2020年度城市轨道交通科技进步奖获奖项目展示

2020年度城市轨道交通科技进步奖共评选出27个获奖项目，其中特等奖1项、一等奖11项、二等奖15项。

二等奖获奖项目介绍

13、【全程无网储能式有轨电车关键技术研究及应用】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

储能式电力牵引是指利用自身储能器件储存电能，并以此作为牵引动力电源的一种新型驱动方式，特别适用于城市轻轨交通频繁起停特点。无网运行有轨电车的商业运行，解决了传统接触网供电车辆带来的景观问题、能源回馈利用问题和杂散电流等问题。本项目攻克了大功率超级电容制造关键技术，解决了车载超级电容储能电源设计制造及停站十秒级充放电技术难题，独创了全程无网的间歇式受电模式，打破了一百多年来有网连续受电模式的束缚，彻底消除了架空电网带来的诸多负面影响。2014年在全球率先推出这种全程无网运营模式，目前已开通运营了5条线路，国内新建设项目中超六成线路选用了该模式。德国西门子也跟随采用了这种模式但尚未投入运营，我国已成为该领域公认的技术领跑者。

本项目主要创新成果包括4个方面：①率先提出了储能式车辆牵引控制方法和最低能量运行控制方法。与传统电网受电模式相比车辆再生制动能量吸收率从平均40%提升到80%以上，牵引能耗降低30%。建立起覆盖车辆、供电、运营、检修的全程无网储能式轨道交通标准体系，为该模式的推广运用提供了系统的技术支撑；②发明了双电层超级电容器的复合碳电极材料和一种双电层超级电容器制造工艺技术；③研制出业界功率最大的MW级车载储能电源，在业界率先实现了有轨电车3公里以上的续航里程；发明了利用客室空调废气无功耗直接冷却储能电源的方法，解决了大功率储能电源冷却的难题；④全球率先实现了十秒级快速充电智能控制技术，创新了超级电容主动均衡方法，研制出业界最大的2MW高功率充电装置和30A超级电容主动均衡系统。

本项目储能式现代有轨电车和动力型炭基双电层超级电容器2项成果，经专家组成果鉴定，均达到国际领先水平。已获得授权发明专利24项（其中：中国专利金奖1项），发表论文29篇，编制专著1本、标准21项。

2014年以来全程无网储能式技术已在总投资90多亿元的广州、淮安、武汉、深圳、东莞（华为）5条有轨电车线路上投入运用；车辆运营总里程达到1500多万公里，运载旅客过亿人次，其中，近三年广州、深圳、淮安、汉阳、东莞（华为）5个城市运用方已实现新增经济效益8.11亿元，社会效益、经济效益显著。

（供稿人：中车株洲电力机车有限公司）

14、【高烈度地震区长联大跨连续梁及轨道、大轴力桥梁桩基托换关键技术】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

高烈度地震区长联大跨连续梁的抗震设计历来是桥梁设计的难点和关键环节，本项目以西安机场城际渭河特大桥为依托，开展了减隔震措施研究和大梁缝处轨道关键技术研究。机场城际在机场范围以地下方式敷设，受咸阳机场交通廊道的影响，机场范围内为地下单洞双线隧道区间，机场站是机场及机场交通枢纽接驳站，为地下二层侧式站台车站。机场站站位设于西安咸阳国际机场T3A航站楼北引桥南侧，站后配线需下穿既有T3A航站楼主线桥22号桥墩，结合工程周边环境和既有主线桥的实际，经工程技术、经济等方面综合分析，设计采用对既有主线桥22号桥墩桩基实施桩基托换方案。

本项目主要创新成果包括3个方面：①西安北至机场城际轨道项目（以下简称“机场城际”）渭河特大桥主河槽采用（50+8×100+50）m连续梁，位处高烈度地震区，采用摩擦摆支座和黏滞阻尼器共同作用的减隔震技术，有效解决了抗震设计难题，并降低了震后修复成本；②渭河特大桥最大梁缝600±230mm，研发了上承式梁端伸缩装置（抬枕装置），经车桥耦合动力仿真分析和动静载模型试验检验，安全和疲劳性能满足要求，成功解决了大梁缝轨枕间距超限问题；③机场城际以隧道方式下穿西安咸阳国际机场既有T3A航站楼主线桥，采用大轴力桩基托换技术，解决了隧道下穿桩基设计、施工难题。

项目获得两项实用新型专利授权。主要技术经济指标：（1）技术指标 ： ①摩擦摆支座延长结构周期，黏滞阻尼器耗散地震能量，使桥墩和基础处于基本弹性工作状态；②上承式梁端伸缩装置经国家重点实验室检验，其伸缩、静载和疲劳等性能均满足轴重20吨客车运营要求，技术水平达到了国际先进水平；③桩基托换技术，被托换的桥墩轴力达1300吨，跨度超过20m，桥下净空仅8m，场地近20m的Ⅲ级自重湿陷性黄土，要求被托换桥墩竖向位移控制在±3mm以内。（2）经济指标 ：①减隔震技术使桥墩和基础在地震荷载效应作用下保持基本弹性工作状态，从桥梁结构全寿命周期考虑，大幅降低成本；②德国进口BWG抬枕装置120万/台，而研发的上承式抬枕装置约60万/台，后期维护保养成本较低。③采用桩基托换下穿T3A航站楼主线桥22号桥墩比整体拆除还建，节省工程投资约900万元。

减隔震技术能够有效解决高烈度地震区长联大跨连续梁的抗震难题，应用前景广泛；上承式梁端伸缩装置指标达到国内先进水平，提高了该技术领域的国际竞争能力。已应用在机场城际、重庆轨道交通环线、商合杭高速铁路等项目；大轴力桩基托换技术有利于优化线路条件，为市区轨道交通线路选线提供全新的思路。

 （供稿人：陕西城际铁路有限公司）

15、【基于AI云技术的智慧城轨多专业一体化仿真与验证平台】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

在实现地铁无人驾驶的技术上，信号系统起着关键性的控制作用。完备的全自动无人驾驶信号系统仿真平台可以对全自动无人驾驶的地铁信号系统进行有效的仿真和测试，进而促进地铁全自动无人驾驶信号系统的发展。信号系统与综合监控系统相结合，以有效手段将人、车、设备统一管理起来，提升城轨智慧水平、改善人们出行体验，是智慧城轨发展趋势。本项目以全自动无人驾驶运营场景、系统功能和运维规则为研究对象，探索面向智慧地铁的“全自动运行2.0系统”。除此之外，还可为无人驾驶工程项目的实施提供场景推演、设计验证、接口测试、系统集成和其它运营前置服务，全方位提升工程设计质量，节省工期和成本，保证项目按最高运行等级一次性投用。

本项目主要创新成果包括4个方面：①通用接口联动仿真技术。首次在轨道交通领域，应用了工业控制领域的 PLC 控制技术，使用了克服了原有技术不能仿真全部仿真信号、无法兼容多车辆厂家、扩展性及易用性较差等缺陷。②全自动无人驾驶与四智联动云仿真测试架构。在轨交行业内，结合云计算技术，引领性地提出适用云架构和云仿真的平台接口，并应用到轨交全自动场景仿真验证领域，采用云管理的方式实现了全自动无人驾驶与四智联动。③智慧城轨多专业集成联动。首次具备集成智慧城轨中信号、车辆、综合监控、通信及站台门全部专业，并实现所有专业子系统设备在统一场景管理下联动运行，打破了轨交行业内各专业接口间无法互联互通的仿真性应用。④AI一体化操作。创造性地应用了 AI 人工智能技术，将 AI 人工智能技术运用到智慧城轨仿真应用场景中，并提出从数据采集、数据处理、数据分析、数据可视化显示的数据全生命周期管理。

本项目的实施孵化出了具备完全自主知识产权的基于AI云技术的智慧城轨多专业一体化仿真与验证平台，完成了包括总体架构自主创新设计、应用软件开发及核心部件国产化等，填补了国内相关领域的空白。

该项目已取得了30多项专利、5项软件著作权及发表了5篇论文。

本项目成果实现了国产化，因此价格远低于进口系统，累计将为国家节省至少40亿元投资。海外项目外汇收入带动了铁路及城市轨道交通信号系统中下游产业链。随着国家经济建设需要，“一带一路”战略的推进，按照城市轨道交通发展规划和卡斯柯市场预测，至2022年底，累计产值预计可达100亿元，可带动相关产业链产值预计50亿元。

项目成果已经成功进行产业化。一体化仿真验证平台已应用在如下项目中：埃塞俄比亚轻轨信号系统项目、房山线兼容性CBTC信号系统项目、上海17号线无人驾驶CBTC信号系统项目、呼和浩特2号线互联互通信号系统项目、深圳龙华线现代有轨电车项目、成都蓉2线有轨电车项目等，这充分验证了本项目成果的创新性及实用性。

（供稿人：卡斯柯信号有限公司）

16、【动态计算机视觉技术在地铁运营巡检中的应用研究】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

目前地铁对接触网悬挂检查主要依赖于天窗期内梯车定期巡视，若采取该方法进行周期修，效率低，强度大，且故障隐患不易发现。针对地铁设备结构和实际需求，研发一套地铁接触网悬挂智能巡检系统，解决智能巡检系统的拍摄范围、智能识别、技术参数等问题，实现对地铁刚性、柔性接触网关键零部件高清成像，通过高清成像检测模块清晰拍摄悬挂设备，并通过图像智能分析软件对关键零部件的松动、脱落、缺失、破损等缺陷智能识别。其主要创新成果包括3个方面：①提出一种面阵和线阵相机阵列的优化布局，实现了刚性及柔性接触网悬挂定位点自动提取技术；②提出面向接触网零部件缺陷的无监督深度学习算法，能够准确识别地铁刚性及柔性接触网关键零部件的缺陷；③通过多通道车地无线传输，实现了检测设备与地面管理终端的高效数据传输。

本项目已授权实用新型专利3项、计算机软件著作权1项。

该系统针对复杂场景，采用实时高清成像、缺陷自动识别和多径并行无线传输等技术，研制了地铁接触网悬挂智能巡检系统。主要解决各地铁运营公司地铁线路接触网日常检修，以压缩劳动力成本、降低劳动强度、节约检修工具及辅助材料支出为目标。其安装的载体形式可包含地铁接触网作业车、综合检测车、电客车等。因此可从国内各大工程车辆厂及电客车厂进行集成式推广。可根据地铁线路特征、实际使用需求进行产品功能配置，以切实满足各地铁线路特征及用户使用为前提，进行产品功能多层级推广。目前已经在成都地铁投入应用，具有广泛的应用价值及推广价值。 

（供稿人：成都轨道交通集团有限公司）

17、【城市轨道交通工程施工质量安全管控成套关键技术研究与应用】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

为有效解决新形势下城市轨道交通工程质量管理面临的突出问题，加强工程建设各环节质量管控，本项目针对城市轨道交通工程建设工程中的重难点进行研究，在质量安全管控领域创新取得了多项关键技术。项目的主要创新成果包括5个方面：①形成我国首部《城市轨道交通工程土建施工质量标准化管理技术指南》。首次建立了城市轨道交通工程施工质量全方位管理体系，规范工程参建各方主体的质量行为同时提升工程质量整体水平；②创新形成地铁车站超长结构抗裂技术，建立抑制混凝土结构裂缝新路径。自主研发出高性能自防水新型混凝土材料，形成“地铁车站超长大体积混凝土无缝分仓施工”等多项新型工法；③搭建基于 BIM+北斗定位技术的地铁施工远程管控准智能化管理平台。通过 BIM 技术对设计进行提前优化，解决碰撞问题，减少现场施工过程返工率；引入北斗定位技术，降低建设过程中施工安全风险；④提出适合复杂地质条件的盾构施工全过程质量安全管理技术。针对盾构始发、掘进及接收这三大施工步骤创新形成了“小空间盾构整体始发”、“区间小净距及上下叠加段施工”、“富水高压地层钢构套筒辅助接收施工”等关键技术，成功缩短建设工期，节省大量建设成本；⑤应用大数据分析技术，整合多维安全监测信息资源，创新升级了智能化安全风险管控平台。首创建设单位主控的 4 级预警模式，提升风险响应效率；极大地提高多方参建单位的信息交互共享能力，提升重大危险源管理和生产安全事故的预防预警和应急处理能力。

本项目形成住建部行业指南 1 部、发表论文 22 篇，授权发明专利4 项、实用新型专利 12 项以及软件著作权 8 项。该成套关键技术成果在厦门轨道交通4条线路的施工建设过程中应用。通过研发新材料、新工艺、新技术、新平台，在项目研究的过程中以节省开支的形式创造出的经济效益达 20.4352亿元。《城市轨道交通工程土建施工质量标准化管理技术指南》成功推广到北京、西安、青岛等 全国14 个城市的地铁建设质量管理工作中，并取得良好经济社会效益。

（供稿人：厦门轨道交通集团有限公司）

18、【四维地质环境信息平台建设关键技术及其在轨道交通中的应用】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

济南因泉享誉世界，实现地下水保护与轨道交通建设双赢，是济南轨道交通发展中亟需破解的关键难题。依托“济南城市地质调查”、“济南城区四维地质环境可视化信息系统平台建设”等项目，集成了济南多部门60余年来的各类勘探数据，历经近十年科技攻关与工程实践，取得创新成果包括3个方面：①突破了可更新高精度的四维地质环境耦合模型建模的关键技术难题。揭示了水文地质边界属性对趵突泉泉域地下水均衡的影响规律，创新了“半自动-交互-自动”三维地质建模方法，实现了水流与地质模型的多模型多平台深度融合，首次构建了近2000平方公里的可更新高精度四维地质环境耦合模型；②攻克了地铁建设与泉水保护共融共生的技术难题。建立了首个轨道交通多参数、分层监测的水文地质动态监测预警网，定量评价了济南泉域地下水补给的影响因素；揭示了济南地下水水质时空响应规律，对泉水保护提出了有效防控对策，指导轨道交通建设全生命周期的泉水保护评价工作；③突破了大数据归一化组织管理、BIM+GIS融合分析、三维时空大数据高效共享等关键技术难题。基于数字孪生理论，建设了济南城区四维地质环境可视化信息系统平台，建立了济南四维地质环境数字化档案，实现了四维、多源地质环境大数据的应用与共享。

项目成果服务于国内多家地勘单位及政府机构，已成功借鉴应用于轨道交通建设、水资源开发利用、泉水保护等诸多领域，产生经济效益14亿元。该平台的顺利实施有效推动了城市地质的产学研和成果转化，为“透视山东”建设提供了示范，可在国内其它城市推广应用。该项目总体达到国际先进水平，在四维地质环境耦合模型构建和应用研究方面达到国际领先水平。

该项目授权发明专利6项，实用新型专利6项，软件著作权6项，撰写论文15余篇（SCI、EI收录7篇），形成地方标准2项，著作2部，培养博士后3名，博士生5名，硕士生22名。

（供稿人：济南轨道交通集团有限公司）

19、【基于大数据技术的城轨列车数字化智能运维平台】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

基于大数据技术的城轨列车数字化智能运维平台，以引领和推动轨道交通行业网络化、智能化为目标，以新一代信息技术、先进的管理方法、系统工程与系统科学理论为基础，建立车载和地面一体化平台，实现了突破距离、时间、设备限制的互联网化、主动化的城轨列车智能运维服务系统。平台采用Hadoop+Spark+关系型数据库的混搭技术架构，实现列车健康状况的实时展现和分析挖掘。基于大数据技术实现数据的采集、解析、处理、存储和应用。

本项目主要创新成果包括3个方面：①构建基于数据+事件驱动的互联网化、主动化城轨列车智能运维平台，提高运维效率、降低检修服务成本。②创新应用大数据技术，实现高通量列车数据实时接收与处理，通过数据挖掘建模实现部分关键故障的预测报警，为列车运行安全提供保障。③突破车载健康诊断技术，满足列车健康管理系统的轻量化和快速反应要求。

本项目共有8项授权专利，均为发明专利。主要技术经济指标 ：①基于边缘计算的部件级、列车级两级车载实现列车关键部件和整车健康诊断技术健康诊断策略；②支持多服务器的集群结构，可以根据规模的变化灵活调整计算能力节点数量，提供处理性能的横向扩展能力，配合负载均衡设备实现高可用性。使系统具有良好的灵活性、可操作性和可扩展性； ③模型准确率不低于85%，实时消息流接收与处理、数据实时采集、传输、处理时间不高于5秒，分析和查询类应用反应时间不高于10秒。

目前该系统在城轨指挥中心上线应用，已经成为列车运营监控和安全保障不可或缺的平台，为降低公司运营成本提供有力支撑。该系统已在各地铁公司展开试用，如成都、重庆、郑州、天津等，实现了与城轨运营服务部门数据共享，信息推送。城轨服务部门能够对车辆故障分析进行高效组织、快速决策，提高故障处置的效率，保障列车稳定可靠地运行，使用及反馈效果良好。

（供稿人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）

20、【复杂场景下超大规模轨交线网运营安全风险智能协同调控关键技术】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

上海城市轨道交通路网大客流及突发事件应急处置难度大，运营安全风险管控形势严峻，给上海城市轨道交通运营安全管理带来了巨大的困难和挑战，这也是超大规模城市的共性难题。本项目面向大客流和复杂场景，紧扣城轨线网运营安全风险难题，研发智能协同调控关键技术，保障上海城轨线网运营和城市安全。

项目主要创新成果包括4个方面：①首次提出智能短时客流预测、预警及协同调控方法，提升路网大客流应急协同调控和诱导能力。建立超大城市15分钟预测模型且误差小于2%，实现精细化大客流响应及路网行车客运协同调控，运能和运量匹配度达90%以上。建立突发客流全息负荷评估与预警方法，提升城轨运营组织应急调控效率。研发多方疏运需求推估与最佳启动时机决策模型，提升多方协同应急处置的效能。建立实时信息多元推送系统，实现大客流智能诱导；②首次研发并实现智能多模式快速验证及过闸机制，化解车站客运组织大客流安全风险。研发国内种类最全购票及过闸验证设备，解决乘客车站购票、过闸客流积压风险。研发蓝牙双脱机回写技术，解决因通信不畅导致验票困难问题。研发强嘈杂环境下语音购票技术，识别率达93%；建立统一生码规则和系统接口，率先实现城际间 “一码通行”，在1000 余座车站得到应用；③率先研发乘客异常行为检测及预警系统，提升公共安全隐患精准检控能力。研发适用于多场景的异常行为检测和预警系统，实时检测乘客个体和群体性异常行为。研发基于乘客身份的智能安检过滤机制，实现人工安检向自主安检的转变，提升乘客安检通行能力和效率；④率先研制并实现多元协同的城轨异地交易安全机制，保障信息交易安全。研发乘客出行信用等级评定方法和城际间乘客信用风控技术，适应“先乘后付”新模式，解决票款资金风控难题；研发数据分布式存储和异步共识，确保异地交易实时安全。

项目制定地方标准3项，授权国际专利1项、发明专利9项，发表学术论文25篇，对促进区域一体化具有引领支撑作用，得到长三角四省市领导的高度认可，提升了乘客出行新体验。水平检索及课题鉴定认为总体达到国际先进水平。

成果运用于上海城轨线网以及杭州、南京、苏州等20余个城市，实现经济效益16.57亿元。

（供稿人：上海申通地铁集团有限公司）

21、【面向智慧客服的地铁网络客流精细化分析与管控技术及其应用】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

城市轨道交通已成为大多数人通勤出行的首选，其在日常通勤运输中承担了大量客流，尤其早晚高峰期面临着巨大压力，列车过载、站台拥堵等现象已成为常态，乘客挤门、落轨、踩踏等事件屡见不鲜，对运输安全造成巨大威胁。本项目研究面向智慧客服的地铁线网客流精细化分析与管控技术及其应用，旨在充分挖掘地铁线网客流时空分布特点，进而通过客流管控及全息感知技术，提升地铁客运服务水平。本项目主要创新成果包括3个方面：①数据驱动型城市轨道交通客流时空分布挖掘方法。以乘客实际出行信息为数据基础，结合路网拓扑特点及城市轨道交通实际运营结果，充分考虑乘客个体差异性，创新性的提出一种数据驱动的城市轨道交通网络客流时空分布精细化挖掘方法，估计乘客实际出行时空路径，推断乘客出行选择特点及路网客流时空分布；②城市轨道交通车站客流管控协同优化技术。将每个车站均视为潜在的客流控制点，以各车站每个时间点进入站台的客流速率为控制变量，以路网客流聚集风险最小以及乘客等待时间最小为目标，考虑列车容量约束、客流控制约束等，创新性建立了多车站客流协同控制的多目标线性整数规划模型，并设计了快速求解的启发式算法。从系统层面优化路网的客流聚集情况，有效缓解客流的局部拥堵；③基于App的城市轨道交通服务全息感知技术。突破传统地铁媒体发布城市轨道交通运输服务形式，以乘客历史出行信息为数据基础，利用人工智能、大数据及信息化等技术，提出了基于App的城市轨道交通运输服务全息感知方案，实现乘客出行全过程智能引导、运输服务内容及状态实时感知等，全面提升客运服务水平。

项目获知识产权15项，包括发明专利3项，外观设计1项，软件著作权11项。此外，受理发明专利2项。项目发表学术论文7篇，其中SCI检索4篇，EI检索2篇。

项目经济效益显著，近三年来新增销售额5400万元，新增利润1235万元。项目精细化地研究了网络化客流时空分布，针对高峰时段提出客流管控，并基于移动终端研究引流、服务全息感知等智能服务。项目成果整体上提高了地铁运力与需求间匹配度，提升地铁运输服务水平，降低运输生产成本和运输组织中各种风险，社会效益显著。

项目研究成果在南昌地铁得到全面应用，并逐步推广至无锡地、大连等地铁客运组织中。

（供稿人：南昌轨道交通集团有限公司）

22、【杂散电流一体化智能综合分析系统的研究】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

杂散电流会对城市轨道交通系统内外的设备和管线造成一定的危害和影响，尤其会使走行轨、各种金属管线和金属部件等产生腐蚀。因此，对杂散电流进行监测并采取有效的防护措施是地铁建设和运营中不可缺少的部分。本项目就是研发杂散电流监测及防护系统，最大限度的减少了杂散电流的泄漏对设备及主体结构的腐蚀和危害，延长设备及轨道洞体结构的使用寿命。其主要创新成果包括5个方面：①杂散电流防护系统新技术应用研究：对导通柜、排流柜、钢轨电位限位装置进行一体化综合分析钢轨电位与杂散电流的关系，并对导通柜、排流柜、及钢轨电位限制装置作智能化设计，做到科学自动的智能化排流；②杂散电流泄漏状况对排流网腐蚀特性研究：监测、记录、分析全线杂散电流泄漏状况、干扰状态和对排流网腐蚀特性。对排流网腐蚀情况作出预估，并作为排流网寿命测算依据，为新建线路的排流网设计提供设计参考依据；③智能导通柜、智能排流柜、钢轨电位限制装置综合一体化的研究：综合分析智能导通柜、排流柜、钢轨电位限制装置在动作时对全线杂散电流的影响。根据全线杂散电流控制指标，结合不同设备状态及其与杂散电流系统的耦合情况，对多元参数进行分析运算，给出智能导通柜、排流柜、及钢轨电位限制装置一体化最优控制方式。以达到最优化的的杂散电流治理效果；④智能导通柜导通特性研究：分析各种设置导通柜地点实际情况（隧、桥，坡度等），绝缘结电压，结合列车经过绝缘结时运行方式，杂散电流控制目标，及其他关联参数，给出合理的导通策略；⑤杂散电流变化趋势研究：对比全线杂散电流监测数据，分析杂散电流变化趋势，并根据发展趋势预测未来变化走向，及时给出预测、预警等信息，为运行维护新决策提供参考，降低杂散电流危害。

本项目已授权2项实用新型专利。出版论文3篇。该项目在南京地铁宁溧线、南京地铁宁高线进行了应用，完成库前及车辆段出入线智能导通柜推广应用，解决了绝缘节处导通不畅，绝缘节打火烧蚀等现象。在南京地铁2号线车辆段应用了智能导通柜，车辆段下方燃气管道未采用智能导通柜之前极化电位超过500mV，应用之后燃气管道极化电位降至100mV以下。

（供稿人：南京地铁建设有限责任公司）

23、【城市轨道交通高效制冷系统关键技术及应用】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

城市轨道交通车站中央空调能耗占总能耗50%以上（不含列车牵引能耗），且中央空调能耗中约有60%～80%为制冷机房系统，直接关系到轨道交通行业的绿色发展。强调交通建设“绿色发展节约集约、低碳环保”，构建综合、绿色、安全、智能的立体化的现代城市交通系统是国家《交通强国建设纲要》（2019年）和中国城市轨道交通协会《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》（2020年）明确提出的目标。为解决中央空调系统能效低、能耗大、控制不精准、施工工法复杂的行业难题。本项目对制冷机房的关键设备的设计方法、关键技术、产品开发、系统控制进行了深入的研究，建成了轨道交通行业内首个系统年平均综合能效比6.0以上的超高效制冷机房，研制出了行业内首个串联逆流双机头子母配大温差高出水温度的超高效“双一级”冷水机组，研发了以通风空调专业主导并创新融合低压配电、弱电节能控制相结合的一体化主动寻优节能控制技术，并在广州地铁轨道交通十三号线二期、十四号线一期、二十一号线进行了成功应用。

该项目成果达到“国际先进，国内首创”，项目关键技术应用已入选《国家节能中心重点节能技术应用典型案例（2019）》及《广州市节能减排技术与成果推广目录（2020）》。目前已授权知识产权26项，其中发明专利5项，发表核心期刊论文10篇，编写著作2本，发布地方标准3项，发布企业标准4项，在编团体标准1项。

项目研发的超高效制冷机房系统能效水平比行业平均水平提升50%以上，提前十年达到国务院《“十三五”节能减排综合工作方案》及国家发展改革委员会等七部委2019年6月13日下发《绿色高效制冷行动方案》中要求的“到2030年，大型公共建筑制冷能效提升30%，制冷总体能效水平提升25%以上”的指标要求，目前该技术已经在广州地铁在建160多个车站推广应用，也已在深圳地铁、苏州、宁波、福州、徐州、佛山、郑州等国内其他诸多城市地铁推广应用，带动了整个行业的技术进步，对加快轨交行业节能减排以及绿色轨道交通建设具有重要指导意义。

（供稿人：广州地铁集团有限公司）

24、【基于云平台的有轨电车智能控制系统】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

基于云平台的有轨电车智能控制系统（以下简称系统），采用了创新的融合架构，完全替代了传统有轨电车弱电系统自成体系、相互独立的烟囱式架构。在新架构下，列车自动监控、电力调度、广播、乘客信息、集中告警、CCTV等传统弱电系统将只是名义上的存在，实际上不再各自独立。其基础设施层、数据采集、数据处理层、应用层均被融合至新的整体架构中，具体体现包括3个方面：①弱电系统业务功能被拆解与颗粒化为一系列微服务。用户可按需自由组合业务功能，降低了用户进行定制开发或系统升级改造的成本与难度。系统具有开放性，第三方系统厂商产品可以直接插入系统架构，实现即插即用；②计算、存储与网络资源由云平台统一提供，继承了云技术本身所具备的技术优势；③数据平台替代了传统工业实时数据库，可实现按需扩展，以支撑业务上增加的新需求，解决了传统工业实时数据库不能实时补回数据，且不能实时进行大数据分析处理的问题；支持数据挖掘、机器学习等大数据应用，为调度指挥、车路协同、应急处理等高实时性应用场景提供支持。

本项目创新成果包括5个方面：①实现并实施了面向智慧城轨的开放式统一融合架构 。采用微服务技术，建立了统一融合架构，搭建了统一的综合自动化系统平台，为实现智慧城轨提供了支撑；②实现统一标准的数据采集；③实现了控制中心云一体化建设；④实现实时的高性能的全面大数据应用；⑤研发了车路协同系统。通过以控制中心枢纽，智能对多线路多交路列车行驶过程中，对路口进行统一高效调度、执行相应优先，使得车辆与路口达到执行最高效率，通过数据分析及最优算法预判，实现车路协同对交通信号适配最优化。

该系统获得7项发明专利、1项使用新型专利、6项软件著作权；发表论文4篇。

系统从2017年开始研发到2018年12月完成全系统开发测试。2018年6月在国家重点工程实验室搭建全系统设备及运行环境，对系统功能和稳定性进行全方位测试验证。2018年12月，系统获SIL2安全认证。2019年1月，本系统开始在青海德令哈有轨电车项目安装调试。2019年9月，德令哈新能源现代有轨电车示范线线路及场站工程全线通过验收。

（供稿人：北京城建智控科技有限公司）

25、【无锡地铁远程自动接地系统研究】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

无锡地铁1、2号线全线使用接触轨授电方式，无论夜间天窗时间还是应急演练、抢修、故障处理等情况，均需要组织对相应供电分区的接触轨进行停电挂地线后，人员和设备才能安全进入轨行区，按照目前1、2号线集中挂地线的配合方式，全线挂地线完成时间在40分钟以上，极大的浪费天窗时间及抢修效率。通过研究，采取远程接地系统相比于人工挂地线方式，全线挂地线时间可降至10分钟以内，一方面提高天窗时间利用率，保障设备检修质量，另一方面可节约变电所值守人工，降低成本。目前远程接地系统已在城市轨道交通线路中得到广泛应用。

市场上使用较多的远程接地系统现场设备为带视频功能的可视化接地装置，人员在操作隔离开关实现接地目的时，需要人工观察视频，确认接地刀位置，但缺点显而易见，需要人工参与确认。本项目开发出不依赖人工观看视频，完全依靠设备自主判断给出接地开关位置的远程接地系统，并且通过试挂，验证设备的可靠性。其创新成果包括2个方面：①机器视觉分析技术：在传统可视化接地装置基础上采用计算机视觉分析技术，实现接地刀闸分合闸状态的视觉分析确认，从而进一步提高可视化接地装置信号判定的可靠性，同时降低对人工通过视频判定接地刀闸状态的依赖，减少操作人员的工作，提高轨道交通生产安全性。②多组状态检测机构的接地装置：在传统可视化接地装置配备一组状态检测机构的基础上，增设一组状态检测机构用于提供刀闸状态监测，可进一步提高可视化接地装置信号判定的可靠性。

本项目获得实用新型专利2项，荣获“2019 年度无锡市安全生产先进工艺、技术和装备推广应用示范项目”称号。

该项目有效解决了目前人工挂拆地线作业时间长、效率低，受天气影响大等问题，提高了天窗时间轨行区使用效率和运营服务水平。无锡地铁目前已在3号线已采用基于视频识别的远程自动接地系统方案实施，目前3号线自动接地系统与SCADA、综合监控集成兼容性良好，整体达到项目预期目标。后续根据实际情况，计划在1、2号线既有线路推广改造远程自动接地系统。此系统在国内轨道交通行业具有较高的推广价值。

（供稿人：无锡地铁集团有限公司运营分公司）

26、【青岛地铁双护盾TBM隧道建造关键技术】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

青岛地铁2号线以岩质地层为主、基岩起伏大、局部断层破碎带分布数量多、埋深浅、线间距及转弯半径小、周边既有建（构）筑物分布密集等特点，属典型的复杂环境岩质地层浅埋地铁隧道工程。鉴于传统的矿山法施工风险高、敞开式和单护盾TBM施工地质适应性单一等问题，经科学比选分析，青岛地铁2号线创造性地选用双护盾式TBM进行施工。

作为世界上首次采用双护盾TBM建造的地铁隧道工程，无成熟经验可循；课题组采用现场试验、室内试验、理论分析、数值模拟等多种研究方法，取得创新成果包括3个方面：①首次在地铁隧道中成功采用双护盾TBM施工方法，开创了地铁隧道TBM施工新模式，创建了“地质-地铁特点-复杂周边环境”三因素地铁隧道TBM选型方法；②建立了地铁双护盾TBM隧道全系掘进模式下的结构体系，研发并构建了针对双护盾TBM“撑靴+锚喷”、“撑靴+管片”、单护盾三种掘进模式下隧道结构型式，并明确了各结构体系与地质和TBM掘进模式间的适应性关系，提出了复合地层浅埋TBM隧道管片围岩荷载计算方法、“围岩-碎石回填层-管片”计算模型、“围岩-碎石回填层”等效弹性抗力系数计算方法，建立了TBM隧道预制管片结构体系设计理论与方法；③提出了地铁双护盾TBM隧道安全高效施工技术，构建了豆砾石回填注浆和双液浆止浆环施做技术、特殊地质及软弱破碎围岩带加固技术；建立了先站后隧防交叉干扰及双护盾TBM整机空推曲线高效过站方法，形成了城轨双护盾TBM始发、接收、过站、转场等施工全过程土建一体化关键技术解决方案。

研究课题共获发明专利4项，实用新型专利10项，省级工法1项，企业标准5部，相关论文23篇。研究成果已成功应用于青岛地铁2号线，推广至青岛地铁1、4、6、8号线以及深圳地铁6号线、10号线等工程，累计节省工程造价约4000万元，效益显著。

青岛地铁双护盾TBM隧道建造技术开创了地铁隧道施工新模式，研究技术成果总体达到国际先进水平，其中双护盾TBM力学参数和结构设计技术达到国际领先水平。

（供稿人：青岛地铁集团有限公司）

27、【基于BIM的轨道交通机电系统工程项目集成管理平台】

项目获2020年度中国城市轨道交通协会科技进步奖二等奖。

广州地铁已开通运营里程515公里，现阶段同时在建线路12条，在建里程达到308公里。在如此艰巨的建设任务下，建设业主在协同作业、数字化表达、数据传输、运营维护等方面都面临着不小的挑战：①建设过程协作困难，缺乏多参建方的协同平台，形成信息孤岛沟通不畅；②缺乏有效直观的表现手段，容易对项目方案策划及工程进度等信息产生误解及信息错位；③造价复杂：工程造价管理复杂性主要体现在数据海量，计算十分繁琐；④运维工作量大，技术要求高，信息量巨大，缺少智能化工具手段辅助管理。为解决上述难题，本项目引入BIM理念及相关技术，为施工精细化管理提供统一数据源，解决信息存储、管理和共享的问题。该项目主要创新成果如下：①创新基于BIM的轨道交通工程管理模式与标准研究：包括基于BIM的管理模式、信用数据库、工作流程、编制应用标准指引，实现施工过程信息的数字化存储及竣工模型的数字化移交；②轨道交通工程信息模型及建模技术研究：通过BIM三维模型与WBS的关联，实现以4D模型为主的三维可视化工程管理，结合虚拟施工，使工程管理更加形象、易于沟通；③基于BIM的轨道交通智能化与精细化管控技术：创新提出以派工单为主线的BIM落地应用模式，连接虚拟与显示，实现人机料法环的闭环精细化管理；④完成基于BIM的项目管理平台研发：结合网络、系统、硬件物理架构、4D分析与物联网技术融合，创新各集成管理功能的研究与落地；⑤建立工程造价协同管理体系，实现预算、变更管理、成本控制、生产计划等等方面的精细化管理，实现内数据积累。

本项目形成广东省规范/标准2项、出版著作1本、发表论文18篇，软件著作权6项，已受理中专利8项；2017年3月21日，经广州市建委科技处验收通过，整体达到国内领先水平；2020年7月24日，受住房和城乡建设部标准定额司委托，中国建筑科学研究院有限公司组织专家评审验收，成果整体达到国际先进水平。目前，本成果已在个3城市、50余个工程上推广应用。

（供稿人：广州地铁集团有限公司）