模式与市场化推广等六个方面进行了立项研究。
经过近十年的科技攻关、工程实践和产业化应用,以越江隧道风险防控关键技术为突破口,实现了大数据背景下盾构风险辨识、动态评估和预警的理论技术创新,研发了 集多元数据采集、动态数据挖掘、用户数据反馈等多功能为一体的盾构掘进监控信息平台,构建了内容丰富、体系完整、手段先进、机制顺畅的地铁建设信息化风险管理通用平台,建立了以风险数据挖掘软硬件建设、安全风险评估、预警与管控等为特色的专业化服务产业模式,取得了28项软件著作权,出版著作1部,发表论文39篇(代表性论文9篇),获发明专利和实用新型专利授权各1项。相关产品和服务在北京、成都、常州等10多个地铁建设城市共百余条线路中得到推广应用,2014年以来累计履行合同金额1.049亿元,全国市场占有率达12.19%。
(供稿人:南京地铁集团有限公司)
17、【城市轨道交通高品质轨道建设与维护技术综合研究及应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
本项目属城市轨道交通领域技术基础(公益)类。轨道交通的运营安全及振动噪声影响属于关系国计民生的社会热点问题。轨道结构作为轨道交通基础设施的重点部位,直接与行车安全和振动噪声水平相关。国内轨道结构的建设和维护技术现状,与未来轨道交通绿色环保、智慧运维的发展要求存在较大的差距。
本项目立足于当前科技发展及施工运维技术水平,从发展需求、问题导向、系统集成、智慧地铁等多维度研究和应用高品质的轨道建设和智慧运维技术。主要技术创新包括(1)首创基于高精度测控技术的轨道精密测量体系。针对轨道交通城市区域环境、工况复杂和系统专业交叉等特点,建立了适用于贯穿测设、施工、验收及运营各个阶段的精密测量体系,编制了以轨道精测网技术规程为核心的系列标准。(2)首次网络层面推广应用装配式预制轨道技术。在国内轨道交通首次研发和大规模应用装配式预制轨道板、预制道岔板以及预制钢弹簧浮置板等新技术,提高轨道建设品质,符合国家推广预制装配式技术应用和节能环保的政策要求。按标准化设计、工厂化制作、机械化施工的总体思路,编制涵盖设计、制作、施工、维护等各方面的系列标准化文件。(3)首创基于轮胎式铺轨装备的轨道快速施工技术。针对当前轨道交通轨道铺设施工费用效率和质量安全的诸多问题,按照机械化施工、装配式作业的总体思路,研制并逐步改进轮胎式铺轨装备成套装备,提升隧道内装配式预制轨道技术铺设水平,满足轨道专业施工绿色环保和环境友好的社会要求。“轨道铺设专用施工装备”被列为全国建设行业科技推广项目。(4)国内首次研发轻量级预制钢弹簧浮置板系统。针对高架线噪声控制和桥梁荷载受限的双重要求,通过理论研究、试验分析、示范工程应用及现场跟踪测试等不同手段,完成轻量级预制钢弹簧浮置板的力学性能、减振降噪为主的系统研究,并在上海轨道交通5号线南延伸工程中应用9阳,振动噪声控制效果显著。(5)首创基于全寿命周期管理的轨道专业标准化体系。以城市轨道交通网络轨道结构为目标,对轨道交通工程建设、运营管理、技术装备、资源经营等标准进行全面梳理和研究,形成贯穿轨道系统全寿命周期的标准体系文件。(6)建设基于实时传输技术的轨道安全在线监测系统。构建以运营线路钢轨伤损管理和实时在线监测为核心的轨道安全和振动噪声监测系统,对轨道结构在役状态的安全和环保指标进行监测和预警,提升轨道结构养护维修的智能化和信息化水平。
(供稿人:上海申通地铁集团有限公司)
18、【富水卵石土地层盾构法隧道关键技术与环境影响体系研究】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
科研针对富水砂卵石地层盾构隧道工程,采用室内试验、数值模拟、理论解析与现场实测相结合的研究方法,对盾构隧道在富水砂卵地层掘进关键技术、盾构穿越风险源控制技术、基于量化指标的风险评估方法、列车运营振动环境影响规律等方面进行了系统研究,主要科技内容如下:(1)首次采用水囊排水模拟方法,开展了盾构掘进地层损失室内模型试验,揭示了富水砂卵石地层损失与沉降演变规律;(2)基于数值模拟与室内试验,明确了富水卵石土地层盾构隧道欠压掘进与地层空洞演变规律,盾构隧道掘进机理与关键参数内在规律;(3)建立了考虑地面超载折减算法与偏载影响的衬砌结构荷载模型,提出了螺旋排土——泥膜支护、盾尾多序注浆技术,形成了盾构隧道设计与施工成套技术,确保了穿越重大风险源施工安全;(4)提出了基于量化指标的风险评估方法,研发了地铁隧道施工风险评估软件;(5)建立了列车—轨道—隧道—地层耦合模型,给出了富水砂卵石地层地铁运营振动传播规律与相关控制指标。
截止目前,该项目已授权发明专利3项,实用新型专利7项(软件著作权3项)。本项目依托成都地铁5号线一、二期工程,基于多种方法相结合的研究手段,形成了涵盖隧道衬砌荷载理论、盾构掘进微扰动控制、风险评估、运营减振与环境保护等方面的系统性成果,对确保工程本体安全、建设环境友好型工程意义重大。实际工程验证了科研成果的正确性与可实施性,表明科研成果可为成都地铁第三期、第四期建设规划项目的大规模建设保驾护航,具有广泛的应用前景与推广价值。科研成果在卵石土地层条件盾构法隧道实际工程中的推广应用,对于完善盾构法隧道基本理论、提升盾构法隧道设计与施工水平具有显著意义。
(供稿人:成都轨道交通集团有限公司)
19、【城市轨道交通自动扶梯智能安全监视及远程控制系统关键技术研究与应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
轨道交通自动扶梯是一种数量多、分布广,且涉及公众生命安全的重载型特种设备。目前上海地铁全网运营自动扶梯约4000台,每天输送客流达到3000万乘次。据统计,发生在自动扶梯上的客伤占上海地铁客伤总数60%以上,每月达到70至80起。此外,轨道交通自动扶梯日常管理消耗人工时巨大,以汉中路站为例,共有64台自动扶梯,每天早晚各消耗超过1小时进行手动启停操作。
目前,全球自动扶梯的运营模式(启动、停止、上行、下行)均为就地操作,当发生紧急事件只能依赖现场人员发现、紧急操作。长年以来国内外地铁公司尝试进行远程操作的实践都未成功。而本项目国际首创研制一套自动扶梯智能安全监视及远程控制系统,各项指标满足相关安全标准要求,解决了自动扶梯行业百年难题。
本项目核心创新内容及技术特点包括:(1)国际首创融合PESSRAE可编程电子安全控制技术和AI人工智能图像分析技术,实现自动扶梯远程紧急控制。通常的远程控制采用安全触点方式,一梯一按钮一画面。以汉中路站为例,需要64个操作按钮及相应的监控视频画面,不具备实际可操作性。本项目通过融合PESSRAE可编程电子安全控制技术和AI人工智能图像分析技术,研制符合《TSGT7007-2016附录R含有电子元件的安全电路和可编程电子安全相关系统型式试验要求》的1套远程控制系统,实现紧急情况下的一键精准控制,危险失效概率指标低至PFH<10-8(1/h),该指标达到SIL4的要求。(2)国际首创基于光流法模式识别和深度学习的自动扶梯上乘客跌倒图像识别技术:采用模式识别与深度学习相结合的方式准确判断自动扶梯上是否有乘客跌倒。以汉中路站为例,2018.07-2019.10应用期间准确检出、干预跌倒紧急事件32次。相比常规的深度学习技术,本项目识别准确率提高了25倍,达到世界领先水平。(3)国际首创基于差异化待机模式的自动扶梯早晚智能安全自动启停技术:通过应用差异化待机模式(晚上关站后,设置为停止待机;早晨车站投入运营前,设置为不待机)技术 ,夜间非授权人员违规乘梯的技术处理、传感器失效自诊断技术,实现不依赖视频监控的、满足安全标准的早晚自动启停控制。
在本项目的开发和应用过程中,己授权10项发明专利、5项实用新型专利和1项软件著作权,另有4项发明专利实审中。相关技术己通过国家权威特种设备型式试验机构认证,并经行业内专家评审,认定具有国际领先水平。
本项目的应用将显著地提高紧急事件的响应能力,减少相应事故所带来的人身伤害和财产损失,减轻车站人员的工作负荷,为地铁运营企业减少人员配置创造了条件。对电梯行业而言,在不增加自动扶梯设备数量的情况下,实现产值增加约5%。通过该项目,目前己编写完成《地铁自动扶梯智能安全远程监控系统技术要求》企业标准,并正申请国家标准以及电梯行业标准,同时应用成果在上海地铁14、15、18号线、青岛地铁全面推广应用,将有望推广到国内外各轨道交通站点以及客流密集公共场所。
(供稿人:上海申通地铁集团有限公司)
20、【城市轨道交通盾构隧道及轨道精密测控新技术的研究与应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
本项目针对目前城市轨道交通盾构隧道及轨道测控技术中存的问题,在充分考虑市场需求的基础上,系统研究了城市轨道交通隧道盾构施工和轨道平顺性测控、隧道施工质量检测等新技术,研究出了城市轨道交通平顺性控制、隧道三维激光扫描检测 装置和盾构施工信息化管理平台及大数据分析,通过技术创新、工艺改进及设备、系统的研发、大数据的分析,提升了盾构隧道及轨道精密测控水平,极大的提高了城市轨道交通盾构隧道的检测精度、检测效率及轨道铺设质量,实现了盾构隧道掘进过程中关键测控的高效实时化及盾构隧道、轨道工程施工的精细化管控,具有良好的经济与社会效益。
技术经济指标:(1)城市轨道精密测控技术使得城市轨道地下平面控制测 量的精度提升至土1mm,测量方式变为兰维坐标一体化测量,测量效率由每公里2工作日提升至1工作日,人工成本由每公里10人工天提升至4人工天;轨道几何状态测量误差土1mm,轨道调整精度士0.1mm,较传统轨道测控方法提高了5倍。(2)城市轨道精密测控技术使得轨道铺设效率提高了30%,轨道平顺性精度提高了3倍以上,平均每车公里节省维护费5元。(3)三维激光扫描技术克服了传统检测点位少的缺点,实现了对盾构管片模具、隧道表面病害和成型隧道轮廓及限界的全方位检测,大大提高了检测精度及效率 。(4)盾构管片模具三维激光扫描技术能精准判断模具变形情况,使模具修复更有针对性,约延长管片模具25%的使用寿命。(5)盾构掘进过程中的测控技术实现了设计线型精准定位,极大的减少了调线、调坡工作量。
项目自实施以来,取得行业标准1项,企业标准4项,发明专利1项,实用新型专利4项,软件著作权15项,发表论文9篇。成果己经成功应用于宁波轨道交通3号线一期等工程,并在在建的2号线二期、4号线全面得到推广,其中轨道精密测控技术的研究成果己经纳入了2018年1月1日正式实施的《城市轨道交通工程测量规范》(GB/T50308-2017)中,已经广泛应用于全国各城市轨道交通工程的轨道施工及维护:盾构隧道三维激光扫描技术方面的研究成果也己在北京、上海、天津、杭州及苏州等城市轨道建设中得到了应用,取得了良好的社会与经济效益。
(供稿人:中铁工程设计咨询集团有限公司)
21、【天津滨海国际机场扩建配套交通中心工程】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
天津滨海国际机场扩建配套机场交通中心是集航空、城际铁路、城市轨道交通、公交、出租和其他交通方式于一体的大型综合交通枢纽。为了实现这一枢纽功能,该工程采用了多项新技术,包括轨道交通与航站楼零换乘设计,地下结构与地面高架桥一体化设计、地下水回灌减沉+悬挂式地连墙成套技术、AM扩底桩基+HPE钢管柱定位工法技术、盖挖逆作法成套创新技术及液体橡胶接缝止水施工技术等。本项目授权发明专利5项。
技术经济指标如下:(1)经济指标:地下水回灌减沉+悬挂式地连墙成套技术,使地连墙深度由原方案68m缩短到48-55m,节约造价1.216亿元。应用AM扩底桩+HPE钢管桩定位新技术,节约造价0.9亿元。(2)工期指标:多项创新技术综合应用,工程如期竣工。(3)质量指标:荣获 2015 年度天津市建筑工程金奖海河杯工程奖。(4)绿色施工:编写了《天津地下铁道集团轨道交通工程绿色文明施工标准》。
促进行业科技进步作用及应用推广情况:(1)地下水回灌减沉+悬挂式地连墙以地下水回灌对地面沉降控制的成套技术为支撑,采用悬挂式地连墙施工方案,通过减小施工深度大幅度降低造价,提高施工进度。(2)AM扩底桩基+HPE钢管柱定位工法技术为确保施工安全,提高工程质量、节约工期、降低施工成本,钢管桩在电脑控制及测量人员控制下插入定位。(3)主体结构采用盖挖逆作法施工。采用HPE直接抱插锚入桩基的情况,研发了托换钢管柱分节定位安装的方法,并被纳入天津市市级工法。(4)泥浆循环系统施工工法应用情况。泥浆循环系统施工工法,具有泥浆循环利用率高、原材消耗少、节能环保等优点,被纳入天津市市级工法。获天津市文明工地称号并在全市推广,同时在后期的天津地铁5号线、10号线等工程均进行了推广应用,效果显著。(5)液体橡胶接缝止水施工技术应用于天津地铁后期各线工程建设,止水效果显著。
(供稿人:天津市地下铁道集团有限公司)
22、【自主设计100%低地板有轨电车】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
100%低地板有轨电车作为城市轨道交通制式的一种,与地铁车辆相比有着建设成本低、建设周期短、线路适应性强等优点,与公共汽车相比有着节能、环保、运量大等优点,是国内外各类城市解决交通问题的重要工具,也是城轨交通体系的重要组成部分。为了解决交通拥挤问题,借鉴国际经验,修建低地板有轨电车项目己经在国内悄然兴起,特别是在市区中的稠密地区,可以作为城市轨道交通系统的一种型式,也可以布置在出行需求相对较小的交通走廊的沿线,而在市区中的商疏地区以及城市副中心区,可以作为市区线以及市郊线的补充,同时为远期轨道交通发展做铺垫。
地改车辆在国内己经具备成熟的技术,100%低地板有轨电车车辆可以借用部分地铁车辆的成熟技术,重点在整车系统集成、车体、转向架、内饰、牵引供电、储能技术、制动、空调、电气集成等方面实现技术突破。本项目于2014年1月正式启动,利用国内城轨车辆成熟技术,通过产学研用结合,历经4年时间,共投入19228万元,通过一列样车以及多个市场订单项目的开发,成功建立起可以适应多种编组形式、多种供电方式的完全自主设计100%低地板有轨电车车辆平台,2015年完成了样车的设计、试制、试验,并转入批量生产,截止到2019年底,该平台共为4个市场订单项目提供了总计66列100%低地板有轨电车,实现销售69594万元,共获得授权发明专利15项,实用新型专利7项。同时,中车南京浦镇车辆有限公司分别在南京高新技术开发区域轨车辆制造基地,完成一条有轨电车车辆车体、转向架、总装及调试生产线的技术改造,完成投资1亿元,形成年产30列批量生产能力,在苏州中车轨道交通车辆有限公司建设有轨电车总装、修理专用生产基地,总投资10亿元,形成年产150列生产能力。中车南京浦镇车辆有限公司作为整车集成制造厂家,充分发挥龙头作用,带动牵引、辅助、制动、空调、车门、储能等多个车辆系统配套供应商,形成100%低地板有轨电车系统部件平台,真正实现全产业链的自主设计制造。
(供稿人:中车南京浦镇车辆有限公司)
23、【城市轨道交通行车综合自动化系统平台及应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
行车指挥是城市轨道交通运输生产的核心系统,对提高运输效率、确保运输安全、优化运力资源具有非常重要的作用。目前国内行车指挥和机电监控完全独立,使得综合自动化和行车指挥联动难以实现,远不能满足当前自动化运维管理和突发灾害快速反应能力需求。
本项目研发了以行车指挥为核心的综合自动化系统平台,主要技术创新有:(1)构建了“点-线-网”一体化架构,研制了适应于多种制式和规模的模块化组件,解决了系统架构适配问题,地铁系统运营维护管理水平得到有效提高。(2)提出了故障诊断的逻辑网络拓扑排序和存储方法,解决了多子系统多点控制难以灵活配置和处理的问题,提升复杂逻辑处理准确率,降低综合自动化系统的故障诊断成本,满足应用中的多种需求。(3)提出了主辅策略相互配合的信息冗余追踪和基于离散事件模型的运行调整方法,实现了列车位置精确追踪和运营紊乱快速恢复,提升从运营异常恢复到正常有序状态的效率。(4)研究了压缩偏差和压缩比之间和函数关系,提出了以压缩比为导向的过程数据有损压缩动态控制方法,解决了有限磁盘空间和目标误差内海量数据存储控制问题。(5)提出行车多源异构数据融合技术、列车监控与机电监控深度融合技术,实现了车、机、电统一监控管理的运营指挥平台,解决无法真正集成“行车指挥调度”问题。
项目申请专利20项,获授权发明专利11项、实用新型专利2项;获软件著作权2项;发表论文12篇。项目通过中国电机工程学会的科技成果鉴定(中电机鉴(2017)第183 号),由韩英铎院士等组成的专家组一致认为:“行车综合自动化系统平台以行车指挥为核心,在国内首次实现行车与机电综合监控系统的深度融合,达到国际领先水平,符合轨道交通技术的发展方向,对未来轨道交通自动化系统的设计、建设具有重要的应用价值和技术引领作用,具有良好的经济、社会效益和应用前景”。项目成果在有 轨电车领域积极拓展应用,实现了车、机、电多业务深度融合,并通过江苏省工信厅新技术鉴定(苏工信鉴字(2019)305号),为提高运营维护管理水平提供了保障,推动了有轨电车运行控制系统技术升级。成果已成功应用于北京地铁6号线和苏州高新区有轨 电车2号线,并中标北京地铁3号线、太原地铁2号线,累计实现销售收入超1亿元。
(供稿人:国电南瑞科技股份有限公司)
24、【全自主运行控制创新技术在埃塞俄比亚LRT项目的应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
为落实国家“一带一路”、交通强国”方针和“走出去”战略的要求,本项目有针对性地研发了全自主运行控制技术,成功应用于埃塞俄比亚LRT项目。首次作为中国自主研发的成套列车控制系统在海外成功运用,不仅促进了国家产业结构的调整和中国制造走出去的步伐,更提升了中国技术及装备的国际影响力,对彰显中国实力及国际影响力具有极其重要的政治意义。
运行控制技术在城市轨道交通行车中具有关键作用,是保证列车运行安全,实现行车指挥和列车运行自动化,提高运输效率的关键系统设备。本项目以埃塞俄比亚LRT工程为依托,首次将计算机联锁、列车自动控制、列车自动调度、列车安全防护、TD一LTE宽带集群通信等技术进行融合,创新性地打造了一套全新的具有自主知识产权的安全、可靠、经济实用的运行控制平台,首次将中国技术标准体系和全自主的成套运行控制系统运用于海外城市轨道交通工程。
本项目主要创新成果 :(1)在全球范围内,首次研发了满足SIL4级的点连式列控系统,并用于城市轨道交通领域。(2)首次研发了适用于2分钟高行车密度、满足SIL4级的道口控制系统,并用于城市轨道交通领域。(3)研发了基于TD一LTE的宽带集群通信系统,并首次应用于城市轨道交通领域。(4)首次应用了列控系统控制70%低地板车辆,并成功解决了对连挂列车和非连挂列车动态识别控制技术。
本项目形成全自主知识产权的技术装备2套,获发明专利授权8项、软件专著权1项、标准规范7篇、发表专业技术论文4篇。运用本研究成果的埃塞俄比亚LRT项目;在建设过程中,得到了中埃双方政府的高度重视和非盟各国的极大关注,并得到中埃两国总理的亲临现场指导,项目于2015年9月成功开通商业运营,人民日报、新华社、中央电视台等媒体对此进行了集中报道 。截止2019年6月,运送旅客近3亿人次,以安全、可靠、优质的服务受到埃塞俄比亚人民的青睐,经济和社会效益显著。
(供稿人:中铁二院工程集团有限责任公司)
25、【轮对式100%低地板轻轨齿轮传动装置】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
作为新型的绿色环保公共交通系统,低地板轻轨列车造价低、建设周期短,受到国内各中小城市的关注。轮对式的100%低地板轻轨因轮缘磨耗小、结构可靠、成本低,具有较大的技术和经济优势。齿轮传动装置是低地板轻轨列车动力传递的核心部件,项目开始前,轮对式100%低地板轻轨齿轮传动系统被国外厂家垄断,国内主机厂完全依赖进口,严重制约我国低地板轻轨列车的发展。
轮对式100%低地板轻轨列车因具有电机纵向布置、电机转速高、传动比大等特点,对齿轮传动装置提出了小空间、高承载、高可靠性等要求。项目从设计、制造、测试三个方面进行系统研究,解决了系统结构布置、润滑与密封、生产制造等多方面难题,成功研制出可替代国外进口产品的轮对式100%低地板轻轨齿轮传动装置,并取得以下创新成果。(1)采用单元式组装拆卸接口设计,吊杆垂直吊挂和端面齿连接悬挂方式,代替传统的吊杆吊挂和过盈连接,实现了齿轮箱独立模块组装拆解,检修维护方便,同时没有拉伤车轴的风险。(2)首次采用自定心端面齿结构和模块成形技术,实现了高精度端面齿完全互换。输出端与车轴的连接端面齿采用自定心结构,端面齿配合后自动实现定心功能,安装简便,并通过模块成型技术实现了端面齿的全相位互换 ,保证了端面齿任意角度装配,提高组装效率。(3)采用“Y"形甩油环,实现了多部位同时润滑;箱体底部设一体式“J“形导流板调整润滑油流向,降低了回油区压力,提高了密封可靠性。
项目获授权发明专利3件,受理发明专利1件,实用新型专利2两件,外观专利1件,发表科技论文2篇。通过项目的实施,提升了低地板轻轨齿轮传动系统的理论研究能力,建立健全了低地板轻轨齿轮传动系统的完全自主化设计、制造和试验验证技术体系,形成了低地板轻轨齿轮传动系统的产业化能力,为国内轻轨齿轮传动系统研发开辟先河,提供借鉴和宝贵经验。项目成果“整体达到国际先进水平”能替代同类进口产品,己在苏州、南京、滇南等地批量运用,运用情况良好。
(供稿人:中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司)
26、【地铁明挖车站及盾构区间穿越锚索群关键施工技术研究】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
随着地下轨道交通工程迅速发展,各大中型城市大力兴修地铁。但由于地铁车站和区间线路多在行人密集、高层建筑聚集、地下管线或地下锚索密集的城市中心区域或主干道下,导致地铁修建周边及地下环境非常复杂。为此,中铁四局城轨分公司基于郑州地铁5号线地下锚索密集、施工环境复杂、工期紧、施工难度大的特点,成立了科研项目组,开展地铁明挖车站及盾构区间穿越锚索群关键施工技术研究。
本项目关键技术主要有:(1)地铁盾构通过水泥砂浆回填区域时,按照5%的浓度配比,控制发泡倍率为10倍,按照20%的注入比泡沫剂,可以获得较好的盾构施工掘进效果,降低潜在风险发生率。(2)针对盾构区间存在的侵入锚索,提出了基于暗挖横向通道法的地铁盾构区间既有锚索拆除工艺,发明了可回收横向通道支护结构,并通过有限元计算,优化了支护参数。(3)针对地铁车站修建过程中侵入锚索处理,提出了基于金刚绳锯的地铁车站侵入锚索切割工艺,并对通过有限元计算,对换乘车站施工工艺进行了优化,经技术经济分析比较,优化后的基坑支护结构不仅安全可靠,而且可以节约工期和造价。
通过研究,该项目成果已获得1项发明专利,1项软件著作权,3项实用新型专利。结合项目的开展,取得了一定的经济效益,其中车站锚索处理成本节约574.78万元;盾构区间锚索处理成本节约758.22万元。
本项目在总结锚索影响下的地连墙施工关键技术和盾构区间内锚索处理关键技术,为以后在类似的环境条件下的车站及盾构施工提供技术支持和指导作用。填补了我国在复杂周边环境下的地铁车站和盾构施工的技术空白,在地下障碍物处理等类似工程方面具有广阔的推广前景。本课题取得的成果,亦被相邻标段借鉴应用,并为之带来一定的经济效益。
(供稿人:中铁四局集团有限公司)
27、【无涂装不锈钢地铁列车车体制造关键技术及应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
随着社会经济的发展,城际、城市公共交通的压力逐渐增加,大客运量的城市轨道交通成为改善城市公共交通的有效途径。不锈钢车辆因其较好的撞击吸能特性、防火安全性、轻量化和维护成本低等特点,已成为重要的发展方向之一。不锈钢轨道车辆制造工艺完全不同于传统碳钢轨道车辆,适应不锈钢轨道车辆特性的工艺制造技术,如大尺寸曲面薄壁零件成型、大型薄壁结构组装技术、新型焊接技术、焊接质量检测技术是不锈钢轨道车辆得到充分利用的关键因素。
中车青岛四方机车车辆股份有限公司应市场需求,2012年至2018年期间自主开展“无涂装不锈钢轨道车辆制造工艺开发及研制”课题研究,从大尺寸曲面薄壁零件成型、大型薄壁结构组装技术、新型焊接技术、焊接质量检测技术4个方面进行技术 创新,形成了不锈钢轨道车辆工艺技术体系。
以无涂装不锈钢地铁列车车体制造关键技术及应用总需求为核心,系统开展了大尺寸曲面薄壁零件成型、大型薄壁结构组装技术、新型焊接技术、焊接质量检测技术等关键子系统研制,取得无涂装不锈钢轨道车辆制造技术成果如下:1)搭建了成型工艺仿真设计平台,开发了大型复杂薄壁零件的精密成型技术,提高了零件成型一致性,突破了平头波纹板、弯梁、三维墙板及窗框一体化墙板的冲压 等技术难题,保证了组装精度及焊接质量,其中平头波纹板成型工艺技术达到了国际先进水平。2)发明了柔性内定位、侧墙外定位等多样化的总组装技术,研制了随动三维组装、模块化组装等精密组装技术及成套装备,提高了组装、吊运、点焊的精度和效率。3)开发了车内狭小空间柔性点焊工艺、密封焊接工艺、磁控焊接工艺,并完成配套 设备研制及其工程化应用,首次将点焊工艺应用于轨道车辆车内焊接,降低了车内施工难度、焊接变形及劳动强度,提高产品焊接质量及产品的商品化质量,该技术达到国际领先水平。4)开发了一种不锈钢焊点螺旋高频C扫描超声波检测方法及装置,解决了不锈钢点焊接头快速定性检测和精确定量无损检测的技术难题,技术水平达国际先进。
相关成果已成功应用于不锈钢轨道车辆的制造,建立了四条不锈钢轨道车辆生产线,形成了1000辆/年的生产能力,已应用于香港地铁、北京地铁14号线、16号线、青岛地铁1、2、6、8、11、13号线、成都地铁、天津地铁、美国芝加哥地铁、巴西圣保罗地铁等国内外地铁项目,合同金额达200多亿元。
获授权专利17项(8项发明,9项实用新型),发表核心以上级别科技论文10篇,申报国家标准4项。成果同时可向城际不锈钢车辆、干线车不锈钢车辆等领域进行转移、应用、扩展。成果将进一步完善推广,实现世界轨道行业不锈钢轨道车辆制造的引领发展。
(供稿人:中车青岛四方机车车辆股份有限公司)
28、【适应砂卵石地层的土压盾构渣土流塑性改良及效果研究】
成都砂卵石地层由于卵石含量较高、强度较大、含水量较多,土体的塑流性较差,因此,需要对成都的砂卵石地层进行渣土改良,提高地层与盾构机的匹配性,以期形成良好塑流状态的渣土,能够有效地封闭地下水,传递压力,降低驱动扭矩,减少设备磨损,加快施工进度,提高经济效益,保证施工安全。依托成都17号线2#中间风井~九江北站盾构区间,展开适应砂卵石地层的土压盾构渣土流塑性改良及效果关键技术研究和联合课题攻关。
主要技术创新包含(1)土压盾构砂卵石舱土改良机理:砂卵石改良既要达到良好的流塑性(高流动度、低渗透性),但是流动性过大,卵石易发生沉淀离析,细砂等容易喷涌快速排出,导致压力舱内卵石滞排,盾构被迫停机开舱清舱。所以,土压盾构砂卵石渣土改良要严格控制渣土的流动度,塌落度120-180毫米,不得出现离析分层现象。(2)土压盾构砂卵石地层改良措施研究:通过大量的砂卵石改良试验研究,总结了满足砂卵石地层流塑性要求的最大膨水比(膨水比1:6.8)的膨润土泥浆调配方法,从而达到了膨润土使用量最省的要求。(3)土压盾构砂卵石压力舱螺旋排土器喷涌机理:喷涌试验,搅拌试验、塌落度试验,渗透试验等。特别是临界喷涌压力试验,能够直接测出砂卵石地层各种改良措施的效果,同时根据渗透计算分析,进一步判断地下水压力作用下土压盾构掘进压力舱螺旋排土器发生喷涌的可能性。(4)砂卵石地层土压盾构开挖面防塌方机理:采取半舱渣土+上部压缩空气的支护方法保持开挖面稳定。既保证了砂卵石地层堆满压力舱存在滞排的风险,同时也能 利用压力舱顶部的压缩空气更好地保持压力舱压力的稳定性,更好的控制地层沉降。目前更多的是采用快速掘进,在不到30分钟的时间内快速掘进一环,地层的明塌来不及发生就停机保压拼装管片。
项目设计了适合砂卵石渣土改良的专用设备,包括砂卵石渣土的外摩擦角、渗透性试验、砂卵石渣土的渗透性试验和临界喷涌压力试验。而且还考虑到砂卵石改良的特殊性一一改良不当容易发生离心分层,由此引起的滞排严重影响土压盾构掘进,采用搅拌测试功率和扭矩的实验,不仅能够测试改良之后扭矩的降低,还能测试到出现离析滞排导致扭矩上开,从而形成了砂卵石地层渣土改良后性质的完整性指标体系。针对成都轨道交通17号线一期工程TJ07标段土压盾构工程遇到的砂卵石地层卵石含量高达60%的情况,拓展设计不同卵石含量(20%-60%)的砂卵石地层,并开展一系列室内渣土改良试验,总结得出提高砂卵石地层与土压盾构机适应性、匹配性的改良机理和不同砂卵石地层渣土改良使用的改良剂种类及用量,并将试验方案应用于实际工程进行验证。工程项目本身依托科研攻关,将会产生成本节约和进度提高等直接效益,还将产生提高质量、保障安全和节能减排的间接效益。
(供稿人:中交一公局第三工程有限公司)
29、【城轨车辆用分块式橡胶弹性车轮的研制】
轨道交通已经成为促进城市发展、缓解城市交通问题的重要手段。城轨车辆运行的振动噪音不仅降低了乘坐舒适性,还会缩短车辆和轨道使用寿命,严重影响沿线居民的生产生活。研究表明弹性车轮能有效降低车辆轮轨振动和噪音,提升列车运行品质,在欧美国家的城轨车辆得到了广泛应用。而我国由于产品技术水平限制,城轨车辆大都采用钢轮。近年来国外分块式橡胶弹性车轮开始进入国内市场,但价格高昂且货期较长:同时由于国内外运用环境的差异,进口车轮性能指标无法完全满足我国城轨车辆的运用需求,严重制约了我国城轨车辆技术水平的提升。
根据我国城轨车辆的技术要求和运行环境特点,项目组采用多学科融合方法,突破了车轮刚度匹配性设计、新型橡胶材料及仿真试验等核心技术,自主完成了城轨车辆用分块式橡胶弹性车轮的研制,创新成果如下:(1)开展了基于车辆动力学理论的弹性车轮刚度匹配技术研究,建立了针对不同城轨车辆平台的弹性车轮的刚度匹配技术,形成覆盖高中低刚度范围的弹性车轮模块化设计平台,填补国内空白:掌握了大变形橡胶材料的非线性特性和车轮复杂边界条件下的仿真方法,实现了弹性车轮刚度、强度的高精度分析,其中刚度准确率达到90%以上,达到世界先进水平:搭建了国内首个弹性车轮全工况综合模拟仿真和试验平台:建立了弹性车轮可靠性、服役寿命和减振降噪效果评价体系:(2)发明了综合性能优异的新型减振橡胶材料,该材料硬度在80ShA以上,压缩变形量可达25%以上,在45℃和130℃范围内具备优异的刚度稳定性和耐疲劳性,使用寿命达6年以上;开发的新型金属材料在40℃环境下具有优良的耐疲劳性能:(3)创新弹性车轮结构,发明了轮心与压环过盈压配结构,配合螺栓连接实现产品冗余保护;同时设计极端状态下防止车轮失效的安全止挡结构,提高了产品安全性:创建了可有效提高橡胶金属摩擦系数的特种表面处理工艺,相比于国外同类产品车轮抗迟缓能力得到显著提高。(4)项目授权专利11件(发明专利5件),软件著作权1项,发表论文9篇,制定企业标准1项。鉴定意见、第三方检测报告、查新报告、用户运用证明表示,项目成果“设计合理、性能可靠、技术难度大、创新性强,具有完全自主知识产权,对我国城轨产业的发展具有重大推动作用。产品达到国际领先水平”。产品国内市场占有率超过80%,超过8000套产品在国内外城轨线路安全运行,运用效果良好,得到用户高度认可。实现销售收入2亿元,取得了显著的经济社会效益。
项目成果成功填补了国内空白,打破了依赖进口的局面,提升我国城轨车辆整体技术水平,对我国城轨产业的发展产生了重大的推动作用。
(供稿人:中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司)
30、【基于变形机理、控制指标研究的轨道交通工程自动化变形监测系统研制与应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
本项目紧密围绕常州轨道交通工程建设的重大需求,在常州市轨道交通发展有限公司科研项目、精密工程与工业测量国家测绘地理信息局重点实验室基金项目以及常州市科技局软科学研究项目等持续支持下,重点针对常州地区地层特点,对工程施工中的变形机理、控制指标进行研究,并对轨道交通工程自动化变形监测系统进行研制,为常州轨道交通工程后期建设提供有力的技术支撑和保障。
主要研究内容包括(1)对轨道交通工程建设过程中的变形产生机理进行研究,具体研究了轨道交通工程中基坑及盾构法隧道的变形产生机理。(2)在变形机理研究的基础上,通过调研并结合类似工程施工与设计经验确定常州轨道交通工程安全预警控制指标初值,并通过数据挖掘技术对己有监测数据进行统计和整理,完成对于初值的修正,最终确定适用于常州地区轨道交通工程建设过程中的各项预警指标值。(3)基于变形机理、控制指标研究成果,研制了轨道交通工程自动化变形监测系统,实现了一整套的轨道交通工程实时自动化监测解决方案。
项目成果在多家单位的实际工作中得到广泛应用。相关软硬件成果在支撑地质环境治理、地下水监测和评价、工程地质勘察和评价工作的开展,提供轨道交通工程自动化监测服务以及测量检测工作中的软件系统服务等方面发挥了重要作用,取得了显著的社会效益和经济效益。项目成果丰硕,共获得国家专利3项,发表论文17篇,其中SCI4篇,EI4篇),得计算机软件著作权7项。本项目成果有效支撑了常州轨道交通工程建设工作。成果在工程施工监测、变形控制等领域中发挥了重大作用,为工程安全施工提供了可靠的理论支撑和技术保障,有效助力了工程施工的顺利进行。据不完全统计,本项目成果累计取得收益己达210万元。
(供稿人:常州市轨道交通发展有限公司)
31、【基于LTE技术的城市轨道交通无线传输系统综合研究与应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
《基于LTE技术的城市轨道交通无线传输系统综合研究与应用》(以下简称LTE城轨无线传输系统),是城市轨道交通行业全新的车地无线通信技术开发研究与应用,是4G通信技术在轨道交通行业应用的首创。2010年10月起至2019年1月止,先后开展了《城市轨道交通车地无线(TD-LTE)传送网研究与应用》、《LTE技术在城市轨道交通CBTC系统中应用研究》、《基于TD-LTE的城市轨道交通车地无线传输综合承载技术》等专项科研技术攻关、试验与应用检验,从而形成了LTE城轨无线传输系统研究成果。
该技术结合行业需求及特点,在4GLTE技术(可向5G演进)基础上开发,系统由核心网、BBU、RRU、TAU及天馈系统组成,具备冗余组网、抗干扰性强、高带宽、低时延、场强覆盖均匀、支持高速移动的特点,能有效保证基于通信的 列车控制系统(CBTC)、乘客信息系统(PIS)和车载视频监控(IMS)等运营安全信息传输的可靠性和稳定性,彻底解决轨道交通车地无线传输的技术瓶颈,可实现传统城市轨道交通信号车地无线系统、PIS 车地无线系统、专用无线调度系统的三网合一,降低用户的建设和维护成本。
LTE城轨无线传输系统具有创新性核心网架构,开创性采用1.8G专用频率综合承载了列车控制信息、多媒体信息、车载视频信息和宽带集群等业务,TD-LTE分别与专用无线系统和公安无线系统合路共用漏缆,开发了专属于轨道交通LTE车载终端(TAU),可实现TD-LTE与WLAN混合组网等技术特点。该系统在研发过程中共取得国家发明专利5项。
该技术适用于国内外城市轨道交通领域多场景车地无线信息传输,在1785MHz~1805MHz频段中,具有1.4M、3M、5M、10M、20M多种组网设备方案,适用于专用承载或综合承载。实际应用中,根据频率资源和业务需求进行组网,可承载列车控制、紧急文本、列车状态监测、集群调度、视频监控和乘客信息等业务。以单条地铁线路(1个控制中心、16个车站、1个车辆段、18列配属车、线路长度20公里)为例,采用该技术相对于信号车地无线系统、PIS车地无线系统两网分立组网的方案可节省工程投资约1308万元。
该技术2013年首次在郑州地铁1号线开通运营,成为全球首个在轨道交通使用1.8GHz频率TD-LTE技术承载PIS和车载视频监控(IMS)信息的线路。2016年8月,在郑州2号线一期完成了综合承载 CBTC、PIS、IMS 试验。2017年1月该技术在郑州城郊铁路在高架区段、高架车站成功运用。2019年5月郑州5号线工程开通运营,标志该技术历经各种检验走向成熟。该技术于2019年通过住房和城乡建设部科技与产业化发展中心科技成果评估,评估委员会认为该技术在城市轨道交通领域达到国际先进水平,并被列为2019年全国建设行业科技成果推广项目。
(供稿人:郑州地铁集团有限公司)
32、【基于云平台的轨道交通智能化运营服务系统关键技术研究与应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
本项目属于轨道交通信息化技术领域。本系统具有车站、车载级信息高清播放,线路级信息传输、引导和发布,线网级运营信息编辑、发布和调度指挥等特点,解决了传统系统“协同联动性差、信息共享程度低、资源利用率低、新技术应用不足”等劣势,广泛应用于轨道交通客运服务行业。项目研发构建了信息服务成套关键技术,取得了一系列创新成果包括:(1)创新性构建了基于数字媒体的多媒体编辑、发布和播放控制技术模型,研制了“线网级、线路级”运营信息编播中心系统,实现了轨道交通运营信息就网级、线路级的一体化编辑和发布,提高了运营信息编辑发布的便捷化和智能化。(2)首次在运营服务系统中应用了“基于容器云平台的智能运营信息微服务架构”关键技术,云平台架构、Docker容器部署、微服务架构等技术首次在行业得到工程化应用,实现了“硬件资源、软件件资源、数据资源”的“按需应用”。(3)在运营服务系统车载产品中创新性建立了“基于arm架构和数字总线的高清视频编解码技术“体系,研制出“车载司机室主机、车载客室主机、客流密度分析主机” 成套产品,提升了车载运营服务系统产品品质、可靠性和智能化运维管理能力。(4)首次大规模在城市轨道充恿运营服务系统领域应用“云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能”五项“智能+”技术进行集成创新研究和工程应用,实现了运营服务系统的“智慧服务、智能管理、智能运维。
项目成果被采纳制定为“企业标准”1项、授权专利5项(其中发明专利3项),软件著作权11项,发表论文16篇(SCI 2篇,EI1篇),填补了国内相关技术空白。为我国轨道交通提供了关键技术装备,有效提升了轨道交通运营信息服务水平。研究成果得到国内外同行的认可,专家鉴定意见:“在轨道充围运营信息服务相关技术上有明显突破和创新,达到国内领先技术水平”。近3年项目研究成果应用于国内11个城市、25条轨道交通线路,累计实现经济效益2.87亿元,新增利税4872万元,创造了较大的经济效益。
(供稿人:北京经纬信息技术有限公司)
33、【砂卵石地层变形机制及地层沉降控制技术研究】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
成都砂卵石地层具有高富水、透水性强、漂石含量大、强度高、砂层透镜体分布不均等特点,经过前期研究,在盾构施工方面取得了成功,但有的区段超过2年仍有较大的地层迟滞沉降,对砂卵石地层变形机制及沉降控制技术仍鲜有研究。
在此背景下,中铁二院联合西南交大、中铁城投、中水电成投等单位,依托成都多条已建及在建地铁工程,采用现场调查、室内分析、数值模拟、室内试验、现场监测等研究手段,从地层空间分布规律入手,首次系统研究了富水砂卵石地层工程特性和盾构施工地层沉降机理,探明了砂卵石地层致灾机理及演化过程,修正了砂卵石地层Peck公式,构建并完善了富水砂卵石地层盾构隧道设计施工关键技术体系。主要创新包括:(1)首次构建了包含地质成因、空间分布规律与工程水文地质特性信息的三维地层 数字信息模型;绘制了包含地层纵、横向分布规律的工程地质分区图。(2)首次对砂卵石层在综合考虑渗流条件、砂层透镜体、地层空洞、漂石大小与分 布等因素条件下的地层变形机制进行了深入研究,探明了富水砂卵石地层盾构法施工地层沉降机理。(3)首次基于关键块体理论对砂卵石地层损失致灾机理及其演化过程进行分析研究,明确了“掘进超挖量”和“地层损失率”为控制地层沉降的关键因素。(4)首次对砂卵石地层Peck公式进行了修正,给出了砂卵石地层关键参数沉降槽宽度K和地层损失量η的取值范围与细化取值方法。(5)首次基于富水砂卵石层盾构法施工地层沉降机理,建立了砂卵石地层盾构施工地层沉降分阶段防控理论与控制关键技术。
项目取得发明专利5项、实用新型7项、研发试验装置1套,编制地方规范2项、企业标准1项,发表论文7篇、其中EI2篇、培养硕士4名,填补了砂卵石沉降机理及变形控制领域多项空白,经第三方评价,成果总体达到国际先进水平。
研究成果已成功应用于成都轨道交通工程,累计节约工程费超亿元,社会经济效益显著,必将为国内、外砂卵石地层盾构隧道建设提供指导和参考。
(供稿人:中铁二院工程集团有限责任公司)
34、【基于融合云的轨道交通生产信息系统架构设计与实践】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
本项目属城市轨道交通信息系统架构技术领域。涉及城轨交通网络核心技术创新、技术架构、软件开发、产品研制、多专业匹配性的关联技术标准制定和应用等。根据我国城轨交通网络化发展趋势,针对传统信息系统架构现状,研发具有自主知识产权的基于融合云的信息系统技术架构。智慧地铁是城轨的高质量发展核心,融合云 助力智慧地铁信息化,其具有资源整合、数据共享以及智慧管理等优势。
该项目是多专业、网络化综合型项目,为了解决地铁信息化在技术层面的规划缺失、解决基础设施建设的滞后浪费、运维难度大成本高认可度低以及信息孤岛的问题,创新提出了基于融合云的轨道交通信息系统架构概念。基于融合云的城市轨道交通信息系统符合中国城市轨道交通协会提出的“13531”架构,即“一个门户,三个中心,五大领域,三张网络以及一个平台”,云平台上搭载了运营生产信息系统、企业管理信息系统以及对外服务信息系统三大系统的业务系统。
研究成果应用于轨道交通智慧地铁信息化建设中,在业务方面实现了从单专业到多纭路多专业到线网信息化建设最终到轨道交通信息化平台建设的发展趋势。本成果推广至全国轨道交通领域内的系统建设,潜在经济效益巨大。本项目开创了以融合云为基础、信息化为目标的轨道交通技术架构创新之路对推动我国城轨交通科技进步、加速全国城轨网络化跨越式发展起到了关键性的作用。项目研究形成软件著作权7顶,发表论文7篇,取得3项奖项。综合技术达到国际先进水平。
(供稿人:上海宝信软件股份有限公司)
35、【智慧城轨线网协同指挥平台研制及应用】
项目获2019年度城轨科技进步奖二等奖。
本项目在“交通强国”建设纲要的指引下,依托国家973计划课题、国家自然科学基金项目、交通运输部建设科技项目、江苏省重点研发计划(社会发展)项目及南京地铁自研课题,对城市轨道交通发展状况进行了深入探索。在体系化科研驱动、创新性研发集成、应用成果推广、产业链形成等方面取得了丰硕成果。凭借大数据和人工智能等高新技术,形成智能化、信息化、网络化的智慧城轨线网协同指挥平台,覆盖轨道交通各业务领域,构建统筹规划、科学决策的立体化智慧城市运输体系。推广了“智慧、协同、互联、共享、安全”的发展理念。
本项目在协同组织、基础支撑、系统保障3个层次上,形成5项创新技术和3个关键技术创新突破构成的技术群。5项创新技术包括城市轨道交通线网协同运营优化技术,城市轨道交通应急处置协调联动技术、城市轨道交通线网互联协同指挥平台构建技术。3个关键创新突破包括多源数据融合的城市轨道交通运行状态监测和主动控制技术、城市轨道交通的应急联动处置策略及设计方法、集成仿真测试的轨道交通可视化移动指挥平台。打破了“信息孤岛现象”、“网络组织脱节”、“反应能力滞后”、“指挥决策受限”等困境,实现整合城市轨道交通网络资源,加强信息化、智慧化管理和科学决策技术落地应用,保障安全风险的主动防控和快速应急联动。
本项目及相关技术以获得授权国家发明专利17项、软件著作权16项、申请国家发明专利28项、发表论文45篇,其中SCI论文14篇,出版专著1部,制定企业技术标准14部,在北京、上海、天津、南京、苏州等城市进行了推广应用,着力推动我国城市轨道交通与地面交通的智慧协同发展,取得了显著的社会经济效益,近三年累计创造各项产值超50亿元,点燃了行业科技研发的星星之火,助推我国由“交通大国”向“交通强国”的历史跨越。
(供稿人:南京地铁建设有限责任公司)