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二等奖篇丨2025年度城市轨道交通科技进步奖获奖项目展示
2026-06-259

中国城市轨道交通协会




协会“4+N”系列成果

城市轨道交通科技进步奖是面向全国城轨交通行业设立的、广受行业认可的科技奖项,每年度评审一次。获奖项目代表了年度行业技术创新水平,具备较强的技术示范与行业推广价值。


为推动先进成果落地转化、赋能城轨交通高质量发展,本栏目特策划三期系列专题推送,展示2025年度城市轨道交通科技进步奖特等奖、一等奖、二等奖优秀项目。


本期专题推介二等奖项目,分享其技术成果,供行业学习借鉴。




1.直线电机车辆系统振动控制关键技术及应用




主要完成单位:广州地铁集团有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、西南交通大学、广州运达智能科技有限公司、成都盛锴科技有限公司


主要完成人:苏振宇、马利军、温泽峰、胡怡东、陈希隽、池茂儒、张雄飞、陈健、席雷、邓军


项目突破了直线电机车辆“异常振动机理不明、传统抑振措施效果不佳、长期高品质运行保持难”三大难题,形成了系统性的直线电机车辆振动控制关键技术,保障了直线电机车辆的安全和高品质运行。





项目创新成果如下:


构建了直线电机车辆轮轨异常磨耗和车辆异常振动控制理论。创建了考虑刚柔耦合动力学的车辆车轮多边形磨耗分析模型,揭示了直线电机列车轮对一阶弯曲模态诱发车轮多边形磨耗机制;构建了适用于地铁减振轨道的钢轨波磨预测模型,阐明了减振轨道钢轨弯曲模态诱发短波长波磨的关键机理;建立了直线电机车辆—感应板—轨道耦合系统动力学模型,揭示了转向架蛇行运动、周期性轨道几何不平顺激扰及车体上心滚摆模态三者耦合作用导致车辆晃动的机制。


创新了直线电机车辆系统异常振动抑制技术。研发了基于车辆结构、悬挂方式和车轮材质等措施的转向架“消—减—隔”综合抑振技术,有效遏制了车轮多边形快速发展及其恶劣影响;提出了轨道扣件参数、钢轨材料、轮轨摩擦等综合调控技术,有效控制了钢轨波磨导致的车辆振动;设计了新型车轮廓形及与之匹配的钢轨打磨廓形,优化了车辆悬挂参数,消除了车辆横向晃动现象。


研发了列车“轮轨关系—直线电机”实时监测技术。创建了列车轨旁及车载联合监测方法,实现了车轮多边形和钢轨波磨的有效监测;创新了基于轨旁设备及镟床的车轮廓形测量技术,实现了轮轨匹配等效锥度的有效管控;制定了保障车辆低振动状态的轮轨运维规范,实现了车辆振动的视情预防。


项目获得授权发明专利11项,实用新型专利7项,软件著作权2项,出版专著1部,发表论文91篇(SCI/EI收录22/42篇),主编国家标准1项,企业标准3项。科技成果鉴定意见为“项目总体技术达到国际先进水平”。成果应用于广州地铁等多条城市地铁,广州地铁直线电机线路车轮不圆发展速率降低78%,钢轨波磨发展速率下降50%,车辆平稳性指标从严重不合格改善为优级,近三年社会经济效益显著。



2.地铁车辆走行部轴承自主研发及全生命周期健康评估研究应用




主要完成单位:深圳市地铁集团有限公司、上海联合滚动轴承有限公司、同济大学


主要完成人:葛铁军、耿星洁、温志强、周峻峰、张驰、赵永和、辜王娟、葛世东、樊麟华、陆正刚


该项目立足城市轨道交通实际运营场景,聚焦走行部轴承进口依赖度高、运维标准保守、核心数据缺失、运维成本高昂等行业痛点,深度融合运营实践与科创研发,完成全链条技术创新与落地应用,为城轨装备自主化、运维智能化发展提供了坚实的技术支撑。


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项目创新成果如下:


全覆盖工况攻关,系统性破解轴承自主化难题。项目聚焦地铁车辆轴箱、齿轮箱、牵引电机三大核心走行部轴承,针对城轨高频启停、复杂载荷、长期连续运营的特殊工况,开展全方位适配性技术研究。依托地铁一线运营运维经验,精准匹配现场使用需求,系统解决了多品类走行部轴承国产化适配、性能匹配、安全运行等系列难题,填补了城轨全品类走行部轴承自主化应用空白。


赋能选型自主,大幅降低轨道运营成本。项目成功实现地铁走行部轴承国产化落地应用,打破了进口轴承的市场垄断格局,丰富了轨道交通核心部件选型路径,有效提升地铁运营单位关键部件选用自主权。经实践验证,产化轴承综合成本较进口产品下降约40%,在保障车辆安全稳定运行的前提下,显著压缩运维开支,为地铁长期可持续、低成本高质量运营提供有力支撑。


沉淀成套经验,构建可复制自主替代体系。依托研发、试制、试验、装车试运行全流程工程实践,项目探索形成一套适配地铁场景的关键部件自主化替代技术方法与落地流程。该体系贴合地铁运营安全标准、维保规范与现场工况,通用性、可复制性强。


创新数字运维,搭建全生命周期智能管控体系。立足地铁运维提质增效需求,项目搭建智能化轴承线上运行监控系统,依托海量现场运行数据,建立轨道交通领域轴承全寿命周期可靠性模型与专属数据库。通过数字化数据分析手段,创新形成轴承残余寿命评估、专项试验方法,优化传统保守的运维管理制度与作业流程,构建起科学、精准、智能的新型运维管理模式。


践行行业担当,引领行业科创先行示范。项目积极响应国家轨道交通装备自主化发展号召,立足行业先行示范区定位,主动攻坚核心部件“卡脖子”技术,以运营端场景优势、技术优势助力核心技术自主可控。


项目累计获授权专利7项、发表学术论文7篇,该项目成果实用性、推广性强。

3.杭州机场轨道快线(19号线)关键技术研究与工程实践




主要完成单位:杭州市地铁集团有限责任公司、北京城建设计发展集团股份有限公司、浙江国祥股份有限公司、中车南京浦镇车辆有限公司


主要完成人:崔彦凯、徐成永、赵毅、张戈、孙云祥、贺旭、孙宇、夏青、苗茂、朱慧


本项目是浙江省首条120km/h穿城快线,涵盖“中轴穿城快线”综合选线、枢纽联接、列车研发、超深基坑工法、超深隧道管片选型、高风险盾构穿越、钢桥减振、绿智节能等技术研究与实践。





项目创新成果如下:


创建了空铁联运模式贯穿多地铁站、高速运行下乘客舒适度、多功能垂直叠合、立体换乘地铁与国铁的“120km/h中轴穿城快线”关键技术,打造了兼顾跨区快速通勤和枢纽高效联运的新一代穿城快线。


本线跨钱塘江段约10km与快速路高架共构合建,打造了浙江省首座公铁合建主跨达240m的跨钱塘江特大钢构桥。国内首次应用“减振垫浮置板道床+3.0m高声屏障方案”攻克了公轨大跨钢桥噪声难题。


创新应用“软土地层快线盾构管片设计新标准”“超深基坑明暗挖组合工法”“超大卸荷比基坑新工法”等技术。


创新盾构穿越微变形控制技术,攻克了大规模穿越高风险建构筑群难题。


国内首次大规模应用预制装配化轨道建造技术,首次全面应用模块蒸发冷凝冷水机组等绿色化智慧化新技术,实现了降本增效和可持续发展。


项目出版专著2部、编制企业标准5项,获发明专利28项、实用新型专利12项、发表论文8篇。多项成果已应用于如杭州地铁18号线(快线)、杭德城际铁路以及其他城市轨道快线中,社会经济效益显著。


4.运营城市轨道交通地下结构隐患判识与健康保障关键技术及应用




主要完成单位:北京市地铁运营有限公司、北京市市政工程研究院、北京交通大学、北京市政路桥股份有限公司、北京市市政工程设计研究总院有限公司


主要完成人:岳勋、刘克伟、岳磊、李宇杰、牛晓凯、李强、李名淦、段星亮、李巍、曹楠


项目围绕城市轨道交通地下结构在长期运营中受周边工程活动、水土环境及周期列车振动等因素影响,普遍出现渗水、开裂、变形等结构安全隐患,以及存在“探测不准、处置不当”等问题,系统开展运营城轨地下结构隐患判识与健康保障关键技术研究。





项目创新成果如下:


构建了“探测-评价-预警”一体化隐患判识体系。研发新型瞬变电磁结构雷达与圆形冲击回波系统,突破传统方法在探测深度、精度与效率方面的局限;揭示了地下结构隐患产生及发展规律,建立基于改进CRITIC法与状态变权向量的动态权重算法,形成城轨地下结构安全评价云模型,实现隐患从定性到定量的智能诊断;开发融合真彩点云重建与三维可视化功能的智慧维养平台,形成隐患闭环管控能力。


研发了适配运营环境的系列高性能治理材料。研制了早强速凝、动水不分散、高渗透的水泥基新型注浆材料,解决了以往列车振动使注浆体开裂形成新的渗水通道久治不愈的难题;研发了潮湿基面粘接强度高的改性环氧结构胶,实现裂缝的潮湿封堵,摒弃了传统裂缝治理时的烘干处理;研制高强耐久、补偿收缩的致密地层加固材料,提升结构赋存土层的稳定性与承载能力。


创新了高效精准的病害治理工艺与装备。研发微创旋转注浆技术,实现减少二次创伤的裂缝内靶向填充;开发双液异步注浆技术,形成匹配材料与工艺的防渗体系;构建了多梯度分级地层加固技术,研制了轻量型智慧化注浆装备,形成了曲线形纤维复材壳约束混凝土加固技术,显著提升治理精准性与综合效能,实现了不停运条件下地下结构的止沉补强。


项目获授权专利25项、软件著作权6项,编制标准10项,发表论文29篇。经鉴定成果整体达到国际领先水平。目前已在北京、深圳、南京等近20个城市推广应用,经济效益显著。


5.城市地铁超大型站隧工程协同建造成套关键技术




主要完成单位:中铁四局集团有限公司、中铁四局交通工程(浙江)有限公司、合肥工业大学、中铁(广州)投资发展有限公司、中铁十局集团第三建设有限公司


主要完成人:王圣涛、邓能伟、金平、汪亦显、周维、徐万春、郭盼盼、董邦所、陈涛、郭桂喜

本项目聚焦超大型地铁站隧协同建造重大技术瓶颈,系统开展理论创新、方法突破、装备研发与平台构建,建立了超大型站隧协同建造完整理论与技术体系。





项目创新成果如下:


建立了超深基坑群动态耦合协同响应理论与盾构穿越稳定性量化模型,揭示了基坑间距与开挖顺序敏感性规律,阐明了既有结构在盾构磨墙过程变形响应机理,形成了超大型站隧协同建造基础理论框架。


提出了超大型地铁站隧建造多维度动态响应分析与施工运筹优化方法,研发了BIM驱动的四机协同施工组织优化算法,构建了盾构平移轨迹模拟系统,实现狭小空间多机协同作业数字化推演与运筹决策。


研制了超大地铁站隧系列智能施工装备与变形主动控制技术体系,创新了软土超深基坑群顺逆结合异步开挖工法,形成了MJS多维度加固、土仓压力精准调控等技术集群,突破了盾构连续穿越多道地连墙技术瓶颈。


研发了地铁站隧施工响应及管控全链条协同预警与云控平台,实现了超深基坑群施工全过程实时智能预测预警;开发了基于多源数据融合驱动的地铁隧道智慧施工协同管控云平台,实现了企业级盾构设备、施工与成本数字化协同智能管控。


项目获授权发明专利30项,主编国家标准2项,获省部级工法15项;发表高水平学术论文60余篇;培养研究生18名。评审专家评价认为:站隧建造多维度动态响应分析与狭小空间多台盾构机同站协同始发关键技术达到国际领先水平。整体技术已成功应用于杭州、合肥、深圳等重大地铁工程建设中,取得了显著经济、社会及环境效益。


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杭州地铁6号线西浦路站


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昆明地铁4号线火车北站

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深圳地铁10号线福民站


6.城市轨道交通多维监测与网络效益提升关键技术及应用




主要完成单位:北京城建交通设计研究院有限公司、北京市基础设施投资有限公司、北京交通大学、北京市地铁运营有限公司、北京城建设计发展集团股份有限公司


主要完成人:张亚男、刘衍峰、刘峰、席洋、王江锋、檀鹏晶、申炜铭、杨嘉钰、李鑫鹏、豆飞


项目充分融合利用多源时空数据,系统诊断既有城市轨道交通网络存在的瓶颈与短板,以问题导向和目标导向相结合,科学构建城市轨道交通规划项目库,合理制定项目实施时序,量化评估规划预期实施效果并反馈优化,最终形成了一套完备、高效、精准、可复制推广的城市轨道交通多维监测与网络效益提升的技术方法体系,为城市轨道交通评估与规划工作提供科学、客观、全面的大数据决策支持和理论实践支撑。





项目创新成果如下:


提出基于多源时空数据融合的城市轨道交通多维度监测技术,揭示大数据内在机制,创建多维监测系统,实现了以建筑体为最小空间单元的城市与交通特征、轨道交通沿线特征、多维度时空数据的高效提取、校核和交互融合。


提出城市轨道交通实施效果诊断评估与项目库构建技术,以多源时空数据分析为基础,原创多维诊断技术,研发自动诊断平台,形成一整套针对城市轨道交通实施效果评估、规划项目库制定的完整理论和实践体系。


提出城市轨道交通优化方案仿真预测与效益量化评估技术,依托自主研发的基于WebGIS城市轨道交通客流预测和规划方案自动生成平台,推动了轨道交通行业自主化软件的研发和技术创新。


项目获授权发明专利10项,形成标准规范7项,取得软件著作权6项,发表高水平论文25篇,出版专著5部。项目研究成果近年来经济社会效益显著,经第三方评价,本研究成果水平总体上达到了国际先进水平,其中,基于多源时空数据融合的城市轨道交通多维度监测技术和基于城市轨道交通优化方案仿真预测与效益量化评估技术达到国际领先水平。


7.城市轨道交通既有信号系统双制式无扰分段改造关键技术研究及应用




主要完成单位:重庆轨道交通运营有限公司、浙江众合科技股份有限公司、北京城建设计发展集团股份有限公司


主要完成人:乐梅、张军、薛胜超、文成祥、代守双、杨延杰、荆剑伟、龚平、叶洪、包凌宏


项目依托重庆轨道交通2号线较新段信号系统更新改造工程,完成了既有信号系统双制式无扰分段改造关键技术的研究及应用,形成了具有自主知识产权的不同厂家、不同制式信号系统互联互通贯通运营和无感改造的技术方法,研制的CBTC与ATP/TD双制式一体化融合车载控制装备成功投入载客运营。





项目创新成果如下:

创建了物理层硬件共享、双制式软件动态适配、软硬件异构双断安全技术的车载控制平台,以及基于HAZOP多维差异分析与宽深度安全建模方法的SIL4级安全评估模型,实现了CBTC与ATP/TD双制式技术的融合控制。


首次研发了兼容不同厂家、不同信号技术制式的一体化融合车载控制装备,应用模式指令、转换区与列车状态的多重组合判断模型、控制参数预加载和动态速度预计算方法,实现了一套车载两种制式无感贯通运营的信号系统创新应用。


首创融合模糊控制与自学习补偿算法的列车速度调整和精确停车控制技术、无定位列车冒进红灯防护技术、基于速度传感器的列车打滑判定技术,提高了列车的运行效率和安全水平。


项目获授权发明专利10项,实用新型1项,软著6项,发表论文3篇。研究成果解决了既有线信号系统分段更新改造、跨制式互联互通贯通运营的难题,实现了列车在来自不同厂家、不同制式信号系统共线线路的贯通运营,较传统双制式、双套车载信号系统的方案,降低了工程投资和后期运营维护成本,降低了改造期间运营管理和保障的难度和风险。项目成果已在重庆轨道交通2号线应用,运营稳定可靠。采用的CBTC系统平台已应用于重庆地铁4号线,与重庆地铁5号线、10号线和环线实现了互联互通运营。项目研究成果已推广至西安、成都、杭州、沈阳、郑州地铁的信号系统更新改造项目中,取得了良好的经济和社会效益。


8.装配式地下结构“力-智-碳”协同增效机制与调控方法




主要完成单位:深圳大学、中建海龙科技有限公司、济南轨道交通集团有限公司、北京城建设计发展集团股份有限公司、深圳中建院建筑科技有限公司


主要完成人:邱桐、陈湘生、路林海、饶伟、何秋凤、陈坤阳、赵宝军、隋莉莉、孙捷城、武朝军

本项目面向装配式地下结构在受力机制、安全管控与综合效益方面的理论空白,以“装配式地下结构‘力-智-碳’协同增效机制与调控方法”为主线,依托多项国家级、省部级科研项目及重大工程,开展了历时十余年、涵盖“理论—试验—研发—应用—验证”全链条的闭环研究。


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主要创新成果如下:


“力”维度:自主研发拼装构件试验装置,首次揭示拼装与现浇截面的传力本质差异;据此构建节点主控设计方法,实现多级传力路径及典型失效模式的高精度预测。


“智”维度:集成多源异构大数据,研发拼接界面级精度的传力监测装备和预警模型,攻克传力实测与力系转换稳定控制难题,提升预测结果与实际受力的吻合精度。


“碳”维度:提出碳效率理论,构建低碳新体系与力-碳平衡调控方法,实现结构性能与当地资源的协同优化。


项目成果发表SCI等高水平论文30余篇,出版专著5部,授权发明专利26项,主参编标准3项,获得国内外知名学者的高度评价与引用。经评审专家组评价,项目技术达到国际领先水平,应用前景广阔。成果解决了现代装配式地下工程体系构成及安全控制的核心难题,突破了新技术受旧模式的制约,保障了人员与社会安全,提升了可持续效益。成果已应用于深圳三大交通枢纽、多地装配式地铁车站及隧道等工程。

9.苏州市轨道交通11号线与3号线贯通运营改造项目




主要完成单位:苏州市轨道交通集团有限公司、卡斯柯信号有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、河北远东通信系统工程有限公司、上海宝信软件股份有限公司


主要完成人:金铭、陆文学、钱曙杰、蔡荣、毛自立、梁君、凌松涛、何小兵、李新、黄磊


项目以“安全为本、高效无扰改造、集约协同”为核心原则,围绕车辆、信号、综合监控、通信、站台门等系统开展协同改造技术研究,苏州地铁11号线与3号线贯通运营改造项目的实施大幅提升了上海、昆山与苏州中心城区之间的跨区域出行效率,改善了乘客出行舒适度。苏州地铁3号线成为全国首条由GoA2级升级至GoA4级的轨道交通线路。





项目创新成果如下:


首创国际先进的“能量监控+牵引抑制”双重防护技术,突破行业既有技术壁垒,在国内首次实现最短6米超近距存车方案,节约改造经费。


率先引入并行冗余协议(PRP)技术,成功攻克多制式车地通信兼容难题,实现LTE与WLAN系统的无缝切换与可靠协同,有效规避3号线车地无线系统重复改造。


创新研发ATS跨线接口机技术,突破双控制中心间控制权无缝移交与信息实时同步的技术瓶颈,实现跨线运行计划统一编制与调度协同作业,属国内首例应用于实际运营的同类解决方案。


专用无线集群调度系统跨线路贯通运营关键技术创新,制定标准化二次开发协议,统一接口协议、业务逻辑及集群编号方案,打通不同线路集群关键设备数据交换通道,满足线路贯通运营场景需求。


系统开展贯通运营场景研究,全面覆盖正常(32项)、故障(63项)、应急(27项)等122项典型场景,形成国内首套贯通运营系统功能设计与分阶段场景部署文件,为跨线运营提供全面技术保障与实践依据。

探索研究国内首批全自动改造及贯通运营的功能验收与安全评估标准。


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项目成果发表科技论文7篇,取得发明专利3项、软件著作权3项,编制标准指南6项。部分核心科技成果已在苏州地铁4/7号线互联互通改造、上海地铁3/4/13号线信号改造等项目中成功应用。

10.基于Transformer的城市轨道交通工程建设安全隐患智能识别模型研究与应用





主要完成单位:北京安捷工程咨询有限公司、北京市轨道交通建设管理有限公司、沈阳地铁集团有限公司、厦门轨道建设发展集团有限公司、重庆交通建设管理有限公司


主要完成人:王臣、王梓晗、廉瑞军、唐明明、付远颂、李东明、崔硕、张瑜、黄勇、于岐


项目聚焦城市轨道交通工程建设安全隐患排查治理工作,运用人工智能等先进手段,构建了可同时识别105种隐患的智能模型,并研发了智能识别系统,实现全覆盖、全天候的隐患排查,提高安全隐患识别效率,推动城市轨道交通安全管控智能化发展。





项目创新成果如下:


提出了基于结构相似性指数动态阈值控制的视频抽帧技术,形成了融合多模态大语言模型语义生成与深度网络视觉适配的协同增广方法,构建了城市轨道交通工程建设安全隐患的图像数据集。


首次构建基于Swin-Transformer的城市轨道交通工程建设隐患智能识别模型。依托小样本标注微调策略,单一模型可识别105类安全隐患,识别准确率显著提高。


构建建设工程安全隐患智能识别及预警平台,建立了人工智能自动排查与人工值守联动的监控模式,提升了安全隐患排查的智能化水平。


项目获授权发明专利7项、实用新型专利2项、软件著作权8项,编制标准规范6项,出版专著2部,发表论文7篇。城市轨道交通隐患智能识别平台已在北京、沈阳、青岛、重庆等多个城市落地应用,推动了安全隐患由人工排查到自动化、智能化识别的转变,增强了安全预警能力,大幅减少了工程事故发生,提升了城市轨道交通建设安全防控水平,社会、经济效益显著。

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基于Transformer的隐患识别模型训练过程

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智能隐患识别平台

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模型部署与平台应用


11.磁浮交通多系统协同实时仿真平台关键技术研究与应用




主要完成单位:中车长春轨道客车股份有限公司、中铁磁浮交通投资建设有限公司


主要完成人:于青松、李凯、周飞、谭富星、邵晴、李小庆、张朋、金陵生、赵峻、杨顺


磁浮交通具有车辆、牵引、运控、线路及轨道系统强非线性耦合的特点,响应速度快、安全冗余要求极高,多系统集成设计、验证难度大,部件级仿真试验验证已无法满足全系统设计要求,项目基于此开展了磁浮交通多系统协同实时仿真平台关键技术研究与应用。





项目创新成果如下:


自主开发国内外首个多制式多系统磁浮交通实时仿真平台,兼容中低速磁浮、常导电磁悬浮、超导电动悬浮及小型磁浮制式,实现毫秒级多系统全链路协同仿真。构建了“车辆、牵引、运控、线路、轨道”五要素一体的多制式磁浮铁路异构模型交互的分布式仿真架构,攻克解析模型、三维仿真模型、降阶模型和实物模型的协同仿真技术,完成了不同制式磁浮铁路系统4大类32项仿真试验(仿真与实测特征点偏差小于10%)。

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多制式多系统磁浮交通实时仿真平台


提出了磁浮交通多系统协同数字孪生、线路车辆双向优化、载客量规划等多维度多对象状态评价及优化方法,为磁浮交通设计-仿真-优化提供关键技术支撑。根据平台分析结果优化清远实际线路建设,提升车辆动力学响应舒适度。通过仿真平台迭代优化,清远磁浮列车牵引系统提能48%,悬浮能力提升6吨,助力实车创造132.9km/h的最高试验记录。

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多维度多对象状态评价及优化方法

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支撑清远磁浮列车提能提速


发明了磁浮列车电磁-力-位移-线路全耦合实时全速域仿真方法,构建动力学从“恒速单点”到“动态全域”的研究范式,成功突破仿真精度与TB级数据运算量的关键矛盾,计算精度达到99%以上,计算效率提升100倍以上。


依托项目成果,获授权发明专利10项,发表论文10篇。经评审专家组评价,该项目科技成果达到国际领先水平。项目成果大幅提升设计效率,可提供线路级测试环境,经济效益显著。将磁浮研发的“物理试验”与“数字仿真”结合,降低研发风险与成本。


12.城市轨道交通全生命周期数字化建设关键技术及应用




主要完成单位:北京市轨道交通建设管理有限公司、北京市轨道交通设计研究院有限公司、北京城建轨道交通建设工程有限公司


主要完成人:刘天正、金淮、罗富荣、徐凌、张志伟、王秋生、张波、王宁、桑学文、周明科


项目联合科研、规划、设计、施工、运营、设备系统、系统集成、安全管理等30余家单位,自2016年起累计承担了城市轨道交通领域11项省部级数字化科研课题研究,经科技攻关和工程实践,形成了城市轨道交通全生命周期数字化建设关键技术。





项目创新成果如下:


创建了数字城市轨道交通数据架构和数据标准技术体系,实现了多层级、多主体、多阶段、多业务场景之间的数据互联互通和集成应用,为实现数据驱动的数字轨道交通建设和数据资源资产化奠定了理论基础。


提出具有轨道交通特征的多维数据管理、多场景覆盖技术架构,研发基于BIM+GIS的全生命周期数据采集、集成、治理、共享服务及通用能力的集成平台,为轨道交通数字化建设奠定了技术基础。


提出了以全生命周期数据集成赋能轨道交通管理升级的方案,实现了覆盖规划、建设、运维的城市轨道交通全生命周期的数字化应用,提升了建设安全管控能力、建设运维管理效率。


项目获授权发明专利15项,软件著作权24项,编制国家技术指南1部,地方标准3项,出版专著2部,发表学术论文22篇。成果成功应用于北京、天津、呼和浩特、兰州、重庆、西安等轨道交通线路,并在全国轨道交通领域广泛推广,有效解决了规划、建造、交付、运维的数字化技术难题,取得了显著的经济、社会和环境效益。


13.轨道交通供电智能运维平台




主要完成单位:合肥市轨道交通集团有限公司、合肥科大智能机器人技术有限公司


主要完成人:郑斌、李林、刘明亮、孙志、高剑锋、王伟梁、谢韦伟、李建、柏业坤、刁节武


项目针对轨道交通供电系统安全运营和高效管理的实际需求,基于城轨云与大数据平台,研究形成实时监测供电设备状态、查看信息与远程控制,提供运行监测、数据分析、健康管理、作业辅助、个性化培训、应急指挥等业务系统平台,实现无人巡检与智能运维,保障各类设施设备的运行安全。





项目创新成果如下:


提出了应用于合肥轨道交通8号线全自动驾驶线路的供电智能运维体系,实现设备多维度故障归因分析、精准维修建议生成、潜在故障提前预测。


构建了多模态多任务的认知视觉模型,攻克了机器人轻量化、高机动机构创成等关键行业技术难题,实现轨道交通供电场景下的智能化、无人化巡检。


面向巡检与运维数据增值的应用需求,建立了基于数据-设备-环境协同优化的设备综合评价体系,解决了设备运维数据价值密度低、变化耦合因素多、表征非线性等关键行业技术难题,实现数字化闭环。


构建了以认知视觉模型为基础的作业流程辅助单兵作战系统,实时判定人员标准化流程作业开展情况,实时提醒和纠正错误,解决作业人员违章作业的自动化控制难题。


构建了以作业全流程数据流(包含作业过程数据)结合作业人员能力静态特征数据为基础的个性化培训系统,实现了文字版材料快速智能化生成题库,解决了针对不同能力人员培训任务不同的输出难题。


项目获授权发明专利9项,软件著作权3项,参与2项团体标准的制定,获得安徽省首版次软件认定。项目已在合肥、南昌、青岛、郑州、南京等轨道交通线路落地并全面推广应用。项目以智能巡检替代人工巡检,实现运维数据的互联互通,推动轨道交通行业的数字化转型、智能化发展,助力供电设备日常巡视、保养检修、运检分析、故障分析和应急处置等各项工作得以高质量、高效率完成,确保城市轨道交通的安全运营。


14.城市轨道交通物业开发场段组合减振关键技术及应用




主要完成单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司、西咸新区轨道交通投资建设有限公司、西南交通大学、北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所、中铁宝桥集团有限公司


主要完成人:贺天龙、张岷、张厚贵、康彦波、韦凯、张明、李文慧、吴琼、杨恒艳、刘必灯


项目针对场段物业开发业态的多样化发展,通过产、学、研、用深度融合,形成了城市轨道交通物业开发场段组合减振成套技术成果,解决了高减振需求与现有减振措施减振效果有限、适应性差、造价高之间的矛盾,填补了场段低速运营条件下有砟轨道高等级轨道组合减振技术空白。





项目创新成果如下:


探明了小半径曲线低速运营条件下碎石道床振动噪声的激励机理,揭示了碎石离散体有砟道床的轮轨力的分散传递机制,构建了有砟轨道散粒体多层组合减振理论体系。


创建了多层结构刚度匹配设计方法,发明了场段有砟轨道组合减振结构,建立了轨道减振效果评估方法,形成了组合减振轨道结构成套技术体系。


首次提出了场段有砟道岔刚度均匀化设计方法,研发了城轨小号码道岔高等级减振成套产品,提高并长期保持了轨道动态平顺性,实现了振动噪声分区域、分频段协同控制。


项目获授权发明专利5项,发表高水平SCI、EI等核心论文10篇,参与编制了中国交通运输协会行业标准1项。项目成果应用于西安、广州、厦门、成都等城市的20多条轨道交通线路,有效降低了城市轨道交通对盖上小学、幼儿园、办公区、居民区等重要敏感点的振动噪声影响,显著提升了轨道交通减振降噪技术水平与运营品质,经济社会效益显著。项目经评审专家组鉴定,成果达到国际领先水平,可为城市轨道交通工程物业开发场段建设提供技术支撑,具有较强的创新性和实用性。


15.地铁硬岩开挖与掘进智能化控制关键技术研究及应用




主要完成单位:中国建设基础设施有限公司、山东大学、中建青岛投资建设有限公司


主要完成人:闫赫赫、张波、肖禹航、李彪、宋浩天、王瑞睿、纪宏奎、张万志、王银坤、郭谦

项目针对TBM掘进效率低、成本高,爆破超欠挖严重,施工风险高等问题,开展了硬岩地层地铁工程智能建造应用研究,实现了地铁隧道及车站的快速安全施工。





项目创新成果如下:


针对硬质围岩复杂地层条件下采用机械掘进的系列问题,率先提出了基于多元约束与目标优化的TBM控制参数决策方法,挖掘基于室内大模型试验与离散元数值模拟的TBM刀具破岩物理规律,提出了基于物理规律与数据挖掘的双驱动岩-机映射构建方法,建立了多子系统控制参数安全映射和TBM整机控制参数可行域,实现了城市地铁区间隧道TBM掘进参数智能优化。


针对钻爆隧道爆破轮廓精准成型控制难的问题,明确了不同轮廓线类型隧道炮孔布设机制与装药量匹配算法,研发了多类型隧道爆破智能设计平台,配套了移动端工程交底程序,实现了隧道爆破方案的智能与快速设计;分析了隧道光面爆破效果关键表征指标,建立了岩石回弹值、爆破方案和超欠挖点云数据的动态映射体系,研发了超欠挖数据智能预测模型,实现了隧道爆破精细控制。


针对大跨度暗挖车站支护难的问题,首次在城市轨道交通领域引入了预应力系统锚杆,采用了新材料预应力锚杆(NPR锚杆),在开挖过程中进行主动支护,同时补充主动支护锚杆体系产品,创新构建多种联合支护体系,降低开挖过程中的坍塌风险,提高了施工效率,为后续工程提供相应技术及产品。


项目研究成果获得授权发明专利6项、授权实用新型专利7项、登记软件著作权2项、国家级QC成果1项、省部级工法1项、发表论文19篇(SCI/EI收录7篇)。项目成果总体技术水平达到国际先进水平。项目研究成果在中建青岛地铁6号线、中建青岛地铁7号线等工程成功应用,社会及经济效益显著。


16.临近地铁隧道的基坑施工影响安全评估与微变形控制成套技术




主要完成单位:浙江工业大学、浙大城市学院、腾达建设集团股份有限公司、浙江华东测绘与工程安全技术有限公司、东通岩土科技股份有限公司


主要完成人:王哲、魏纲、孙九春、吴勇、胡琦、蔡越、姚王晶、盛健超、傅金波、姜东来

基坑工程作为地下空间开发的基本构成,深大基坑开挖引起的土体应力卸载极易造成临近地铁隧道的变形甚至破坏,尤其是在土质条件差、周边建构筑物繁多、变形要求严苛的复杂城市环境中。项目针对临近地铁隧道的基坑施工变形扰动展开了深入系统的研究,形成了临近地铁隧道的基坑施工影响安全评估与微变形控制成套技术。





项目创新成果如下:


基坑开挖影响下地铁隧道的安全评估体系。提出了基于应力释放法并考虑剪切错台效应和刚体转动效应的隧道受力变形计算方法;提出了转动错台协同变形模型下的隧道位移变形计算方法;提出了考虑材料非线性及管片拼接效应的基坑施工影响邻近既有隧道的两阶段分析方法;建立了以基坑三维卸荷比和隧道椭圆度为基础的盾构隧道结构评判模型及安全评判指标体系。


临近地铁环境下基坑全过程施工变形控制技术。明确了可实现微变形控制的高性能水泥土关键指标;构建了一套包含改良高性能水泥土、TRD内插塑料板桩等关键技术的微变形控制TRD施工技术体系;研发了基坑内支撑及梁加强构件、咬合钢支撑三角组合件等高承载力支护结构关键节点;提出了超大软土深基坑中心区结构支撑施工、预应力型钢组合支撑体系施工以及软土地铁基坑精细化挖土等技术,形成了多形式、全方位的微变形控制技术体系。


伺服基坑围护结构变形动态感知-主动调控技术。研发了高精度可循环利用的测斜水位一体化智能测孔设备,形成了配套的水平位移与沉降综合监测方法;构建了基于伺服控制系统的主动变形控制理论体系,研发了多点同步加载伺服控制装备,建立了考虑轴力相干性与土体反复加卸载特性的精细化主动控制架构,形成了数据与智能算法双驱动的变形动态控制技术。


项目成果获得授权发明专利42项,实用新型专利33项,软件著作权19项,编制地方和团体标准6项,省部级工法10项,专著1部,发表期刊论文107篇,其中SCI收录29篇、EI收录25篇。项目成果已成功应用于上海、杭州、南京等地多项工程项目,近3年社会与经济效益显著。


17.综合客运枢纽智能导向标识系统设计关键技术及应用




主要完成单位:北京交通大学、广州地铁集团有限公司、北京建筑大学、北京市市政工程设计研究总院有限公司、交通运输部公路科学研究院


主要完成人:陈军华、谭文、赵慧、赵鹏飞、常征、张哲、田荣华、林建新、方恒堃、崔赞扬


项目围绕“空间一体化智能导向设计—关键决策点识别—动态优化与自适应调整—系统集成应用”四个方向,系统开展理论创新、技术攻关与工程应用,形成了一套自主可控技术先进的智能导向标识系统关键技术体系。





项目创新成果如下:


构建了“分层信息—视觉行为”耦合的导向系统评价理论体系,突破了传统“设施可视性”评价范式,提出分层视觉行为指标(HVBI),建立“功能区—信息层级—流线”三位一体的分层信息网络模型,通过引入可见系数、重要性系数、信息指数等参数,实现信息—行为—路径的量化映射,评价精度提升7%以上。


建立了基于行为约束的导向标识智能布设方法,将导向系统抽象为分层设施网络,通过寻路实验识别关键节点与信息断裂点,构建“实验标定—指标映射—模型配置—方案生成”的智能设计流程,创新性引入反应时间、停留点、回看率等行为数据作为约束条件,采用多目标遗传算法优化求解,布设效率提升36%。


提出了“视觉显著性—群体动力学”耦合的导向标识优化模型,首次将颜色、轮廓等视觉显著性参数与元胞自动机模型融合,构建了“显著性参数→信息强度→人群行为→位置优化”的闭环仿真框架,通过可穿戴传感器实验明确碰撞力阈值(715N)等关键参数,为高密度场景下动态导向策略提供量化依据。


研发了导向标识智能系统平台,开发了12大子系统,实现了“看得见—调得动—能联动”的适应操作数字化平台。


项目成果获得授权发明专利11项,软件著作权6项,制定行业标准6项,发表高水平论文29篇。项目成果在广州白云站、深圳北站等超过10座客运枢纽落地实施,服务日均数50万人次。系统投用后,旅客平均寻路时间从22分钟缩短至7分钟,换乘拥堵率降低40%,整体通行效率提升25%以上,经济社会效益显著。


18.轨道交通盾构渣土绿色低碳资源化利用技术研究与应用




主要完成单位:成都轨道建设管理有限公司、中国交通建设股份有限公司、中交(成都)市政建设有限公司、西南交通大学、中交铁道设计研究总院有限公司


主要完成人:何星莹、李维洲、王毅元、胡楠、贾培文、刘宝许、张强、谷坤鹏、蔺威威、沈尔卜


项目针对严格环保政策下盾构渣土资源化利用的瓶颈难题,致力于进一步提升城市轨道交通盾构渣土处置水平,优化资源化产品品质并提高利用率,助力工程项目实现降本增效,推动盾构渣土从“处置负担”向“资源资产”转化。





项目创新成果如下:


研制了利用泥岩渣土、水泥、矿物掺合料、固化剂等材料制备的高性能免烧砖;研发了利用泥岩渣土、水泥、复合固化剂等材料制备的路基填料;研制了利用盾构粉细砂、水泥、膨润土、矿物掺合料、外加剂等材料制备的同步注浆材料,实现了盾构渣土绿色低碳资源化产业化高效应用。


开发了盾构渣土脱水、滤水装置和真空电渗联合的滤墙式立体脱水渣坑,提升渣土脱水效率;研制了集盾构渣土装备改进技术、环保流体技术、设备部件优选技术为一体的盾构渣土处理站,提升了渣土处置能力。


揭示了多种改良型分散剂对渣土粘附性影响的电化学机理,建立了粘附强度计算模型,建立了基于界面粘聚力的盾构结泥饼判定方法,提出了引起渣土的临界粒径和表面积比,形成了基于地层特性的盾构渣土评判体系。


提出了评估再生建材减碳效果的综合指标与方法,构建了可系统分析不同利用方式碳排放强度的评估模型;建立了全流程的轨道交通盾构渣土资源化利用过程碳排放计算与综合评价体系。


该技术成果已授权发明专利10项,实用新型专利14项,软件著作权2项。建立了集中固化站,通过三化处置,形成资源化产品,经济效益显著。该技术成果已在成都、厦门、福州等多个城市轨道交通工程得到应用,形成“顶层设计-技术赋能-生态共赢”的标杆范式,可为全国城市固废治理提供可复制的系统性解决方案。


19.城轨信号系统运维大数据挖掘与决策支持的关键技术研究与应用




主要完成单位:福州地铁集团有限公司、西门子交通技术(北京)有限公司

主要完成人:邹志敬、杨康、丁军、郭中海、杨卓豪、林锋、罗俊赟、傅锦、胡海建、赵海军


本项目通过对信号设备海量运行数据的主动采集、存储、管理与深度分析,系统实现了设备状态的实时动态监控,能够对关键设备的未知隐患与早期故障提前预警,并提供预测性维修决策建议。


项目从根本上改变了传统人工巡检、离线数据下载与分析的模式,显著提升了故障应急响应速度,有力推动行业从“计划修”向“预测修”的整体转型。




项目创新成果如下:


在安全与可靠性方面,项目率先将信号系统开发标准与信息安全标准引入运维领域,成功通过SIL2安全完整性等级认证、国家信息安全等级保护三级认证及工业安全SL3标准认证,从系统架构与数据防护层面全面确保安全可靠。同时,项目在城轨领域率先实现CPU、操作系统、数据库的全面软硬件认证覆盖,构建起从底层硬件到上层应用的全栈信创体系。


在智能化深度上,项目不止于传统的设备实时监测,更致力于对运行数据的深层挖掘。系统基于专家逻辑库与人工智能算法对信号关键设备的未知风险和潜在故障进行提前预判,将故障消除在萌芽状态,显著降低了设备故障率。针对一线维修痛点,项目开发了一系列实用型检修监测功能,包括车载智能检修终端、车站ATP远程视频监测等,有效提升了检修效率,降低了备件消耗,实现了降本增效。


项目融合信号系统全部专业数据,涵盖车载、无线、联锁、ATP、道岔、计轴及电源等,实现了设备故障的多维度综合分析及跨专业联动,显著提升了故障抢修与运维决策的效率和准确性。


项目已获得发明专利多项,计算机软件著作权1项,在福州地铁六条线投入应用以来,产生了显著的经济效益,并已同步推广至南京、重庆、西安、合肥等多个城市地铁,市场前景广阔。

20.基于数据驱动融合型列车网络控制系统研制项目




主要完成单位:中车青岛四方车辆研究所有限公司


主要完成人:王凯、田宗举、张广吉、刘鹏、朱游龙、秦姣梅、鲍文学、张欣萍、赵婧、管超


本项目针对轨道交通车载网络和控制器繁杂重叠、车辆运营效率低、能耗较高等行业痛点,以技术融合与创新突破为核心,研发车辆全系统数据驱动型基座平台,实现“网络—泛网络—全系统”发展规划前两阶段。





项目创新成果如下:


重构数据驱动传输网络,精简车载通信体系。通过系统梳理车载数据类型与传输机制,重构数据驱动型列车传输网络,搭建子系统一体化、高安全融合通信通道。可兼容网络、信号、旅客信息、安全监控、能量计五大子系统数据流,解决多系统数据分散、链路冗余问题,大幅简化车载网络架构,降低线缆配套与运维成本。


搭建通用模块平台,优化车载控制架构。基于正向设计理念,拆解车载控制器共性结构与逻辑关系,搭建标准化通用电子模块平台。配套研发集成式中央控制器、端控制器及融合显示屏,从源头解决控制器繁杂重叠、硬件冗余问题,有效提升产品全生命周期的经济性、稳定性与可靠性。


定制融合控制体系,提升运营服务能力。结合车辆运营、乘客体验、设备检修多场景需求,研发适配性融合控制逻辑与显示界面,涵盖高压保护、启停舒适性优化、IO点位自诊断保护等核心功能,全面提升车辆运行安全性、乘车舒适度与检修运维效率。


攻关节能控制算法,实现低碳高效运营。在保障行车安全与驾乘舒适的基础上,攻关动态节能控制策略与智能算法,可实时精准调控车辆动力与制动输出,智能辅助驾驶,有效降低整车运营能耗,助力轨道交通绿色低碳发展。


项目现已授权发明专利10项、实用新型专利14项、软件著作权2项。整套融合型列车网络控制系统性能优异,完全匹配车辆运维需求,经济、技术与社会效益显著。


21.土岩多样地层超长海底地铁隧道修建新技术及应用




主要完成单位:中铁第六勘察设计院集团有限公司、中铁一局集团有限公司、中铁工程装备集团有限公司、同济大学、中铁隧道勘测设计院有限公司


主要完成人:宋超业、吕书清、禹海涛、罗小平、邓有春、肖威、刘庆方、宋毅、毕经东、青舟


项目针对国内外尚未有组合方法修建过海隧道的先例,建设面临关键理论与方法缺失,建造技术不完善,风险不可控,现有防灾疏散体系不适用,安全运营难度大等难题。项目组依托厦门地铁3号线和最长最大埋深的青岛地铁8号线过海地铁隧道开展组合方法修建的技术研究,经过技术攻关,突破了关键技术瓶颈,形成了组合方法修建地铁海底隧道的新技术新方法。





项目创新成果如下:


创建了组合方法修建地铁过海隧道关键理论与方法。创立了组合方法深埋海底隧道荷载确定理论;提出超长组合方法海底隧道和叠合接头刚度变化段抗震计算理论;建立了以系统控制为核心的组合方法线型设计理论,解决了基础性理论缺失难题。


构建了组合方法修建地铁过海隧道安全建造技术体系。创立了组合方法多场景安全、高效对接技术;攻克了海域地下水控排标准与泥浆劣化关键难题;建立了矿山法穿越超大规模风化深槽,盾构1Mpa水压以上主动、应急换刀技术;首次研发了过海隧道数字化管理平台,实现了风险集成控制。


创新了组合方法超长过海地铁隧道智能应急疏散技术。研发了变断面隧道通风排烟系统物理模型,提出了排烟口性能系数计算理论;创建了整体联动和局部调节的排烟控制技术;制定了地铁长大隧道应急救援配置标准,保障了运营安全。


项目成果编制规范5项,授权发明专利20项,实用新型专利15项,软著13项,出版专著4部,发表论文60余篇,项目成果打破了海底隧道建设方法单一的常规模式,实现了海底隧道盾构矿山组合方法从无到有的突破,经鉴定总体技术达到国际领先水平。项目成果整体应用于厦门地铁3号线与青岛地铁8号线过海隧道,推广应用至天津、广州、浙江及青岛等11座水下隧道以及世界盾构水压最大组合方法过海隧道(珠江口隧道),成果覆盖全国2/3海底隧道。社会和经济效益显著。


22.轨行区亚毫米分辨率成像、检测和孪生建模装备集成与工程应用




主要完成单位:南京市测绘勘察研究院股份有限公司、南京地铁集团有限公司、同济大学、南京地铁运营有限责任公司、中国矿业大学


主要完成人:张开坤、杨旭、姚连璧、段伟、史剑、张秋昭、张家文、许正文、王青华、王跃锋


项目针对轨道交通运维期隧道结构健康高精度、高可靠性和高效率的综合检测应用需求,以高精度激光断面扫描仪+彩色高清线阵相机组为主体,研发智能感知设备,创新数据采集模式,解决零接触、一套设备获取多源信息的难题;定制轨道移动激光测量与检测系统,可适应不同场景不同隧道结构形式的高精度形变与病害检测,实现AI智能识别病害的关键问题;研制隧道数字孪生平台(TIM),解决地铁工务数字孪生发展热点,解决多源、多模态成果的综合管理与挖掘应用。







项目创新成果如下:


提出了基于AI技术的隧道内部目标高精度检测及定位模型。模型融合了全局与局部特征的点云分割,实现了无控制、无惯导工作模式下隧道内部检测目标定位。数据分环、分块的总体识别准确率可达98%、95%。


研制了基于多组彩色线阵相机的检测装备,提出了一种能量最小化路径求解策略的多视角影像融合拼接方法。实现了缝合线紧贴影像结构特征的自动化获取,有效避免了穿越物体、高对比区域的视觉扭曲和失真。


基于自主研发的SenseGIS三维引擎和实例化技术,提出了隧道管片参数化建模和数据更新方法,开发了隧道数字孪生平台(TIM),实现了隧道健康数据的高效管理。



项目成果获授权发明专利14项、软件著作权20项;发表学术论文24篇;主编专著2部。实现国外先进产品的国产化替代,已在南京、杭州、苏州、无锡、广州等多个城市轨道交通运维期应用和成果转化。项目成果的应用降低了对人工巡检的依赖,经济效益显著。经评审专家组评价,该成果总体达到国际先进水平,其中基于多组彩色线阵相机的检测装备及影像融合拼接方法达到国际领先水平。




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