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2022年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎獲獎項目展示

2022年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎共評選出36個獲獎項目，其中特等獎2項、一等獎16項、二等獎18項。

特等獎獲獎項目介紹

1、【上海軌道交通車輛智能運維系統(tǒng)】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎特等獎

長期以來，車輛系統(tǒng)因其系統(tǒng)復(fù)雜、部件繁多、運行環(huán)境惡劣、安全可靠性要求高等問題，同時受數(shù)字化、智能化等技術(shù)瓶頸的限制，其綜合性、完整性數(shù)字化維護(hù)策略的實現(xiàn)一直以來都是行業(yè)難題。

本項目依托國家重點示范工程，從理論、技術(shù)、裝備及維護(hù)策略優(yōu)化等方面提出并成功實踐了完整、系統(tǒng)的車輛智能運維技術(shù)體系。主要創(chuàng)新點如下：（1）首創(chuàng)了基于RCM（以可靠性為中心的維護(hù)）+APS（先進(jìn)計劃與排程）為核心的車輛全生命周期維護(hù)理論，建立了針對超大體量、多目標(biāo)（接近萬個目標(biāo)要求）、多約束（接近萬個約束條件）的最優(yōu)求解模型，具備能夠適應(yīng)超過10000輛列車超大體量全壽命周期均衡維修的計算優(yōu)化能力，滿足“風(fēng)險、績效與成本”三大價值平衡的核心訴求。（2）研發(fā)超大規(guī)模多制式高并發(fā)軌道車輛數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。針對車輛多車型、多制式的場景，通過研發(fā)應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)云邊協(xié)同計算、多協(xié)議信號融合以及全自主化IOTDB時序數(shù)據(jù)庫技術(shù)，解決了多元異構(gòu)超大規(guī)模數(shù)據(jù)采集、并發(fā)接入、海量數(shù)據(jù)存儲的難題。已實現(xiàn)上海地鐵49種車型制式，7460輛車的同時并發(fā)接入，每秒百萬級的數(shù)據(jù)點同時讀寫水平。（3）研發(fā)復(fù)雜工況下小樣本深度學(xué)習(xí)的車輛自動檢測技術(shù)。針對日檢環(huán)境復(fù)雜和故障樣本少的場景，首次提出適用軌道交通領(lǐng)域的孿生卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測模型，融合深度學(xué)習(xí)與增量學(xué)習(xí)技術(shù)，顯著提升故障特征泛化能力，識別準(zhǔn)確率比傳統(tǒng)算法高出20%左右。（4）研發(fā)走行部與輪軌關(guān)系車載在線監(jiān)測、診斷和預(yù)測技術(shù)。解析狀態(tài)特征值-運營里程的機(jī)制，建立壽命分布的可靠壽命評估模型，形成關(guān)鍵部件專家知識庫，開發(fā)走行部與輪軌振動PHM系統(tǒng)，實現(xiàn)走行部關(guān)鍵部件車載實時故障診斷，準(zhǔn)確率98%，率先實現(xiàn)走行部關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)為“狀態(tài)修”。

依托本項目，授權(quán)專利82件（發(fā)明37件，實用新型45件），出版專著1 本、論文48篇（SCI/EI檢索7 篇），登記軟著15項。根據(jù)查新、專家評價，此項目總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。項目成功完整應(yīng)用于上海地鐵20條線路、7460輛車輛：列車平均無運營故障間隔里程從6.4萬公里提升至20萬公里，列車可用率從93%提升至97%，檢修人車比下降38%。項目技術(shù)成果還成功應(yīng)用于北京、廣州、深圳、成都、天津、波哥大等國內(nèi)外近30個城市地鐵項目，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)收入70億元，具有良好的社會價值。  

       （供稿人：上海申通地鐵集團(tuán)有限公司）

2、【地鐵車站預(yù)制裝配化建造技術(shù)研究與應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎特等獎

建筑產(chǎn)業(yè)化是國家建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。歷經(jīng)10年探索，研發(fā)并成功應(yīng)用了地鐵車站預(yù)制裝配化建造技術(shù)，為大型復(fù)雜地下工程提供了一種全新的工業(yè)化建造模式。將車站結(jié)構(gòu)拆分成標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件，全部構(gòu)件在工廠制作，運至現(xiàn)場拼裝，形成裝配式車站，開拓了我國地鐵車站預(yù)制裝配化建造的先河，取得了覆蓋理論與結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)、施工技術(shù)及裝備等三大體系具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果。

項目主要技術(shù)成果如下：（1）國內(nèi)外首次研發(fā)以干式接頭連接技術(shù)為核心的預(yù)制裝配化建造技術(shù)，創(chuàng)建了全新的地鐵車站工業(yè)化建造模式。研發(fā)形成了結(jié)構(gòu)理論、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模塊化產(chǎn)品、機(jī)械化裝配、規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)、信息化管理為核心，支撐裝配化建造全過程的技術(shù)體系，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)100%裝配率，全面取消防水層且不滲不漏。（2）提出并研發(fā)了一種新型注漿式榫槽接頭，創(chuàng)建了接頭結(jié)構(gòu)理論、設(shè)計方法及連接工藝。揭示了接頭的力學(xué)特性和變剛度特征，發(fā)現(xiàn)了截面“抵抗矩”作用效應(yīng)，提出了接頭抗彎剛度、抗彎抗剪承載力計算方法，研發(fā)了新型專用注漿材料、工藝和裝備，攻克了裝配式結(jié)構(gòu)干式、快速、可靠連接的核心關(guān)鍵技術(shù)，為裝配化建造體系的構(gòu)建奠定了堅實的基礎(chǔ)。（3）提出了基于接頭剛度多次迭代的結(jié)構(gòu)整體分析方法并形成了設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)，首創(chuàng)新型閉腔薄壁輕量化構(gòu)件及設(shè)計方法。揭示了變剛度接頭連接的大型多體裝配式結(jié)構(gòu)體系的靜、動力力學(xué)行為；發(fā)現(xiàn)了閉腔薄壁構(gòu)件剪力滯后效應(yīng)和剪應(yīng)力分布規(guī)律，提出了合理空腔率指標(biāo)及關(guān)鍵構(gòu)造設(shè)計參數(shù)。（4）研發(fā)了基于裝配化建造模式的全套生產(chǎn)施工工藝及專用裝備，實現(xiàn)了大型復(fù)雜裝配式車站的高質(zhì)和高效生產(chǎn)施工。研發(fā)了基于邊模吊掛、側(cè)模支桿變形控制、底模流轉(zhuǎn)和自動化溫控養(yǎng)護(hù)技術(shù)的隧道窯式生產(chǎn)系統(tǒng)；研發(fā)形成了基面精平法、導(dǎo)向定位法、預(yù)應(yīng)力張拉控制法等一系列關(guān)鍵技術(shù)，攻克了多點張拉協(xié)同、動態(tài)荷載確定、接縫寬度精準(zhǔn)控制等重大拼裝難題。

本項目已獲授權(quán)國家發(fā)明專利19件，軟件著作權(quán)11項，形成行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)4部，國內(nèi)外主流期刊發(fā)表論文54篇，出版專著2部。成果成功應(yīng)用于多座城市，已建和在建裝配式車站數(shù)量達(dá)42座，成為國內(nèi)外規(guī)模最大的裝配式車站集群，近三年產(chǎn)值89.147億元，實現(xiàn)利潤7.18億元。由行業(yè)專家組成的評價委員會認(rèn)為“成果實現(xiàn)了地鐵車站及預(yù)制裝配建造技術(shù)的重大突破，整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，綜合效益顯著，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景”。  

（供稿人：北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司）

一等獎獲獎項目介紹

3、【城市軌道交通量化評估與決策支持關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

當(dāng)前我國城市軌道交通領(lǐng)域的評估、規(guī)劃與決策支持類軟件主要依賴國外進(jìn)口，面臨“卡脖子”風(fēng)險。項目團(tuán)隊在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金課題等重點科技項目支持下，瞄準(zhǔn)城市軌道交通量化評估與精細(xì)化決策支持需求，攻克了一系列核心技術(shù)瓶頸，自主研發(fā)了面向全國60座城市的“城市軌道交通量化評估與決策支持平臺”，并依托平臺編制了《中國城市軌道交通沿線發(fā)展態(tài)勢年度報告》。

該項目主要技術(shù)創(chuàng)新點如下：（1）針對城市軌道交通規(guī)劃中數(shù)據(jù)信息割裂、多源數(shù)據(jù)偏差大等突出問題，研發(fā)了基于多源時空數(shù)據(jù)融合的“建筑體級”城市人口信息分析技術(shù)，首次形成城市全域、全量、精細(xì)至建筑單體的常住人口、就業(yè)崗位等標(biāo)準(zhǔn)化人口分布數(shù)據(jù)體系，革命性地將軌道沿線人口分布數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度提升到建筑單體分析粒度。（2）針對傳統(tǒng)出行調(diào)查數(shù)據(jù)樣本量小、時效性低、出行鏈信息漏采等問題，首次提出基于手環(huán)的出行軌跡調(diào)查與出行鏈輔助校核技術(shù)，研發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)的移動位置數(shù)據(jù)校核與出行需求鏈重構(gòu)技術(shù)，實現(xiàn)全鏈條、全時程、多尺（粒）度的出行需求特征精細(xì)化計算及評估。（3）針對城市軌道交通評估中沿線多源數(shù)據(jù)融合差、特征提取難等問題，提出了城市軌道交通沿線多維時空尺度的人口、崗位、出行、設(shè)施等數(shù)據(jù)融合標(biāo)準(zhǔn)與綜合量化評估體系；研發(fā)了多層次軌道交通運營特征提取及其與沿線時空數(shù)據(jù)耦合分析及客流仿真預(yù)測、基于多尺度空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的軌道周邊用地一體化數(shù)據(jù)融合與評估等關(guān)鍵技術(shù)。（4）針對城市軌道交通規(guī)劃中多源數(shù)據(jù)分散、標(biāo)準(zhǔn)不一、使用低效等痛點，自主研發(fā)了集多源數(shù)據(jù)采集、存儲、加工、融合、計算、服務(wù)全過程一體的數(shù)字化底座平臺，實現(xiàn)了城市級大規(guī)模建筑體粒度空間特征在線查詢分析、萬億級OD實時計算、數(shù)據(jù)快速可視化等秒級響應(yīng)。構(gòu)建了“1個數(shù)據(jù)底座+7個應(yīng)用系統(tǒng)”的城市軌道交通數(shù)字化決策支持產(chǎn)品體系。

項目歷時七年研發(fā)，授權(quán)發(fā)明專利23項（含1項國際專利）、軟件著作權(quán)12項，發(fā)表高水平論文35篇，其中SCI論文7余篇（含高被引論文5篇），出版專著7部，主編標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范4部。項目成果已服務(wù)國家發(fā)改委“全國城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃審批”，并在中咨公司及北京城建院的全國軌道交通評估項目中應(yīng)用；此外，還應(yīng)用在住建部“全國城市體檢”、北京市規(guī)自委等政府相關(guān)機(jī)構(gòu)及行業(yè)規(guī)劃設(shè)計單位工作中。產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益3.68億元，涉及的軌道交通項目投資額約1.64萬億元。                       

    （供稿人：中國國際工程咨詢有限公司）

4、【穿越復(fù)雜海域地鐵盾構(gòu)隧道建造關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

廈門地鐵過海隧道工程穿越地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，遭遇孤石及孤石群、破碎帶、砂層、基巖凸起等多種不良地質(zhì)，加之高水壓、高礦化度地下水環(huán)境，導(dǎo)致泥水盾構(gòu)施工過程中面臨滾刀磨損快、刀具更換難、刀盤結(jié)泥餅、聯(lián)絡(luò)通道施工風(fēng)險高、地下水腐蝕性強等眾多難題。

本項目以廈門地鐵2號線、3號線過海隧道工程盾構(gòu)施工技術(shù)、聯(lián)絡(luò)通道施工技術(shù)以及長期健康運營結(jié)構(gòu)性能評價為研究對象，開展了刀具磨損預(yù)測、海底換刀技術(shù)、聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)施工技術(shù)、隧道結(jié)構(gòu)選型及抗震、跨海區(qū)間襯砌防水及耐久性材料海底隧道長期健康監(jiān)測與結(jié)構(gòu)安全性評價等方面研究，形成了穿越復(fù)雜海域地鐵盾構(gòu)隧道建造關(guān)鍵技術(shù)體系，保障了廈門地鐵2號線、3號線順利通過過海段，為今后廈門地區(qū)海域地鐵盾構(gòu)隧道建造提供了重要的技術(shù)支撐。主要創(chuàng)新點如下：（1）研發(fā)了多自由度滾刀加速磨損實驗裝置及滾刀磨損評價實驗方法，建立了滾刀磨損預(yù)測體系。（2）提出了“改進(jìn)楔形體計算有效應(yīng)力+數(shù)值仿真計算滲透力”泥水盾構(gòu)倉內(nèi)壓力聯(lián)合計算方法，研發(fā)了抗高礦化度海水泥漿離析的新型泥漿配制方法，并創(chuàng)新采用了“衡盾泥填倉+海上注漿加固”技術(shù)，保障了海底泥水盾構(gòu)帶壓進(jìn)倉換刀作業(yè)安全，提出了盾構(gòu)穿越海底孤石及破碎帶綜合處理方法。（3）首次測取了廈門地區(qū)海底典型地層凍土物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，研發(fā)了新型伸縮式注漿工藝，提出了高水壓動水環(huán)境下強透水破碎地層中“洞內(nèi)注漿+冷凍法”高效凍結(jié)方法，保證了凍結(jié)施工安全。（4）分析了單雙層襯砌的力學(xué)特性，提出了“單層管片襯砌+適時分段增設(shè)二襯”的設(shè)計思路、襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)、抗震設(shè)防范圍與措施。（5）研發(fā)了混凝土模作為接觸邊界條件的系列試驗裝置，提出了防海蝕高抗裂盾構(gòu)管片混凝土耐久性保障成套技術(shù)。（6）研發(fā)了隧道收斂變形及道床沉降高精度自動化監(jiān)測方法，研發(fā)了螺栓軸力薄膜式傳感器及無損監(jiān)測方法，提出了跨海段地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全關(guān)鍵指標(biāo)定量評價方法。

該項目取得了一系列科技成果，具體包含：授權(quán)國家專利 33 項，發(fā)表論文 42 篇，出版專著 1 部，取得軟著 1 項，獲省部級工法1項。上述創(chuàng)新成果在廈門海域復(fù)雜環(huán)境地質(zhì)條件下地鐵2號線、3號線盾構(gòu)隧道設(shè)計施工運營中得到了成功的應(yīng)用，并在其他工程中得到了成功推廣，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 

                            （供稿人：廈門軌道建設(shè)發(fā)展集團(tuán)有限公司）

5、【導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）制式創(chuàng)新及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

    導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）是比亞迪歷時7年自主研制的低運量軌道交通系統(tǒng)，是軌道與汽車技術(shù)的跨界融合，具有小型化、輕量化、綠色化、智能化等特點。重慶云巴是全球首條云巴市政線，全長15.4公里，設(shè)站15座，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.13億元/正線公里。線路2021年4月16日開通初期運營，已經(jīng)運營超600天，總客流約400萬人次。線路于2019年12月被中國城市軌道交通協(xié)會列為示范工程，受到社會各界廣泛關(guān)注。

    該項目創(chuàng)新點如下:（1）創(chuàng)新城軌。云巴采用高架獨立路權(quán)，快捷可達(dá)；采用磷酸鐵鋰電池驅(qū)動，無供電接觸軌，安全高效、低碳節(jié)能；膠輪走行，噪音小，地形適應(yīng)性好，可進(jìn)入社區(qū)，服務(wù)最后一公里，實現(xiàn)自主化低運量軌道交通制式創(chuàng)新，填補行業(yè)空白。(2）自主城軌。云巴結(jié)合新能源汽車的技術(shù)經(jīng)驗，核心技術(shù)跨界應(yīng)用，如電池、電控、IGBT等，實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的自主化創(chuàng)新突破；在傳統(tǒng)軌道交通基礎(chǔ)上，對軌道梁、道岔、車輛、供電、通號等技術(shù)均進(jìn)行了自主研發(fā)，尤其是滑塊式秒級道岔、高精度偏心工字鋼軌道梁、車橋耦合、智能供電管理、深度集成的全自動運行系統(tǒng)等，處于世界領(lǐng)先地位，實現(xiàn)核心技術(shù)自主化、國產(chǎn)化創(chuàng)新和智能制造。(3）智慧城軌。重慶云巴示范線在小運量系統(tǒng)中率先實現(xiàn)全系統(tǒng)無人化、少人化運營，處于世界前列。采用全自動無人駕駛技術(shù)，運用深度集成綜合調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)行車、調(diào)度、運維和乘客服務(wù)的智能化與智慧化，打造智慧“交通大腦”。(4）綠色城軌。云巴采用電池驅(qū)動，無供電接觸軌，低碳節(jié)能。通過先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)處理，單編組車公里牽引能耗實測僅0.5-0.6度電，能量回饋占比約50%；采用膠輪走行，噪聲污染少，高速行駛下噪音約為67.8dB。

    云巴是符合中國國情的城軌交通產(chǎn)品，具有廣闊應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)已開通運營線路3條約22km，在建線路4條約45km，在南寧、合肥、深圳等地，規(guī)劃意向線路超500km，已獲得市場充分認(rèn)可。此外，比亞迪軌道產(chǎn)品是民族品牌出海的典型代表，在巴西美國等地線路已處于規(guī)劃及實施階段，并與菲律賓、摩洛哥、埃及等多個國家的城市簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，新線推廣工作在有序開展中。通過工程應(yīng)用，目前云巴系統(tǒng)授權(quán)知識產(chǎn)權(quán)已達(dá)千余項，發(fā)明專利697項，軟件著作權(quán)31項。已形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約200項，地方標(biāo)準(zhǔn)31項，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)5項，導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）標(biāo)準(zhǔn)體系已初步形成。

                            （供稿人：比亞迪股份有限公司）

6、【城軌列車被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗關(guān)鍵技術(shù)】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

城市軌道交通車輛具有載客量大，發(fā)車間隔小，線路封閉等特點，一旦發(fā)生碰撞事故將導(dǎo)致車毀人亡，引發(fā)巨大的社會關(guān)切。城市軌道交通車輛被動安全防護(hù)通過對結(jié)構(gòu)的耐撞性設(shè)計，防止列車碰撞時發(fā)生爬車、脫軌、傾覆，最大程度避免人員傷亡與財產(chǎn)損失，是列車運營安全的最后一道防線。在中車四方、長客、浦鎮(zhèn)等企業(yè)的支持下，本項目圍繞“城軌列車被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗關(guān)鍵技術(shù)”，建立了車輛被動安全結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法，突破了列車碰撞試驗方法，開發(fā)了列車被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺，支撐了列車被動安全防護(hù)成套技術(shù)裝備的研制。

本項目主要創(chuàng)新點如下：（1）建立了列車碰撞能量快速分配計算方法，提出了基于綜合評價理論的能量配置方案優(yōu)化方法，實現(xiàn)了城軌列車吸能結(jié)構(gòu)縱向耗能參數(shù)化設(shè)計；創(chuàng)建了城軌列車碰撞能量流動分析模型，揭示了列車縱向碰撞能量轉(zhuǎn)化、耗散、衰減和傳遞機(jī)制，明晰了列車碰撞垂向爬車和橫向失穩(wěn)行為演化過程，解決了城軌列車吸能結(jié)構(gòu)垂向和橫向剛度匹配設(shè)計的難題。（2）建立了城軌列車被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)塑變控制與能量耗散的關(guān)鍵設(shè)計指標(biāo)體系和三向能量最優(yōu)匹配準(zhǔn)則，提出了基于載荷反演理論的被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了列車吸能結(jié)構(gòu)的全功能和多場景設(shè)計；突破了城軌車輛被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)碰撞試驗技術(shù)，實現(xiàn)了部件-結(jié)構(gòu)-系統(tǒng)的全包覆試驗；形成了基于協(xié)同控制策略的城軌列車被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計-過程評估-試驗驗證-動態(tài)尋優(yōu)的整體聯(lián)動設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了吸能結(jié)構(gòu)全過程、一體化設(shè)計。（3）開發(fā)了城軌列車被動安全防護(hù)裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計-行為模擬-性能評估平臺，實現(xiàn)了防護(hù)結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計、評估與優(yōu)化；研制了城軌列車被動安全防護(hù)成套裝備，實現(xiàn)了自主化、批量化裝車應(yīng)用。

    以劉友梅院士為組長的成果評價委員會認(rèn)為“該項成果整體技術(shù)達(dá)到了國際同類技術(shù)的先進(jìn)水平，其中列車被動安全防護(hù)結(jié)構(gòu)的整體聯(lián)動技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平”；基于項目成果研制的被動安全防護(hù)裝備在中車浦鎮(zhèn)、四方、唐山等企業(yè)生產(chǎn)的總計3021輛城軌車輛上廣泛應(yīng)用，近三年相關(guān)裝備產(chǎn)品的直接經(jīng)濟(jì)效益25116萬元；授權(quán)發(fā)明/實用新型專利22/7件、軟件著作權(quán)4件；發(fā)表SCI/EI論文22/28篇；培養(yǎng)博士/碩士7/50名。

（供稿人：西南交通大學(xué)）

7、【面向FAO的自主化車載安全控制系統(tǒng)平臺研制】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

近年來，城軌車輛的全自動駕駛需求逐漸成為國內(nèi)外發(fā)展趨勢，作為列車“大腦”與“神經(jīng)系統(tǒng)”的牽引傳動與網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，在列車全自動駕駛中控制著列車安全、穩(wěn)定的運行，而該技術(shù)一直被阿爾斯通、龐巴迪等國外企業(yè)壟斷，嚴(yán)重威脅國內(nèi)全自動駕駛技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用；尤其作為控制系統(tǒng)核心的芯片、操作系統(tǒng)完全依賴進(jìn)口，隨時存在”卡脖子”風(fēng)險，隨著自主化芯片和操作系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟，全自動駕駛列車控制系統(tǒng)的安全性設(shè)計及自主化設(shè)計是亟待解決的問題。

本項目完成了面向FAO的車載安全控制系統(tǒng)平臺研制及自主化攻關(guān)；搭建了滿足FAO的車載安全控制系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品平臺；提出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的安全控制系統(tǒng)的功能安全需求分配方法、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計方法、軟硬件控制安全設(shè)計方法和安全的控制策略；解決了安全控制系統(tǒng)高可靠性應(yīng)用的難題；攻克了從芯片應(yīng)用、裝置、操作系統(tǒng)到軟硬件平臺等全方位的自主化控制系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)了車載安全控制系統(tǒng)平臺在城軌領(lǐng)域的首次裝車載客運營及大批量商業(yè)應(yīng)用，實現(xiàn)全自主化車載控制系統(tǒng)的首次裝車考核；車載安全控制系統(tǒng)平臺性能及可靠性指標(biāo)均達(dá)到國際領(lǐng)先水平，自主化控制系統(tǒng)產(chǎn)品性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。

項目具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，取得了多項原創(chuàng)性成果。該項目授權(quán)專利27件（已其中發(fā)明專利25件），發(fā)表科技論文16篇，軟件著作權(quán)1件，以及國家標(biāo)準(zhǔn)3項。累計產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益超30億元，為我國交通強國的智慧城軌建設(shè)添磚加瓦。

（供稿人：株洲中車時代電氣股份有限公司）

8、【軌道交通一體化智慧平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

順應(yīng)交通強國等國家戰(zhàn)略部署，廣州地鐵與深圳騰訊聯(lián)合組建穗騰聯(lián)合實驗室，攜手研發(fā)可選代升級的軌道交通一體化智慧平臺--穗騰0S。本項目充分融合工業(yè)控制、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)及云計算、AI 等關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)鍵攻克可迭代進(jìn)化的軌交一體化集成創(chuàng)新平臺構(gòu)建、基于交互式引擎的設(shè)備聯(lián)動、組件編排與智能計算、基于組件化的工業(yè)APP數(shù)字生態(tài)共享共建等方面的技術(shù)難題，重點形成泛在連接系統(tǒng)設(shè)備的物聯(lián)平臺、全域覆蓋數(shù)據(jù)融合的大數(shù)據(jù)平臺、低門檻流程編排的策略引擎平臺、一站式機(jī)器學(xué)習(xí)智能計算的人工智能平臺、軌交組件化生態(tài)能力共享的開放平臺、數(shù)據(jù)靈活調(diào)用的數(shù)據(jù)訂閱平臺等六大平臺，核心具備三大能力：（1）建立了統(tǒng)一的物模型和產(chǎn)品模型標(biāo)準(zhǔn)，以及物聯(lián)接入標(biāo)準(zhǔn)。（2）構(gòu)建了一套面向業(yè)務(wù)流程開發(fā)的PDP語言，支持最有業(yè)務(wù)經(jīng)驗的基層管理者，以托拉拽的方式輕松編排新的業(yè)務(wù)應(yīng)用，降低應(yīng)用開發(fā)的門檻。（3）提供了組件化的開發(fā)模式，支持業(yè)務(wù)系統(tǒng)橫向解耦成 “可復(fù)用的能力組件”，并通過組件市場對外開放。

穗騰OS打破了傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)“單一定制功能”的設(shè)計理念，推動工業(yè)控制系統(tǒng)從單一定制化的產(chǎn)品設(shè)計，向靈活易擴(kuò)展的平臺設(shè)計轉(zhuǎn)變。基于穗騰0S2.0形成的創(chuàng)新性成果通過了行業(yè)權(quán)威專家召開的科學(xué)技術(shù)成果評審，評審結(jié)果表明“城軌智慧操作系統(tǒng)在國內(nèi)行業(yè)具有首創(chuàng)意義，達(dá)到國際領(lǐng)先水平”。穗騰OS研發(fā)至今，已獲得專利22項，已受理專利25項，已獲得軟件著作權(quán)18項，形成5大類33份智慧軌道交通標(biāo)準(zhǔn)體系并發(fā)表標(biāo)準(zhǔn)1份，系統(tǒng)安全已完成等級保護(hù)3級認(rèn)證及SIL2安全認(rèn)證。

目前，依托穗騰OS賦能，聯(lián)合株機(jī)、鐵科智控等生態(tài)合作伙伴，已在廣州地鐵3號線、18號線和22號線打造了包括智慧車站、智能防汛、智慧安檢、車輛/信號/電扶梯等機(jī)電設(shè)備智能運維等10多個智慧場景應(yīng)用，實現(xiàn)了行車關(guān)鍵設(shè)備的智能運維、乘客服務(wù)的精準(zhǔn)誘導(dǎo)、以及全景管控的車站管理、集成一體的安防應(yīng)急。以上創(chuàng)新應(yīng)用的落地實施，不僅保障了行車安全，還一定程度上提升了管控效益和建設(shè)效率，助力18號線乘客服務(wù)滿意度全網(wǎng)第一，部分智慧運維功能可以替代90%的日檢工作，人力成本節(jié)約16%。截止至2022年，穗騰OS已獲得上億元的經(jīng)濟(jì)效益，后續(xù)隨著穗騰OS持續(xù)性的投入研發(fā)，面向軌交領(lǐng)域及場景應(yīng)用落地，預(yù)計降低地鐵建設(shè)投資近200萬元/公里，每年賦能地鐵運營業(yè)務(wù)經(jīng)營近33萬元/公里。

 （供稿人：廣州地鐵集團(tuán)有限公司）

9、【城市軌道交通永磁直驅(qū)列車關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

    面對世界氣候的變化，為推動軌道交通產(chǎn)業(yè)向低碳、綠色環(huán)保方向發(fā)展有效降低軌道交通建設(shè)中的拆遷成本和車輛運營成本，引領(lǐng)世界軌道裝備新技術(shù)，中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司于2013年立項并創(chuàng)新性地完成了世界首臺交叉板式永磁直驅(qū)地鐵列車轉(zhuǎn)向架的研制，2017年全面完成了首列商業(yè)運營永磁直驅(qū)地鐵列車的研制。這不僅促進(jìn)我國軌道裝備邁上新臺階，同時為帶動我國稀土永磁材料等附屬產(chǎn)業(yè)向著更快更好的方向發(fā)展。

本項目主要創(chuàng)新點如下：（1）采用了永磁電機(jī)直驅(qū)牽引的傳動方式，顛覆了軌道交通傳統(tǒng)的電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)和齒輪箱驅(qū)動輪對的方式，取消了聯(lián)軸節(jié)和齒輪箱，顯著提高了機(jī)械傳動效率，全壽命周期免除了2400升/列潤滑油及廢油處理。（2）首創(chuàng)的交叉板式柔性低磨耗轉(zhuǎn)向架實現(xiàn)了軸距由2.3米縮小至1.9米，使車輛運營中的最小曲線半徑由原來的300m減小到150m，并可實現(xiàn)低的輪軌的磨耗，同時直驅(qū)電機(jī)免維護(hù)周期為10年，降低了日常維護(hù)成本，取消了聯(lián)軸節(jié)，解決了該產(chǎn)品依賴國外技術(shù)產(chǎn)品的“卡脖子”難題，全壽命周期節(jié)約電機(jī)、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)維護(hù)成本約177.48萬/列。（3）研究開發(fā)的永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了高功率密度、高開關(guān)頻率、低電機(jī)諧波損耗和高效節(jié)能等特性，同時實現(xiàn)了永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)傳統(tǒng)異步牽引系統(tǒng)節(jié)能25%～50%，車輛綜合能耗降低20%～30%,一年節(jié)約電費約25萬/列，全壽命周期30年節(jié)約電費約750萬元/列。（4）車輛核心部件轉(zhuǎn)向架的永磁直驅(qū)電機(jī)創(chuàng)新性的采用了永磁體三角式內(nèi)嵌方式，不僅提高了電機(jī)結(jié)構(gòu)的可靠性，同時大大提高了轉(zhuǎn)矩磁場密度；創(chuàng)新性地研發(fā)了對稱式三角支撐桿，避免了附加一系定位剛度，實現(xiàn)了低轉(zhuǎn)速大扭矩直驅(qū)傳動。（5）首次創(chuàng)新性的發(fā)明了凸輪簡解振動沖擊短期試驗替代IEC 61373標(biāo)準(zhǔn)長期的壽命試驗的等效驗證法，大大縮短了試驗周期和成本。

該項目授權(quán)專利22項，發(fā)明專利16項（含2件PCT），編制國家標(biāo)準(zhǔn)2項，發(fā)表專業(yè)論文12篇。技術(shù)成果已應(yīng)用于徐州1號線、蘇州3號線，實現(xiàn)銷售收入約8.67億元。項目通過了專家組成果評價，該成果技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng)，打破了國外技術(shù)壟斷，填補了國內(nèi)技術(shù)空白，整體技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，其中永磁直驅(qū)轉(zhuǎn)向架處于國際領(lǐng)先水平，對推動我國城市軌道交通向綠色環(huán)保、低成本建設(shè)及運維方向發(fā)展意義重大，同時帶動稀土永磁材料及附屬產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

 (供稿人：中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司)

10、【雙流制市域（郊）鐵路與城市地鐵貫通運營成套技術(shù)】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

雙流制市域（郊）鐵路與城市地鐵貫通運營成套技術(shù)項目主要科技創(chuàng)新內(nèi)容及指標(biāo)：雙流制技術(shù)作為鐵路與城市軌道交通貫通運營的核心技術(shù)，為響應(yīng)交通強國戰(zhàn)略的需求，實現(xiàn)“四網(wǎng)融合”，提升多制式軌道交通核心技術(shù)競爭力，創(chuàng)建了雙流制車輛裝備制造、工程設(shè)計、工程建設(shè)、運營組織等成套技術(shù)。主要科技創(chuàng)新點如下：（1）國內(nèi)首創(chuàng)雙流制軌道交通工程設(shè)計技術(shù)。國內(nèi)首次系統(tǒng)地對雙流制軌道交通工程“網(wǎng)-車-軌-地”電氣耦合匹配各階段暫態(tài)過程的變化規(guī)律進(jìn)行全過程研究、試驗、應(yīng)用，構(gòu)建雙流制切換過程的暫態(tài)耦合模型，提出了交流和直流牽引供電轉(zhuǎn)換、軌道絕緣、牽引回流的算法及設(shè)計依據(jù)。國內(nèi)首創(chuàng)正線雙流轉(zhuǎn)換區(qū)段、雙流制車輛基地、雙流制試車線等設(shè)計方法，通過了運營驗證，形成了完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）國內(nèi)首創(chuàng)全自動切換雙流制車輛裝備技術(shù)。國內(nèi)首創(chuàng)完成了雙流制車輛全自動切換技術(shù)、不同供電制式的動拖比自動切換技術(shù)、滿足貫通運營的車輛限界、軸重控制技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)，并成功完成了滿足貫通運營的雙流制市域列車整車研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用。（3）國內(nèi)首創(chuàng)跨制式跨主體協(xié)同運營技術(shù)。國內(nèi)首創(chuàng)完成了跨制式、跨運營主體軌道交通的運行圖協(xié)同編制與動態(tài)調(diào)整、應(yīng)急響應(yīng)與聯(lián)動指揮、貫通運營的協(xié)同救援等成套協(xié)同運營關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了跨制式、跨運營主體的互聯(lián)互通。

本項目形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的雙流制市域（郊）鐵路與城市地鐵貫通運營成套技術(shù)體系。主持編制地方標(biāo)準(zhǔn)1項，已立項團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1項；獲得33項專利授權(quán)，其中發(fā)明專利20項，實用新型專利10項，外觀專利3項；發(fā)表論文26篇，包括12篇SCI，2篇EI。本科技成果將極大的提升我國在雙流制軌道交通領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，為我國各大都市圈市域（郊）鐵路與城市軌道交通貫通運營提供技術(shù)支撐，有效盤活既有市域（郊）鐵路及城市軌道交通線路資源，提升服務(wù)范圍及運營效益。同時，推動軌道交通高端裝備的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將奠定中國城市軌道交通技術(shù)裝備在國際的領(lǐng)先地位，助推多制式軌道交通行業(yè)的開創(chuàng)性發(fā)展。

（供稿人：重慶市鐵路（集團(tuán)）有限公司）

11、【大規(guī)模城市軌道交通線網(wǎng)供需互動演變機(jī)理與優(yōu)化改造關(guān)鍵技術(shù)研究】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

   我國城市軌道交通建設(shè)取得巨大成就，但與此同時，城市軌道交通線網(wǎng)供給與客流需求時空不匹配，線網(wǎng)分布與城市空間結(jié)構(gòu)脫節(jié)，沒能發(fā)揮“建軌道就是建城市”的強大作用。在大城市軌道交通從建設(shè)為主轉(zhuǎn)向建改并重的形勢下，本項目深入研究城市軌道交通乘客的多維度出行需求，評估城市軌道交通既有網(wǎng)絡(luò)與城市發(fā)展的適應(yīng)度，并開發(fā)了大規(guī)?？土餮葑兎抡嫫脚_和線網(wǎng)智能評價系統(tǒng)，形成了一套既有運營網(wǎng)絡(luò)約束下的線網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)化的理論體系和技術(shù)方法。

    本項目整合行業(yè)高校、設(shè)計院、規(guī)劃院和運營公司的資源優(yōu)勢，歷時6年時間，形成主要科技創(chuàng)新點如下：（1）基于十年以上的城市軌道交通全網(wǎng)客流數(shù)據(jù)及線網(wǎng)數(shù)據(jù)，提出了城市軌道交通線網(wǎng)客流大跨度時空演變研究方法。深度挖掘長時間跨度下客流演變與線網(wǎng)拓?fù)渥兓鸟詈蠙C(jī)理，揭示了線網(wǎng)客流與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲g的響應(yīng)規(guī)律，對今后城市軌道交通線網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義。（2）基于多源大數(shù)據(jù)構(gòu)建了城市軌道交通既有網(wǎng)絡(luò)運營評價體系，綜合評估城市軌道交通既有網(wǎng)絡(luò)與城市空間的適應(yīng)度，并搭建了大規(guī)?？土餮葑兎抡嫫脚_和線網(wǎng)自動評價系統(tǒng)，為后續(xù)線網(wǎng)優(yōu)化工作提供理論和技術(shù)支持，進(jìn)一步推動了軌道交通向自動化和智能化的方向發(fā)展。（3）形成一套集城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)短板區(qū)域識別、拓?fù)渥兓目土黝A(yù)測體系和既有運營網(wǎng)絡(luò)約束下的線網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)化方法為一體的成熟技術(shù)，顯著提升了軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃決策的科學(xué)性，為后續(xù)線網(wǎng)優(yōu)化工作提供理論和技術(shù)支持。

本項目共計獲得專利9項、軟件著作權(quán)4項，發(fā)表高水平論文120余篇；相關(guān)成果已在北京城建設(shè)計集團(tuán)有限公司、北京市地鐵運營公司、北京市城市規(guī)劃設(shè)計研究院、中國城市建設(shè)研究院有限公司和徐州地鐵集團(tuán)有限公司等單位得到具體應(yīng)用，近三年來，項目產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到13859.58萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；相關(guān)理論及技術(shù)被央廣網(wǎng)、北京日報等主流媒體報道，社會影響積極深遠(yuǎn)。本項目經(jīng)專家組鑒定，得到專家的高度評價，認(rèn)為該項目成果創(chuàng)新性強，整體到達(dá)國際領(lǐng)先水平。本項目成果形成了系統(tǒng)的方法和技術(shù)，為今后城市軌道交通線網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)與改造提供了理論支撐和科學(xué)指導(dǎo)。

（供稿人:北京交通大學(xué)）

12、【基于異構(gòu)云的城軌列控通用集成測試平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

列控系統(tǒng)是保證城軌列車運行安全的重要裝備。我國已有58個城市建立了城軌網(wǎng)絡(luò)，城軌列控研制廠家較多且不同代級列控系統(tǒng)混合使用，導(dǎo)致城軌列控制式繁多且需要不同制式列控系統(tǒng)互聯(lián)互通，研發(fā)部門位于不同全國不同區(qū)域甚至在國外。為確保列控裝備的在城軌網(wǎng)絡(luò)中運用的安全性，迫切需要研發(fā)先進(jìn)高效的實驗室測試驗證技術(shù)，構(gòu)建用于列控系統(tǒng)裝備室室內(nèi)測試的通用測試平臺。本項目對確保城軌列車安全高效運行及列控技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新具有重要意義。

自2016年，在2016年強基工程“城市軌道交通列車通信與運行控制公共服務(wù)平臺實施方案”支持下，著力研究基于云計算高實時半實物測試技術(shù)，在城軌列控系統(tǒng)實驗室測試標(biāo)準(zhǔn)線設(shè)計及測試套件研發(fā)、通用硬件仿真接口及裝備、不同代際列控系統(tǒng)的成套仿真工具模型等方面取得突破，建成了國內(nèi)涵蓋城軌列控標(biāo)準(zhǔn)線和大量測試案例的城軌列控系統(tǒng)功能驗證標(biāo)準(zhǔn)實驗室，并成功應(yīng)用。本項目立足于當(dāng)前我國城市軌道交通缺少統(tǒng)一、通用的仿真測試平臺這一現(xiàn)狀，錨定通用性、仿真測試、云異構(gòu)、高實時等技術(shù)關(guān)鍵詞，設(shè)計了城市軌道交通通信與列車運行控制系統(tǒng)仿真測試平臺，其創(chuàng)新點如下：（1）提出了基于異構(gòu)云的異地高實時半實物仿真測試框架技術(shù)，搭建了全棧業(yè)務(wù)計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)完全虛擬化的研測一體化云平臺。（2）設(shè)計了面向不同代際列控系統(tǒng)的成套仿真工具模型，具備極高的兼容性及便利性，形成了具有互操作性，靈活配置，可復(fù)用性的通用測試驗證平臺。（3）研制了基于真實狀態(tài)表達(dá)的通用硬件仿真接口及裝備，擴(kuò)展性和可移植性強，解決不同廠商、不同制式的信號系統(tǒng)之間的硬件接口仿真測試難題。（4）開發(fā)了基于標(biāo)準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)驅(qū)動自動化測試套件，繪制并形成覆蓋產(chǎn)品全量功能的標(biāo)準(zhǔn)線路圖，滿足了不同產(chǎn)品線調(diào)試和測試數(shù)據(jù)的復(fù)用要求。

依托工業(yè)強基工程，本項目發(fā)表專利共計26篇，軟著30項，發(fā)表高質(zhì)量論文共計7篇。形成的異構(gòu)云仿真測試平臺分布全國8地，在新冠疫情不斷局部封控的2年期間，確保了各地工程項目的測試工作能夠持續(xù)、穩(wěn)定、全面的開展；同時，測試平臺的成本僅占工程額的2% ，提升了自主裝備的競爭力，實現(xiàn)了行業(yè)整體增值，帶動了整個軌道交通產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新體系的發(fā)展和行業(yè)技術(shù)水平整體升級。本項目研究成果經(jīng)專家組鑒定達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，社會效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。

（供稿人：交控科技股份有限公司）

13、【城市軌道交通運營客流風(fēng)險協(xié)同防控關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

城市軌道交通系統(tǒng)客流流線、流向相互交織，錯綜復(fù)雜，極易發(fā)生擁堵、延誤等事件，甚至踩踏等事故，為安全管理帶來很大壓力。不同情景下客流風(fēng)險在車站、線路乃至整個線路網(wǎng)絡(luò)生成、演化及傳播，是表征乘客出行安全與系統(tǒng)服務(wù)水平的關(guān)鍵指標(biāo)。目前基于管理人員經(jīng)驗對于風(fēng)險的判別主觀性非常強，基于風(fēng)險判別的應(yīng)對措施也有很大的差別且有時滯性，不能有效疏導(dǎo)客流、控制客流狀態(tài)和消解真實客流風(fēng)險。因此，如何快速地對客流風(fēng)險狀態(tài)辨識與評估，實現(xiàn)對乘客的有效疏導(dǎo)，已成為解決保障系統(tǒng)運營安全、降低客流風(fēng)險、提升服務(wù)品質(zhì)的核心問題之一，是實現(xiàn)風(fēng)險管控的迫切需求和重大科技創(chuàng)新方向。

在國家重點研發(fā)計劃支持下，本項目圍繞客流風(fēng)險防控范式、協(xié)同防控技術(shù)、風(fēng)險辨識裝置及管控平臺等方面，形成如下創(chuàng)新性成果如下：（1）首次提出了面向車站、區(qū)間以及線網(wǎng)分層分級的客流狀態(tài)模式表征與風(fēng)險動態(tài)辨識評估預(yù)測方法，構(gòu)建了面向群體行為特征的客流狀態(tài)模式集和的典型風(fēng)險場景要素屬性集，形成了動態(tài)風(fēng)險模式集驅(qū)動下的典型風(fēng)險場景生成與構(gòu)建技術(shù)，提出了狀態(tài)驅(qū)動的城市軌道交通運營客流風(fēng)險防控新范式。（2）構(gòu)建了線網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、列車運行計劃和客流出行三網(wǎng)合一的客流風(fēng)險融合推演模型和多域認(rèn)知交融的乘客與引導(dǎo)信息交互模型；提出了基于車站疏散網(wǎng)絡(luò)能力和客流分布特征的瓶頸設(shè)施辨識和均衡疏導(dǎo)方法；攻克了基于機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)模型和隨機(jī)理論的客流集散行為精細(xì)化特征刻畫關(guān)鍵技術(shù)，完成了場景驅(qū)動的城市軌道交通運營客流風(fēng)險評估與防控技術(shù)的研究。（3）首次界定了乘客異常行為和情緒特征及內(nèi)涵，構(gòu)建了基于紋理和人頭檢測相結(jié)合的場景自適應(yīng)客流密度統(tǒng)計模型，研究了基于乘客異常行為和情緒融合的乘客自動跟蹤與客流狀態(tài)智能化辨識分級方法與技術(shù)，研制了城市軌道交通運營客流風(fēng)險智能識別設(shè)備與管控平臺。

項目形成授權(quán)專利6項，論文25篇，專著2部，軟件著作權(quán)11項。相關(guān)研究成果已經(jīng)成功應(yīng)用在北京、上海、南昌、深圳、福州、西安等城市軌道交通客流風(fēng)險管控中，不僅提高城軌車站客流均衡疏導(dǎo)及車站內(nèi)客流協(xié)同誘導(dǎo)能力，降低了車站客流聚集及客流擁堵在軌道交通網(wǎng)絡(luò)上傳播的風(fēng)險，同時在客流風(fēng)險管控平臺的支撐下，提升城軌系統(tǒng)客流風(fēng)險管控智能化水平，有效地保障城軌運營安全、降低了客流風(fēng)險、提升了服務(wù)品質(zhì)和增加了運營效能。

（供稿人：北京交通大學(xué)）

14、【跨座式單軌鋼-混凝土結(jié)合軌道梁關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

跨座式單軌是車輛采用橡膠車輪騎跨于“梁軌合一”的軌道梁上運行的中運量軌道交通系統(tǒng)，具有爬坡能力大，轉(zhuǎn)彎半徑小，適應(yīng)地形能力強等特點，軌道梁是該系統(tǒng)三大關(guān)鍵技術(shù)之一，對整個系統(tǒng)的運營安全和效率有著至關(guān)重要的影響。2013年國家發(fā)改委將輕型跨座式單軌作為輕軌的主導(dǎo)模式重點發(fā)展，在交通強國戰(zhàn)略引領(lǐng)下，越來越多的中等規(guī)模城市開始構(gòu)建多層次立體化軌道交通系統(tǒng)。為此，課題組依托北京市科委《輕型跨座式單軌交通系統(tǒng)工程應(yīng)用研究》課題開展鋼-混凝土結(jié)合軌道梁關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)研究，在設(shè)計理論和方法、橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計、建造和線形控制技術(shù)等方面開展了技術(shù)攻關(guān)工作，研究成果發(fā)展了結(jié)合軌道梁設(shè)計理論，創(chuàng)新了軌道梁橋結(jié)構(gòu)形式，擴(kuò)展了跨座式單軌的適用范圍，構(gòu)建了結(jié)合軌道梁建造成套技術(shù)：（1）基于數(shù)值仿真分析和實車動力測試結(jié)果，構(gòu)建了新型跨座式單軌結(jié)合軌道梁設(shè)計方法，提出了動力系數(shù)計算公式和疲勞設(shè)計參數(shù)，發(fā)展了結(jié)合軌道梁設(shè)計理論。（2）創(chuàng)新設(shè)計了跨座式單軌新型結(jié)合軌道梁結(jié)構(gòu)，研發(fā)了連續(xù)結(jié)合軌道梁負(fù)彎矩區(qū)抗裂技術(shù)，發(fā)明了結(jié)合軌道梁融冰雪技術(shù)，擴(kuò)展了跨座式單軌的適用范圍。（3）建立了結(jié)合軌道梁制造工藝、線形控制方法和架設(shè)技術(shù)，研發(fā)了可調(diào)式球型鋼支座，形成了結(jié)合軌道梁建造成套技術(shù)，保障了結(jié)合軌道梁行車平順性控制目標(biāo)。

本項目獲得發(fā)明專利4項、實用新型專利9項、軟件著作權(quán)1項，發(fā)表科技論文7篇。研究成果應(yīng)用于蕪湖軌道交通工程，高質(zhì)量建成第一條全自動無人駕駛跨座式單軌線路，節(jié)約建設(shè)成本3360萬元，社會各界反映良好，新華社、CCTV、人民網(wǎng)眾多媒體對其進(jìn)行報道，社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益顯著。經(jīng)行業(yè)專家評審認(rèn)為在結(jié)合軌道梁動力系數(shù)與疲勞參數(shù)計算方法達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

（供稿人：中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司）

15、【山地城市地鐵工程設(shè)計建造關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

踐行交通強國戰(zhàn)略，總結(jié)重慶20多年的技術(shù)發(fā)展經(jīng)驗，依托重慶環(huán)線工程的成套技術(shù)研發(fā)與工程化應(yīng)用，山地城市地鐵工程設(shè)計建造技術(shù)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，是全球唯一榮獲菲迪克2022年度杰出項目獎的大型項目。設(shè)計建造了世界上山地城市環(huán)線運營里程最長（50.88km）、車輛型式最新（首創(chuàng)As車輛）、越江難度最大（3種橋型，3次越江）、換乘數(shù)量最多（線網(wǎng)中11條線、13座車站）、銜接能力最強（4線互聯(lián)互通、3座高鐵火車站、4座綜合公交樞紐）的工程實踐。圍繞工程建設(shè)，經(jīng)歷了10多年的科研技術(shù)攻關(guān)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)計建造標(biāo)準(zhǔn)體系，該項目成果對相關(guān)領(lǐng)域和科技進(jìn)步起到示范作用。

該項目主要創(chuàng)新成果：（1）創(chuàng)立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)適應(yīng)山地城市特點的地鐵設(shè)計、建造成套技術(shù)體系，新編《重慶市地鐵設(shè)計規(guī)范》、《地鐵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》等5部地方標(biāo)準(zhǔn)，填補了城市軌道交通技術(shù)空白，為山地城市地鐵建設(shè)提供了技術(shù)依據(jù)。（2）突破了一般地鐵線路平面轉(zhuǎn)彎半徑、縱向坡度、消防疏散等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新研發(fā)了新型限界計算、區(qū)間疏散平臺、山地城市As型車等新技術(shù)，系統(tǒng)性解決山地城市線路埋深大、轉(zhuǎn)彎半徑小、坡度陡、疏散難度大等建設(shè)難題。（3）規(guī)劃設(shè)計了國際上首個基于標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)性、網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)互通方案，研發(fā)了立體交叉聯(lián)絡(luò)線、越行站、網(wǎng)絡(luò)CBTC、COCC、全局調(diào)度系統(tǒng)等技術(shù)，首次實現(xiàn)環(huán)線與線網(wǎng)中多條射線互聯(lián)互通的運營，提高了軌道線網(wǎng)整體的運營效率。（4）自主創(chuàng)新了適用山地城市地鐵建設(shè)的多種技術(shù)工法，研發(fā)了山地盾構(gòu)法、超大斷面暗挖、大跨度越江橋梁伸縮裝置、軌道減震等山地地鐵關(guān)鍵建造技術(shù)。（5）開創(chuàng)了集一鍵開關(guān)站、智慧客服、智慧能源管控等功能于一體的山地城市綠色智慧車站應(yīng)用新技術(shù)，創(chuàng)新建造了山地復(fù)雜地形的TOD工程項目，踐行智慧城軌、綠色低碳發(fā)展理念，促進(jìn)城軌交通可持續(xù)高質(zhì)量的發(fā)展。

編制地方標(biāo)準(zhǔn)5項，授權(quán)國家發(fā)明專利13項，授權(quán)的其他知識產(chǎn)權(quán)24項，專著1部，學(xué)術(shù)論文25篇。依托工程獲得菲迪克杰出項目獎1項、省部級一等獎2項。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、應(yīng)用及效益情況：項目研究成果解決了山地城市地鐵工程設(shè)計建造關(guān)鍵技術(shù)難題，經(jīng)技術(shù)查新及專家組評價，項目成果整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，車輛技術(shù)、互聯(lián)互通技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。成果已在全國24個城市、50余條線路推廣應(yīng)用，推動科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。?

（供稿人：重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司）

16、【新一代城市軌道交通工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

本項目基于光纖光柵陣列傳感技術(shù)，結(jié)合城市軌道交通特點，在國內(nèi)率先研制出了適用于城市軌道交通隧道應(yīng)用環(huán)境的大容量、高精度、高密度、長距離、高可靠的光纖光柵陣列振動探測光纜和分布式聲波探測器，并建立了配套的生產(chǎn)檢測、工程安裝及驗收、維護(hù)維修規(guī)范，形成了隧道結(jié)構(gòu)振動安全標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫、制定了隧道結(jié)構(gòu)突發(fā)事故與病害的預(yù)警和報警策略、開發(fā)了隧道結(jié)構(gòu)健康診斷算法，最終形成了涵蓋新一代軌道交通工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)設(shè)計、制造、施工、維護(hù)維修的成套技術(shù)，填補了城市軌道交通外部入侵事件、道床結(jié)構(gòu)/軌道結(jié)構(gòu)/列車輪軸健康狀態(tài)、道床減震效果等方面實時在線監(jiān)測與評估的技術(shù)空白，有效彌補保護(hù)區(qū)人工巡線存在空窗期、基于結(jié)構(gòu)“表面特征”的人工巡檢方式的不足，為城市軌道交通安全可靠運行與科學(xué)養(yǎng)護(hù)維修提供堅實的技術(shù)支撐，對推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有重大意義。

該項目的主要創(chuàng)新點如下：（1）首創(chuàng)基于大容量光柵陣列傳感網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)實現(xiàn)地鐵隧道工程結(jié)構(gòu)狀態(tài)全時全域在線實時監(jiān)測功能。（2）率先實現(xiàn)了軌道交通隧道結(jié)構(gòu)全線非預(yù)期施工作業(yè)的及時感知，尤其是突破性實現(xiàn)了對地勘鉆探施工振動信號極弱但對地鐵隧道結(jié)構(gòu)威脅很大的入侵事件實時監(jiān)測和準(zhǔn)確報警。（3）創(chuàng)新性地引入大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的相似度概念，通過對地鐵線路道床和隧道管壁上不同測區(qū)、不同趟次的來車振動數(shù)據(jù)進(jìn)行信號特征及相似度分析，實現(xiàn)對輪軌關(guān)系狀態(tài)、軌道缺陷、道床減振效果、隧道結(jié)構(gòu)狀態(tài)的診斷與評估。

項目原創(chuàng)性強，已獲授權(quán)發(fā)明專利3項、實用新型專利授權(quán)6項、軟件著作權(quán)6項。

本系統(tǒng)根據(jù)結(jié)構(gòu)性能及其退化趨勢給予日常管養(yǎng)建議，延長結(jié)構(gòu)使用壽命，節(jié)約維護(hù)成本。以武漢地鐵為例，每修復(fù)或加固一環(huán)盾構(gòu)管片需耗時1周（3個臺班）、耗資約25萬元，此外還可以提供在線實時監(jiān)測管理平臺，提升工作效率，實現(xiàn)減員增效，以武漢地鐵8號線（39公里）為例，目前配置地保巡線人員42人，有監(jiān)測系統(tǒng)保障12個人已足夠，可節(jié)約人力資源約70%。

本系統(tǒng)自2021年5月首段開通和2021年11月全線開通以來，已在武漢地鐵8號線正式應(yīng)用一年多時間，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、應(yīng)用效果良好，目前武漢及外地多個城市地鐵公司正推動在地鐵線路中陸續(xù)應(yīng)用該系統(tǒng)。

?（供稿人：武漢地鐵集團(tuán)有限公司）

17、【城市軌道交通礦山法隧道工程施工智能監(jiān)測預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

本項目以城市軌道交通礦山法施工為研究對象，圍繞隧道工程安全施工信息化核心需求，針對礦山法地鐵隧道施工的工程特點與風(fēng)險特征，以傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等為引領(lǐng)，研制地面、隧道幾何位移自動化監(jiān)測傳感器及其集成系統(tǒng)；研發(fā)了安全風(fēng)險預(yù)控及監(jiān)測管理平臺實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理及分析；構(gòu)建針對礦山法施工風(fēng)險的監(jiān)測預(yù)警防控體系并在廣州地鐵部分線路展開示范應(yīng)用。

通過對項目研究成果的整理提煉，取得成果如下：（1）研制了針對城市軌道交通礦山法隧道工程監(jiān)測的成套設(shè)備，填補了礦山法施工過程中前方土體態(tài)勢自動化監(jiān)測的技術(shù)空白，提高了現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)水平；相關(guān)成果取得了5項國家發(fā)明專利授權(quán)。（2）開發(fā)了《軌道交通工程安全風(fēng)險預(yù)控系統(tǒng)(手機(jī)端)》《軌道交通工程安全風(fēng)險預(yù)控系統(tǒng)(PC端)》《礦山法施工風(fēng)險監(jiān)測預(yù)控平臺》并取得了計算機(jī)軟件著作權(quán)，實現(xiàn)了礦山法隧道工程的多源傳感器動態(tài)監(jiān)測管理、風(fēng)險動態(tài)評估及安全風(fēng)險預(yù)控等功能，為工程建設(shè)各方提供科學(xué)高效的應(yīng)用平臺。（3）完成了《礦山法施工風(fēng)險有限元初步分析及預(yù)警防控體系研究分析報告》、《暗挖法隧道施工監(jiān)測技術(shù)指南》，首次建立了軌道交通礦山法預(yù)警防控體系，為四項傳感器的埋設(shè)方法及工藝提供了指導(dǎo)，科學(xué)高效的指導(dǎo)軌道交通礦山法施工。（4）依托本項目的研究成果和城市軌道交通監(jiān)測的豐富工程經(jīng)驗，主編了《城市軌道交通既有結(jié)構(gòu)保護(hù)監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ/T 15-231-2021）等規(guī)范，為促進(jìn)城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。（5）項目組總結(jié)了項目相關(guān)成果和經(jīng)驗在國內(nèi)外各大期刊發(fā)表《基于智能全站儀的地鐵隧道自動化監(jiān)測精度分析及驗證》《Automatic subway tunnel displacement monitoring using robotic total station》等論文4篇。

采用研制的礦山法施工信息化監(jiān)測軟硬件系統(tǒng)，結(jié)合構(gòu)建的施工風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警防控體系，在廣州市軌道交通五號線東延段、十二號線及同步實施工程、十三號線二期、十一號線及廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設(shè)等工程中應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本項目于2022年12月2日通過了科技成果鑒定，鑒定委員會認(rèn)為該研究成果達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

?（供稿人：廣州地鐵集團(tuán)有限公司）

18、【軟土地層城市軌道交通隧道韌性結(jié)構(gòu)體系及數(shù)字化技術(shù)】

項目獲 2022 年度城市軌道交通科技進(jìn)步獎一等獎

紹興地處錢塘江口的海相沉積地層，軟土的不均勻性比長江口的海相沉積層更為顯著，地鐵盾構(gòu)隧道的服役安全挑戰(zhàn)比上海等地更為嚴(yán)峻。國內(nèi)外類似軟土地層中地鐵盾構(gòu)隧道均存在嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)變形、開裂、滲漏水等病害案例，威脅地鐵線路的安全和高品質(zhì)運營，以至于不得不投入大量資金進(jìn)行糾偏、維修，停運整治工作嚴(yán)重影響正常的運營組織和周邊地塊開發(fā)。為保障紹興地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)全生命周期內(nèi)的服役性能，項目組開展聯(lián)合攻關(guān)，在韌性隧道結(jié)構(gòu)、地層綜合處治和工程數(shù)字化建管等三個方面取得了技術(shù)突破：（1）研發(fā)了適應(yīng)線路周邊環(huán)境變化特征的盾構(gòu)隧道韌性主體結(jié)構(gòu)：開展了極限加卸載工況下錯縫拼裝盾構(gòu)隧道的系列足尺試驗，優(yōu)化了錯縫拼裝盾構(gòu)隧道的主體結(jié)構(gòu)和防水密封墊設(shè)計。足尺試驗顯示，韌性隧道結(jié)構(gòu)的容許極限收斂變形提升37%，極限卸載量提升141%，顯著提高了隧道的結(jié)構(gòu)韌性。在國內(nèi)首次大范圍開展了韌性隧道結(jié)構(gòu)的工程實踐，保障了紹興市城市軌道交通隧道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的服役品質(zhì)。（2）創(chuàng)建了適應(yīng)軟土空間變異性質(zhì)的隧道穿越地層綜合處治技術(shù)：建立了隧道-土體的系統(tǒng)剛度計算理論，提出了隧道與土體系統(tǒng)剛度協(xié)調(diào)的設(shè)計新方法，創(chuàng)建了基于變形與沉降預(yù)控的軟土地層分區(qū)分類加固設(shè)計技術(shù)和加固注漿工藝。采用該技術(shù)，紹興市城市軌道交通成形隧道橢圓度大幅下降，超過90%隧道環(huán)的橢圓度小于3‰D，顯著提升了盾構(gòu)隧道與土體系統(tǒng)的抗變形能力。（3）建立了軟土地層地鐵盾構(gòu)隧道全生命周期的數(shù)字化管理模式：以全生命周期視角統(tǒng)籌隧道設(shè)計生產(chǎn)、施工建設(shè)、運維養(yǎng)護(hù)各階段；基于BIM自主研發(fā)了管片參數(shù)化設(shè)計、盾構(gòu)隧道生產(chǎn)運輸信息移交、拼裝施工物聯(lián)感知、資產(chǎn)檔案建檔及移交、資產(chǎn)健康狀況監(jiān)測等技術(shù)及解決方案，以統(tǒng)一的BIM模型、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)在工程建設(shè)領(lǐng)域突破了全生命周期數(shù)字化管理技術(shù)，引領(lǐng)了軌道交通行業(yè)工程數(shù)字化發(fā)展。

項目總體技術(shù)在中國城市軌道交通協(xié)會鑒定為達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中軟土地層與盾構(gòu)隧道剛度協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)體系達(dá)到國際領(lǐng)先水平。成果直接應(yīng)用于紹興市城市軌道交通1、2號線區(qū)間隧道的設(shè)計、施工及管理工程，推廣應(yīng)用于杭州、寧波等類似軟土地層盾構(gòu)隧道。主編參編國家行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)7項，授權(quán)專利24項（其中發(fā)明專利17項），發(fā)表論文21篇，工法3項，出版專著1部，近三年累積新增產(chǎn)值9.70 億元，經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益顯著。

?（供稿人：紹興市軌道交通集團(tuán)有限公司）