2020年度城市軌道交通科技進步獎獲獎項目展示

2020年度中國城市軌道交通協會“城市軌道交通科技進步獎”評選工作已全面結束。協會共收到116項成果的申報材料，經形式審查和推薦審查，共有81個項目通過審核，提交至評審委員會進行評審。

按照《中國城市軌道交通協會城軌科技進步獎獎勵辦法》和《中國城市軌道交通協會城軌科技進步獎實施細則》的規定，經中國城市軌道交通協會城軌科技進步獎評審委員會組織專家初評、復評以及獎勵委員會審定，并通過網絡公示，共有27項成果獲得本年度城市軌道交通科技進步獎，現決定授予“面向網絡化運營的互聯互通CBTC關鍵技術及成套裝備與示范應用”等1項成果為特等獎，授予“飽和軟土復雜環境地鐵盾構隧道結構安全與耐久性關鍵技術”等11項成果為一等獎，授予“全程無網儲能式有軌電車關鍵技術研究及應用”等15項成果為二等獎。

特等獎

項目名稱：面向網絡化運營的互聯互通CBTC關鍵技術及成套裝備與示范應用

申報單位：重慶市軌道交通（集團）有限公司、交控科技股份有限公司、北京交通大學、北京華鐵信息技術有限公司、通號城市軌道交通技術有限公司、浙江眾合科技股份有限公司

完成人：王峙、樂梅、王偉、林莉、張軍、黃友能、薛勝超、張宇川、張興健、秦小虎、文成祥、夏波、代守雙、楊婧、鄧雷、李天然、黃鹿原、谷寶慧、趙紅禮、張晉愷、劉桂宏、李錚、張德明、姜慶陽、郭曉明、劉魯鵬、陳大旭、邊勁飛、謝勝茂、胡順定

項目簡介：

我國城市軌道交通行業發展迅猛，線網規模不斷擴充，極大地方便了城市居民的出行。與此同時，軌道線路間互通性差，運營孤立性高等問題日益凸顯，阻礙了市民出行體驗的提升。亟需研究更高效的面向網絡化運營的互聯互通CBTC技術，實現城市軌道線路間互聯互通機制，提升資源調度的科學性，提高居民出行的服務體驗。

本項目立足當前城市軌道交通孤島式運營現狀，瞄準各線路間信號控制協同性弱的難題，提出了軌道交通互聯互通CBTC系統，其創新點如下：

1.首次創建了互聯互通的CBTC系統架構模型，提出了互聯互通CBTC系統的設計原則，突破了互聯互通CBTC系統行車安全保障的關鍵技術；

2.構建了具有完全自主知識產權的互聯互通CBTC系統的標準體系，自主研發了成套標準裝備，填補了國內空白；

3.提出了基于屬性集等價劃分的準入測試方法，構建了基于ATML（Automated Test Markup Language）標準架構的仿真測試平臺通用模型，為有限工期下完成指數級案例測試任務提供了高效的解決方案；

4.建立了基于關鍵鏈的多項目進度管理方法，提出了基于動態客流仿真模型的網絡化運營組織策略，為后續網絡化建設和運營模式的改進奠定基礎。

依托重慶互聯互通CBTC系統示范工程發布團體標準（已被納入國推認證目錄）17部、地方標準1部，發表論文18篇、專利41項。在科技進步方面，互聯互通CBTC系統的系列技術標準填補了IEEE1474和IEC62290標準在軌道交通互聯互通方面的空白。在經濟效益方面，初步測算，新建及規劃建設的20條線路所配屬車輛的檢修任務，將共減少用地約900余畝，可節約征地拆遷費用近40億，運營收益提高8%至10%。在社會效益方面，截至2019年1月，參與本項目的信號廠商市場占比高達70%，極大提升了自主裝備的競爭力。2020年9月，重慶4號線唐家沱前往環線圖書館，可無需換乘直接抵達終點，減少出行時間13分鐘，大大提高乘客服務水平。

本項目研究成果經中國城市軌道交通協會鑒定達到了國際領先水平，社會與經濟效益顯著，具有廣泛的推廣應用價值。

一等獎

項目1

項目名稱：飽和軟土復雜環境地鐵盾構隧道結構安全與耐久性關鍵技術

申報單位：上海申通地鐵集團有限公司，同濟大學，上海隧道工程有限公司，上海市隧道工程軌道交通設計研究院，上海地鐵盾構設備工程有限公司，上海市城市建設設計研究總院(集團)有限公司

完成人：畢湘利、王秀志、張小會、吳迪、劉洪波、李剛、鞠麗艷、周亮、黃小平、陸明、張恒、徐正良、何小玲、狄宏規、張中杰、曹偉飚、周希圣、何超、陳君、史海舟

項目簡介：

上海地鐵具有超大規模網絡、軟弱土層條件、復雜易變環境等特征，保障百年服役期內隧道的結構安全與耐久是面臨的重大挑戰，一旦發生問題，社會影響極重、維修整治極難、經濟損失極大，倫敦地鐵曾因部分隧道管片混凝土剝落、鋼筋銹蝕等問題而頻繁長時間停運整治，嚴重干擾了正常的運營計劃，并造成巨額經濟損失。為此，針對盾構隧道的結構安全與耐久展開聯合攻關，在多項關鍵技術方面取得了突破：

1.提出了復雜環境中盾構隧道的精細化設計技術。揭示了盾構隧道附加靜、動荷載的變化特征，建立了外部荷變條件下盾構隧道荷載新模式；提出了盾構隧道管片的標準化設計，從源頭上解決了生產、建設、維養過程中超大規模線網的多方協同難題；針對特殊條件，發明了盾構隧道新型快速接頭襯砌結構，成型隧道接縫張開和錯臺均小于0.5毫米，較現行規范提升一個數量級。

2.研發了基于耐久性控制的盾構隧道的材料標準體系與施工控制技術。建立了盾構隧道混凝土原材料及襯砌、防水成品質量標準體系，研發了管片自動生產流水線，有效提升了盾構隧道結構部件的耐久性能；提出了中心城區盾構隧道掘進-排土-注漿-拼裝同步控制技術，大幅減少施工初始缺陷，超過90%隧道的拼裝橢圓度小于4‰D，顯著優于國內外同類技術。

3.首創了運營期盾構隧道健康監測-狀態評估-病害整治成套技術。研發了運營地鐵隧道結構病害快速檢測裝備，率先提出了盾構隧道結構服役性能評估標準，實現了超大規模線網隧道狀態的快速感知；開發了盾構隧道結構加固、變形整治、注漿堵漏等工藝及設備平臺，整治后隧道橫徑增量小于0.2%，沉降增量小于10毫米，有效保障了軌道交通的安全運營。

成果直接應用于上海超大規模線網盾構隧道的設計、施工及維養工程，推廣應用于寧波、杭州、南京等類似軟土地層盾構隧道和新加坡地鐵工程。獲授權專利28項，發表論文21篇，形成國家級工法2項，軟件著作權6項，出版專著2部，主編參編行業地方標準7部，近三年累積新增產值9億元，經濟、社會、環境效益顯著。

項目2

項目名稱：富水巖溶發育條件下復合地層地鐵盾構工程成套關鍵技術研究與應用

申報單位：廣州地鐵集團有限公司、廣州軌道交通建設監理有限公司、廣州地鐵設計研究院股份有限公司、中國鐵建重工集團股份有限公司、廣東華隧建設集團股份有限公司、廣州大學、中鐵十一局集團有限公司

完成人：竺維彬、易覺、程永亮、鐘長平、黃輝、張志良、米晉生、林本海、張華、萬維燕、黃威然、李新明、羅淑儀、暨智勇、袁守謙、龍華東、姚金、唐仁、李應姣、肖京

項目簡介：

盾構法用于富水巖溶復合地層修建地鐵隧道面臨以下問題：富水巖溶復合地層的勘探是世界難題；傳統單一模式土壓盾構機或泥水盾構機難以適應該類地層中水、土、巖、洞變化復雜的工況；盾構隧道開挖始發/到達、人工進倉換刀環節都易引發塌方。廣州地鐵集團在廣州地鐵2、5、9號線和8號線北延段遇到的富水巖溶復合地層隧道建設中，成功地開展盾構設備技術、勘察技術、盾構施工工法、施工應急設備創新，形成國際領先水平的“富水巖溶發育條件下復合地層盾構工程成套關鍵技術”。

本項目首創了具有國際領先水平雙模盾構成套技術及裝備。（1）發明雙模盾構切換技術及裝備，突破了傳統單一模式盾構設備只能適應某一種地層環境的功能局限性。（2）發明雙倉并/串聯采石箱技術及裝備，極大地降低盾構噴涌、滯排概率。（3）發明盾構設備刀具磨損智能檢測技術及裝備，實現刀具損壞及時發現、及時更換。

本項目創建了富水巖溶復合地層盾構工程全過程綜合勘察智能化數據賦能模型。建立基于現場采集數據與歷史數據、鉆探數據與物探數據相結合的地質特征分析模型，對數據進行智能化的清洗和篩選，由此建立地質特征數據庫；建立具有深度學習能力的算法模型對數據進行處理，從而獲得勘探工程的地質結構特征數據；建立具有深度學習能力的決策模型，指導工程風險控制。

本項目發明了富水巖溶復合地層盾構施工始發/到達、進倉換刀兩大環節的平衡穩定技術。（1）首創裝配式可循環利用的鋼套筒密閉平衡始發/到達技術，保障了盾構安全始發和到達；（2）首創冷凍刀盤換刀技術，研發出具有冷凍加固開挖面的盾構機刀盤，實現快速進倉更換刀具，可在傳統加固方法無法實施的工況下換刀。

本項目發明了世界首臺針對富水巖溶地層塌方搶險的同步綜合處理工程車。實現盾構掘進同步監控、圍蔽、處理，最大程度降低塌方對社會的影響。

本項目共授權發明專利10項（其中PCT國際專利1項），實用新型專利2項，軟件著作權2項；出版專著3部；參編國家標準1項；獲得省級工法4項；發表核心期刊論文2篇，國際論文1篇。

經錢七虎院士、陳湘生院士、國際隧協嚴金秀主席等專家鑒定，一致認為項目成果達到國際領先水平。本成果不僅成功地應用于廣州地鐵巖溶區的隧道建設，還推廣到杭州、南寧等多個城市。經濟效益顯著，近三年僅完成單位設備和相關工程的利潤達6.83億元。

項目3

項目名稱：城市軌道交通云平臺創新研究與應用

申報單位：呼和浩特市城市軌道交通建設管理有限責任公司、交控科技股份有限公司、中國鐵路設計集團有限公司、華為技術有限公司、北京交通大學

完成人：劉占英、朝魯、王偉、樊艷、王曉東 、章文亮、麻永華、劉超、張振義、陳瑞軍 、孟偉君、楚研、王彪、李申、劉芽、劉楠、楊瑞超、燕飛、劉海建、文翔

項目簡介：

截至2019年底，我國大陸地區共有40個城市開通城市軌道交通運營線路208條，擁有4條及以上運營線路且換乘站3座及以上的城市19個，占已開通城軌交通運營城市總數的47.5%。

隨著開通線路逐漸增多，傳統建設模式存在的局限性日益明顯。傳統建設模式下的各業務系統分別獨立設置、孤島運行，存在系統架構復雜、層級多、設備配置數量眾多且利用率低等問題，為城市軌道交通的運營、維護和管理帶來了諸多不便。既有的單專業或單線路采用云平臺承載方式，難以產生規模化效應，不能從根本上解決目前存在的問題，所以研究一套城市軌道交通云平臺用于解決當前存在的問題，十分重要且緊迫。

本項目在呼和浩特市重大科技專項支持下，歷經三年技術攻關，緊跟智慧城軌發展方向，瞄準適用于城軌行業分散建設成本高、數據共享能力差、系統信息化程度低等核心難題，攻克了多線路多業務綜合承載、縱深安全防護體系、線網級系統配置等關鍵技術，打造了城市軌道交通云平臺集成創新并完成示范應用。

系統主要創新點包括：

1.打造了全業務承載的城軌云平臺；

2.創建了城軌云縱深防御安全體系；

3.構建了城軌云新運維模式。

本項目形成了專利45項、論文19篇、軟件著作權18篇、云平臺相關著作2篇、白皮書2份，整體技術達到國際領先水平。在云平臺構建方式下，相比傳統分散獨立建設模式，呼和浩特地鐵1、2號線信息化系統成本總體節省約38.4%，并隨著后續線路接入云平臺，其經濟效益將進一步提升。該項目成果可滿足安國22座城市超過100條線路的云平臺建設需求，預計市場份額達到200億元。

該項目的研究可大幅降低城軌信息化系統建設、維護成本，縮短業務上線周期，提升云平臺裝備技術水平，發揮了示范效應，帶動一大批企業開展基于云平臺的智慧應用，促進了產業鏈發展，為我國智慧城軌建設和推廣有很大的促進作用。

項目4

項目名稱：輕型跨座式單軌道岔系統關鍵技術研發及應用

申報單位：中鐵工程設計咨詢集團有限公司、蕪湖市軌道交通有限公司、蕪湖力鈞軌道裝備有限公司、中鐵科工集團有限公司、北京交通大學

完成人：于勝利、雷慧鋒、解麗霞、劉亞東、汪毅明、張建東、武農、何勇、王冬、徐永、繆正祥、李雅紅、劉俊、李琦、周訓霖、王斌杰、劉彥宏、王麗娜、李卓然、林耀

項目簡介：

本項目屬于單軌交通軌道技術領域。近年來，隨著我國城市化建設的不斷推進，發展體量更小、地形適應能力更強，工程造價更低，更適合中等城市的輕型跨座式單軌已勢在必行。2014年國家發改委發布《中等城市發展輕型單軌的有關建議》，鼓勵中等城市選擇經濟、環保、高效的輕型單軌系統，我國輕型跨座式單軌已迎來黃金發展期。

道岔是跨座式單軌交通系統中的三大關鍵技術之一，對整個系統的運營安全和效率有著至關重要的影響。通過對輕型跨座式單軌交通技術特點及國內既有道岔結構、參數的分析，發現輕型單軌正線載客或速度較高地段面臨著缺乏適用道岔的尷尬局面，且既有道岔機構復雜、價格高昂。因此，研發出適用性好、經濟性佳、結構簡單的輕型跨座式單軌道岔產品迫在眉睫。

為此，本項目研究形成整體梁平轉道岔技術，驅動、鎖定及轉轍避讓技術，道岔參數計算理論及設計方法，道岔梁壽命仿真計算技術，智能化實時在線診斷技術，整體梁一體化生產和現場一次性安裝到位技術，成功研發兩種新型跨座式單軌道岔，最大過岔速度和系統能力可分別達到40公里/小時、30對/分鐘，能夠較好地滿足輕型跨座式單軌需求，既解決了國內輕型跨座式單軌缺乏適用道岔的難題，又提升了過岔速度和線形平順性，簡化了道岔結構，降低造價40%以上，提高了工程適應性、系統安全性和智能化水平。

研究成果獲得2項國家發明專利和25項實用新型專利，具有自主知識產權，并形成團體標準《跨座式單軌交通道岔》1部。在城軌協科技成果評價中，經杜彥良院士等十位專家評審，認為本成果整體達到國際先進水平。研究成果是當前我國輕型跨座式單軌交通建設急需的技術，填補了我國輕型跨座式單軌道岔系統空白，契合我國輕型跨座式單軌輕量化、簡約化以及提高裝備自主化、智能化的要求，將有力推動輕型跨座式單軌的廣泛應用、單軌行業的技術進步及我國軌道交通多制式協調發展。

研究成果已運用于蕪湖、柳州等軌道交通項目，獲得業主及同行好評；為生產單位創收超過1億元；并已在濰坊、邯鄲、桂林等多個單軌項目設計中被采用；已被納入國家標準《跨座式單軌交通單開道岔》《跨座式單軌設計標準》及城軌協團體標準《輕型跨座式單軌交通設計導則》。基于本項目研發道岔良好的技術經濟性、已有成功應用案例并納入國家及行業標準的成熟性以及輕型跨座式單軌的廣闊發展前景，研究成果將產生巨大的經濟效益和社會效益。

項目5

項目名稱：軌道交通車載高頻輔助變流關鍵技術研究及其應用

申報單位：株洲中車時代電氣股份有限公司、成都地鐵運營有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司、深圳市地鐵集團有限公司、杭州市地鐵集團有限公司

完成人：劉可安、趙清良、饒沛南、張小勇、王黎、謝偉、田慶、周光海、肖國軍、周帥、曾明高、張慶、周峰武、耿志東、楊奎、劉清、閆磊、梁錦發、魏周艷、林浩

項目簡介：

為了響應國家“十三五”計劃的低碳環保的可持續發展戰略，以及提高關鍵核心技術競爭力的交通強國戰略需求，開展了高效、高功率密度、高性能、低噪音的軌道交通車載高頻輔助變流器關鍵技術研究及其應用項目。該項目是事關軌道交通產業核心競爭力、整體自主創新能力和國家經濟發展的戰略性、基礎性、先進性關鍵技術和平臺研發。

項目經歷了技術攻關、樣機試制、型式試驗、裝車考核與批量應用，完成了軌道交通車載高頻輔助變流關鍵技術研究及其應用。本項目對LLC諧振軟開關、三電平斬波、級聯變換系統、分裂電容式三相四線制、比例諧振控制、系統故障診斷與保護等關鍵技術進行了重點攻關研究。其主要科技創新如下：

1.發明基于LLC諧振軟開關技術的功率模塊、控制單元、冷卻系統和變流器裝置；開發出多輸入電壓制式、多功率等級的高頻輔助變流器平臺。

2.提出一種基于“孤島”散熱技術和無線隔離驅動電源技術的絕緣系統，首次開發出高壓DC3000V供電的高頻輔助變流器。

3.提出一種自適應死區最優控制方法、一種箝位式脈寬補償關斷控制方法和一種并聯系統的直流電壓魯棒性控制方法，確保輔助變流器安全、可靠運行。

4.發明一種集成式大功率LLC高頻變壓器，實現變壓器小型化、集成化，降低其設計和制造難度。

項目研制的高頻輔助變流器功率密度達到284VA/kg，相對既有工頻輔變產品提升90%以上；效率達到94.3%，損耗降低40%，并有效降低了電磁噪音，具有良好的環境友好性。

項目實施過程中獲授權國家專利31件，其中發明專利14件，國家標準1項，行業標準2項，論文21篇，技術和產品具有完全自主知識產權。

研制的高頻輔助變流器已在地鐵、低地板車、動車組及機車等領域實現了裝車應用，并成都、杭州、寧波及深圳等地實現了商業運營,累計30個項目，形成商業訂單3000臺，其中裝車約2000臺，累計銷售額共計約7億。

本項目整體技術達到國際領先水平，推動了輔助變流產品的高頻化、高效化、輕量化和小型化，促進了軌道交通高端裝備的技術發展。

項目6

項目名稱：城市軌道交通與大型市政道路合建沉管隧道關鍵技術與應用

申報單位：中鐵（天津）隧道工程勘察設計有限公司、佛山市新城開發建設有限公司、中鐵第六勘察設計院集團有限公司、上海交大海科檢測技術有限公司、交通運輸部廣州打撈局

完成人：賀維國、葉桂瑩、周華貴、蔣洪軍、厲紅星、曹威、沈永芳、林金雄、程曉明、劉文駿、胡斌、戴新、李彬、呂洋、梁浩杰、褚凱、周麗芳、王洪剛、李吉坤、張興宇

項目簡介：

本項目屬建筑工程-地下空間領域。隨著城市快速發展，城市交通資源日益緊張，尤其作為連接樞紐功能的過江通道常成為城市交通堵塞重災區，城市過江交通逐漸向多車道、復合交通方向發展。本項目依托工程廣州市～佛山市軌道交通地鐵二期工程瀾石站～世紀蓮站區間過江隧道（佛山市東平隧道），是國內斷面最寬公鐵合建沉管隧道工程，建設過程中面臨斷面超寬、河道狹窄、水流速度大、軌道交通沉降控制嚴格、城市核心區環保要求高等諸多難題。項目組歷經10年，開展了公鐵合建沉管隧道沉降控制、管節浮運沉放、水中質量檢測、綠色修建等關鍵技術的研究，形成如下創新成果:

成果一：建立了成套沉管隧道基礎沉降計算理論及控制技術。首次提出一種適用于沉管隧道基礎沉降理論；構建了沉管隧道砂基礎無損檢測方法及評價體系；研發了新型管節接頭限位和減載技術，有效保障了城市軌道交通運營安全。

成果二：研發了大流速、繁忙狹窄航道條件下超寬非對稱斷面沉管隧道管節安全浮運、精準沉放對接技術 。開發了超寬非對稱斷面管節浮運、沉放模型試驗平臺；提出了連續接力絞拖+全球定位精準導航技術；發明了可調可重復利用的導向對接系統和高精度定位沉放控制系統。

成果三：構建了沉管隧道管節水中作業質量與安全控制體系。研發了系列水下質量檢測設備及軟件，構建了規范化、數字化的管節水中作業質量與安全控制體系。

成果四：開發了系列城市軌道交通沉管隧道綠色修建技術。研發了城市軌道交通過江隧道與市政隧道集約用地建設技術、旁建干塢、多維綜合爆破控制技術和大流速條件下沉管頂部覆蓋層防護技術等系列沉管隧道綠色修建技術。

項目獲授權發明專利16項、實用新型專利35項、軟件著作權25項；主編國家、地方標準6部，參編國家標準1部；編寫專著4部，公開發表學術論文50余篇。成果整體應用于國內外最大規模公鐵合建沉管隧道佛山東平隧道，推廣應用到南昌、廣州多座沉管隧道工程建設中，直接節約工程造價11億元，節約城市核心區土地8.5萬平方米。

研究成果經專家鑒定達到國際領先水平。

項目7

項目名稱：軌道交通智慧車站系統關鍵技術研究與示范應用

申報單位：上海申通地鐵集團有限公司、上海市隧道工程軌道交通設計研究院、上海電科智能系統股份有限公司、國電南瑞科技股份有限公司、上海期安智能科技有限公司、上海電氣自動化設計研究所有限公司、同濟大學

完成人：劉純潔、陳鴻、張立東、姜臻祺、蔡佳妮、鄧冉然、單曉強、黃志剛、馬偉杰、何潔、孫煜、溫彤、吳強、翟鳴、黃新林、許超、熊天圣、韓玉雄、烏家玫、張浩

項目簡介：

本項目屬于軌道交通車站運營與控制管理領域。項目首創軌道交通智慧車站體系架構，構建智慧車站系統集成平臺，實現智慧運營管理目標，技術成果在城市軌道交通行業廣泛應用，主要創新成果如下：

1.率先提出軌道交通智慧車站系統的體系架構，攻克跨網數據擺渡、多源數據融合和智能場景聯動等關鍵技術，研制開發智慧車站系統集成平臺，實現車站設備智能運行、車站人員精確定位、車站態勢總體感知和車站業務閉環管理，有效提升車站運營管理效率和精細化管理能力。

2.首次應用基于關聯系統的設備故障智能診斷方法和故障診斷邏輯網絡拓撲排序和存儲方法，構建設備智能維護系統，實現軌道交通車站設備健康狀態監測與智能預警，有效提升車站設備管理和安全保障能力。

3.首次應用基于歷史判決的多頻譜感知技術和大數據輔助視頻傳輸技術，實現客流狀態智能感知，有效提升系統綜合感知能力，支撐智能分析和智能預警系統應用。

4.首次提出車站客流狀態多源感知與實時預警的系統方法，為車站客運組織提供智能化和可視化手段；首次采用基于特征檢測和規則判斷的攝像機定位方法，保障視頻分析質量和精準率；首次提出基于位置的乘車智能引導系統，全面提升車站客運服務能力和乘客體驗。

獲授權專利17項（其中發明專利10項、實用新型專利7項），發表論文19篇，登記軟著17項，制定技術標準13項（其中國家標準1項，地方標準2項）。研究成果率先在上海地鐵應用，典型車站開站和關站時間從30分鐘壓縮到8分鐘左右，設備巡檢實現自動化，操作管理效率提升30%，管理優化和崗位復合3人/站，同時為乘客和特殊人群提供豐富全面的資訊和自助服務，極大提升了公眾的出行體驗，為軌道交通產業創新發展闖出一條新路。技術成果已在上海、西安等城市得到廣泛應用。

項目總體技術達到國內領先水平（全球首創，國外城軌尚無智慧車站應用先例）。創造直接經濟效益7.5億元，每年服務乘客舒心出行近億人次，成為智慧地鐵建設和城軌高質量發展的重要抓手。

項目8

項目名稱：新一代城軌市域列車制動系統關鍵技術及應用

申報單位：北京縱橫機電科技有限公司、中國鐵道科學研究院集團有限公司、鐵科縱橫（天津）科技發展有限公司

完成人：孟紅芳、范榮巍、饒東、林榮文、王樂、 曹建行、楊萬坤、焦毅、張寶、王碩、呂寶佳、張勇、趙春光、于建斌、王正杰、王喆、郭奇宗、田敬東、張慶爽、郝亮

項目簡介：

近年來，我國大力推進城市軌道交通產業關鍵技術研發及產業化，積極踐行“科技強國、交通先行”戰略方針，國內城軌車輛制動系統取得較快的發展，產品已批量運用。但為了進一步提升車輛安全性、可靠性、降低運用維護成本，對車輛制動系統及關鍵部件進行標準化設計。本項目在城市軌道交通車輛制動系統關鍵技術及受國外制約的短板技術領域開展自主研發和創新研究工作，推動城軌交通裝備產業升級。

主要科技內容：

1.突破了城軌市域列車以太網控車技術，開發了基于以太網的制動控制系統，實現多網融合控制，并率先在國內批量裝車運用；掌握了減速度閉環控車技術，并率先在國內裝車，提升車輛制動控制精度及乘客舒適度；

2.國內首次自主搭建了適用于城軌市域列車的制動系統創新平臺，開發了基于平臺化、模塊化、輕量化的車控和架控制動控制系統，積極踐行國家能源發展戰略和節能環保發展要求；

3.推動我國城市軌道交通行業制動系統及核心部件行業技術標準制定，主導編寫了《城市軌道交通車輛制動系統行業技術規范》系列標準，解決了我國城軌制動系統無匹配標準的問題；

4.自主開發了城軌車輛用輕量化鋁基復合材料制動盤，掌握了鋁基復合材料制動盤的批量生產工藝和質量控制體系，打破國外技術壟斷，在國內首次實現鋁基復合材料制動盤批量化裝車應用。

知識產權情況：發明專利2項，計算機軟件著作權2項，實用新型5項，發表論文3篇，成果擴充10項城市軌道交通車輛制動系統標準。

技術經濟指標：

（1）常用制動和緊急制動EB的沖動極限≤ 0.75m/s3。

（2）緊急制動減速度滿足初速度160km/h時大于1.2m/s2。

（3）制動響應時間滿足緊急制動EB≤1.5s；

（4）以太網傳輸速率：10～100Mbps；

（5）與傳統鑄鋼、鑄鐵制動盤相比，鋁基復合材料制動盤減重40%。

成果推廣運用及社會經濟效益：本項目成果的制動系統應用于32條城軌線路，截止2019年累計收入83337萬元，累計新增稅收14135萬元。掌握了核心技術，培養了專業人才，為“交通強國”、“科技強國”戰略提供了有力支撐。

項目9

項目名稱：全自動運行信號系統關鍵技術在機場空側捷運系統中的研究及應用

申報單位：上海機場(集團)有限公司、上海申通地鐵集團有限公司、上海富欣智能交通控制有限公司、上海國際機場股份有限公司、上海申通軌道交通研究咨詢有限公司、上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司、上海申凱公共交通運營管理有限公司、中車長春軌道客車股份有限公司、中鐵上海設計院集團有限公司

完成人：畢湘利、吳昊、林晨、田益鋒、張悅、周欣、倪尉、劉建、林一帆、齊玉文、豐文勝、許巨川、李廣斌、毛亮、陳祥、范慶寶、張凱、顧利東、陳麗君、謝斌

項目簡介：

本項目所屬科學技術領域：交通運輸與安全。民航業是我國經濟社會發展重要的戰略產業。中國民用航空發展第十三個五年規劃，是全面建成小康社會決勝階段和實現民航強國戰略關鍵階段的行業發展規劃。隨著我國軌道交通的發展突飛猛進以及相關技術的不斷進步和完善,全自動運行技術已經成為順應軌道交通發展的大勢所趨，且應用到機場線及空側捷運系統中。

上海浦東國際機場旅客捷運系統工程信號系統采用軌道交通鋼輪鋼軌模式，配屬7列4節編組A型車，最高運行速度80公里/小時，采用雙線穿梭運行模式，高峰小時單向運能達9000人次，行車間隔最小為4分鐘，滿足航班高峰時段運行需求，適應浦東國際機場7×24小時全天候運行需求。該項目是中國內地首個采用鋼輪鋼軌制式的機場空側捷運系統，于2019年9月16日正式開通運營。

該項目信號系統采用上海富欣智能交通控制有限公司全自主知識產權的JeRail?CBTC信號系統，于2016年開始建設，通過定制化的系統開發，針對上海浦東國際機場空側捷運系統既有土建線路條件限制和嚴格的空防安全管理規定等特殊要求進行研發，實現了7×24小時不間斷運營、正線在線存車、上下行軌道分隔的聯鎖控區劃分、特定安全防護距離下精準進站算法和防混流門控等信號系統關鍵技術研究及應用。

本項目形成發明專利10項，其他知識產權6項，發布論文9篇，整體達到國際先進水平。其創新成果在上海、太原、青島、成都、武漢等城市軌道交通工程中廣泛應用，并取得顯著的經濟、社會效益。主要科技創新技術之一——特定安全防護距離下的精準進站技術的應用為航站樓核心區域節省建筑面積約25.2萬平方米，降低了基本建設投資，減少對運營區域的影響，降低不停航施工風險，減少旅客步行距離，提升商業服務和旅客體驗感，間接經濟效益近30億元。

經過一年多的運營，該項目作為中國首條全自動運行且具有完全自主知識產權的空側捷運系統，不僅滿足機場空側捷運的運營需求，其研究應用的關鍵技術對機場捷運和城市軌道交通建設及運營具有重要的借鑒意義，并對我國軌道交通裝備綜合實力的提升起到積極作用。

項目10

項目名稱：國家示范工程溫州市域鐵路S1線一期工程

申報單位：溫州市鐵路與軌道交通投資集團有限公司、中鐵第四勘察設計院集團有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司、西南交通大學、中鐵四局集團有限公司、上海寶信軟件股份有限公司、中鐵寶橋集團有限公司、中鐵隧道局集團有限公司

完成人：丁建宇、周宇冠、杜運國、張波、金林、王朝亮、茍長飛、李秋義、戴昌士、韓志剛、王威、何丹爐、邱海慧、錢有偉、徐軍、王阿利、賀龍、聶君、李群湛、李紅

項目簡介：

溫州市域鐵路S1線一期工程（以下簡稱“溫州S1線”）是國內首條交流制式、公交化運營的市域快速軌道交通，屬于城市軌道交通的一種。

主要科技內容：

1.首次建立涵蓋企業、團體、地方和行業四個層級，設計、施工、運維三大方面的市域快軌標準體系。

2.研發了速度100～160公里/小時、軸重17噸的市域快軌新型軌道成套技術。

3.研發了市域快軌五大關鍵系統：①研制出時速140 公里，適應公交化運營的市域D型車；②首次在城軌中采用同相供電技術，有效解決了單相工頻交流制供電方式帶來的不利因素；③采用點式ATC信號系統，填補了傳統點式ATC系統不足，兼具CBTC系統的主要功能及特點；④采用基于TD-LTE的多網融合的通信系統，實現同一張網統一承載信息傳送；⑤采用國內首創的云計算架構方案，中央級和車站級服務器均運用虛擬化技術，大幅提升了系統的整體服務水平。

4.創新軌道交通建造工法：解決了主城區場地狹小、地質復雜條件下開挖深基坑技術難題；研發國內首創的雙幅上承式移動模架施工工藝。

5.采用機電運營一體化管理，提高機電建設與運營管理的契合度；將運營管理融入全省統一平臺，實現資源共享；采取委外維養模式，引進專業團隊，提高維養效率。

授權專利情況：獲得國家專利40項（15項為本次申報獨有），其中發明專利10項。

技術指標：溫州S1線速度目標值120公里/小時，采用具備快起快停特點的交流25kV系統制式市域D型車；市域動車組噪聲指數與對外輻射滿足相關標準要求；每車公里能耗3.47千瓦?小時。

經濟指標：溫州S1線平均每公里投資3.48億元；2019年1月至2020年11月，乘客約為1343.9027萬人，客票收入約為5487.04萬元；品牌資源經營收入約2000萬元。

溫州S1線承擔“國家戰略新興產業示范工程”等三項國家示范試點任務，響應《交通強國建設綱要》等國家政策，充分發揮了市域快軌建設示范引領作用；科技成果在北京、上海等地推廣應用，效果良好。

項目11

項目名稱：北京大興機場線全新型全自動駕駛市域車

申報單位：中車青島四方機車車輛股份有限公司；北京市軌道交通建設管理有限公司

完成人：王學亮、劉江濤、張寶、侯小強、劉英、黨鵬飛、彭云龍、王文來、李文化、魏凌、于曉良、劉海波、白璐、張冶、王中方、王強、康金龍、張春偉、張博、于一航

項目簡介：

2017年7月中車青島四方機車車輛股份有限公司（以下簡稱中車四方股份）與北京軌道交通建設管理有限公司簽訂車輛采購合同號：新機場線一期B部分設備采購字2017-B008號。北京新機場線車輛于2019年9月5日完成車輛竣工驗收，2019年9月11日-12日，完成試運營前安全評估會專家評審。車輛于同年9月26日投入大興機場線運營使用，目前運營狀況良好，無重大問題出現。

成果交付物類別：市域D型動車組

技術領域：鐵路機車車輛工程 5803030、鐵路電氣化工程 5803010、機械工程其他學科46099

應用領域：市域鐵路軌道交通客運系統

該技術獲得發明專利3項，實用新型專利6項，外觀專利9項，發表論文3篇，參與起草制訂標準1項。

首列車從研發、試制、生產到完成試驗該共投入約12000萬，取得經濟效益2017年9120萬元，2019年68232萬元。

北京大興國際機場是超大型國際航空綜合交通樞紐，是世界最大空港，也是展現國家形象的新國門。北京新機場線作為服務于大興國際機場航空客流的專用線路，是連接大興機場和主城區的主要交通方式，其定位為快速、直達、高品質的軌道交通專線。北京市新機場線首次采用時速160公里市域快軌列車，可為其它區域快速軌道交通項目提供示范作用，同時促進京津冀一體化，在國家新基建的大背景下，為城際、市域軌道交通裝備的發展奠定基礎。

促進城市軌道交通車輛設計制造技術進步和產業升級。本產品所研發的無人駕駛車輛的關鍵技術，形成自主化無人駕駛車輛技術、產品和規范體系；改變無人駕駛車輛核心裝備技術“長期跟隨”的發展模式；符合我國新型城鎮化和城市現代化發展需求，將引領城市軌道交通車輛設計制造技術的進步，使得城市軌道交通車輛制造產業升級到新的更高的平臺。所研究的具有高可靠性、高可用性和高安全性的列車，將為實現我國城市軌道裝備高能效、低運維成本、人性化服務提供技術和裝備支撐，提升國產城市軌道交通車輛國際市場競爭力。

二等獎

項目1

項目名稱：全程無網儲能式有軌電車關鍵技術研究及應用

申報單位：中車株洲電力機車有限公司、廣州有軌電車有限責任公司、寧波中車新能源科技有限公司

完成人：楊穎、阮殿波、劉友梅、范曉云、柳曉峰、陳中杰、張彥林、馬宏梁、張偉先、張宇

項目簡介：

本項目隸屬于交通運輸業，攻克了大功率超級電容制造關鍵技術，解決了車載超級電容儲能電源設計制造及停站十秒級充放電技術難題，獨創了全程無網的間歇式受電模式，打破了一百多年來有網連續受電模式的束縛，徹底消除了架空電網帶來的諸多負面影響。本項目得到“十二五”國家863計劃（2013AA050905）和湖南省科技重大專項（2014FJ1001）支持，后入選“十三五”國家重點研發計劃（2017YFB1201004）。2014年在全球率先推出這種全程無網運營模式，目前已開通運營了5條線路，國內新建設項目中超六成線路選用了該模式。德國西門子也跟隨采用了這種模式但尚未投入運營，我國已成為該領域公認的技術領跑者。

本項目主要創新點如下：

1.率先提出了儲能式車輛牽引控制方法和最低能量運行控制方法。與傳統電網受電模式相比車輛再生制動能量吸收率從平均40%提升到80%以上，牽引能耗降低30%；建立起覆蓋車輛、供電、運營、檢修的全程無網儲能式軌道交通標準體系，為該模式的推廣運用提供了系統的技術支撐；

2.發明了雙電層超級電容器的復合碳電極材料和一種雙電層超級電容器制造工藝技術。

3.研制出業界功率最大的MW級車載儲能電源，在業界率先實現了有軌電車3公里以上的續航里程；發明了利用客室空調廢氣無功耗直接冷卻儲能電源的方法，解決了大功率儲能電源冷卻的難題。

4.全球率先實現了十秒級快速充電智能控制技術，創新了超級電容主動均衡方法，研制出業界最大的2MW高功率充電裝置和30A超級電容主動均衡系統。

本項目儲能式現代有軌電車和動力型炭基雙電層超級電容器2項成果，經各自領域中國工程院院士主持成果鑒定，均達到國際領先水平。已獲得授權發明專利24項（其中：中國專利金獎1項），發表論文29篇，編制專著1本、標準21項。

2014年以來全程無網儲能式技術已在總投資90多億元的廣州、淮安、武漢、深圳、東莞（華為）5條有軌電車線路上投入運用；車輛運營總里程達到1500多萬公里，運載旅客過億人次，其中，近三年廣州、深圳、淮安、漢陽、東莞（華為）5個城市運用方已實現新增經濟效益8.11億元，社會效益、經濟效益顯著。

項目2

項目名稱：高烈度地震區長聯大跨連續梁及軌道、大軸力橋梁樁基托換關鍵技術

申報單位：陜西城際鐵路有限公司、中鐵第一勘察設計院集團有限公司、中鐵上海設計院集團有限公司、中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所、中鐵四局集團有限公司

完成人：白俊峰、楊新文、張鵬舉、宮寅、鄢玉勝、梁建斌、李鵬、蔡軍哲、段會讓、劉彥明

項目簡介：

本項目為軌道交通領域橋梁、軌道工程。

1.主要科技內容

（1）西安北至機場城際軌道項目（以下簡稱“機場城際”）渭河特大橋主河槽采用（50+8×100+50）米連續梁，位處高烈度地震區，采用摩擦擺支座和黏滯阻尼器共同作用的減隔震技術，有效解決了抗震設計難題，并降低了震后修復成本。

（2）渭河特大橋最大梁縫600±230毫米，研發了上承式梁端伸縮裝置（抬枕裝置），經車橋耦合動力仿真分析和動靜載模型試驗檢驗，安全和疲勞性能滿足要求，成功解決了大梁縫軌枕間距超限問題。

（3）機場城際以隧道方式下穿西安咸陽國際機場既有T3A航站樓主線橋，采用大軸力樁基托換技術，解決了隧道下穿樁基設計、施工難題。

2.授權專利情況：已獲得兩項實用新型專利授權。

3.技術經濟指標

（1）技術指標：①摩擦擺支座延長結構周期，黏滯阻尼器耗散地震能量，使橋墩和基礎處于基本彈性工作狀態。②上承式梁端伸縮裝置經國家重點實驗室檢驗，其伸縮、靜載和疲勞等性能均滿足軸重20噸客車運營要求，技術水平達到了國際先進水平。③樁基托換技術，被托換的橋墩軸力達1300噸，跨度超過20米，橋下凈空僅8米，場地近20米的Ⅲ級自重濕陷性黃土，要求被托換橋墩豎向位移控制在±3毫米以內。

（2）經濟指標：①減隔震技術使橋墩和基礎在地震荷載效應作用下保持基本彈性工作狀態，從橋梁結構全壽命周期考慮，大幅降低成本。②德國進口BWG抬枕裝置120萬/臺，而研發的上承式抬枕裝置約60萬/臺，后期維護保養成本較低。③采用樁基托換下穿T3A航站樓主線橋22號橋墩比整體拆除還建，節省工程投資約900萬元。

4.促進行業科技進步作用及應用推廣

（1）減隔震技術能夠有效解決高烈度地震區長聯大跨連續梁的抗震難題，應用前景廣泛。

（2）上承式梁端伸縮裝置指標達到國內先進水平，提高了該技術領域的國際競爭能力。已應用在機場城際、重慶軌道交通環線、商合杭高速鐵路等項目。

（3）大軸力樁基托換技術有利于優化線路條件，為市區軌道交通線路選線提供全新的思路。

項目3

項目名稱：基于AI云技術的智慧城軌多專業一體化仿真與驗證平臺

申報單位：卡斯柯信號有限公司

完成人：查偉、汪小勇、束劍峰、杜岳升、孫童海、肖良、高東、周子文、凌小雀、崔海剛

項目簡介：

本項目所屬行業為城市軌道交通先進設備制造業，所在智能交通運輸業屬于國家重點發展領域。

1.主要科技內容

該項目以全自動無人駕駛運營場景、系統功能和運維規則為研究對象，探索面向智慧地鐵的“全自動運行2.0系統”。除此之外，還可為無人駕駛工程項目的實施提供場景推演、設計驗證、接口測試、系統集成和其它運營前置服務，全方位提升工程設計質量，節省工期和成本，保證項目按最高運行等級一次性投用。

本項目的實施孵化出了具備完全自主知識產權的基于AI云技術的智慧城軌多專業一體化仿真與驗證平臺，完成了包括總體架構自主創新設計、應用軟件開發及核心部件國產化等，填補了國內相關領域的空白。本項目率先支持了全自動無人駕駛通用測試平臺，并積極推動與友商進行互聯互通調試中，以積極開放的心態擁抱行業發展趨勢。

2.授權專利情況

該項目以《實現軌道交通信號系統通用仿真方法及仿真系統》核心專利為基礎。此專利解決了基礎性的難題，在多個科研課題研究中都起到了支撐性的作用，使得上層應用的課題研究變得可能。在不斷完善提升平臺能力過程中逐漸形成專利布局，目前已取得了30多篇專利、5項軟件著作權及發表了5篇論文。

3.技術經濟指標

被項目成果實現了全國產化，因此價格遠低于進口系統，累計將為國家節省至少40億元投資。海外項目外匯收入帶動了鐵路及城市軌道交通信號系統中下游產業鏈，如計算機、網絡設備、通信器材、電源設備制造業、第三方軟件開發業務、工程實施及物流運輸業。隨著國家經濟建設需要，“一帶一路”戰略的推進，按照城市軌道交通發展規劃和卡斯柯市場預測，至2022年底，累計產值預計可達100億元，可帶動相關產業鏈產值預計50億元。

4.促進行業科技進步作用及應用推廣情況

本項目成果已經成功進行產業化。一體化仿真驗證平臺已應用在如下項目中：埃塞俄比亞輕軌信號系統項目、房山線兼容性CBTC信號系統項目、上海17號線無人駕駛CBTC信號系統項目、呼和浩特2號線互聯互通信號系統項目、深圳龍華線現代有軌電車項目、成都蓉2線有軌電車項目等，這充分驗證了本項目成果的創新性及實用性。

項目4

項目名稱：動態計算機視覺技術在地鐵運營巡檢中的應用研究

申報單位：成都軌道交通集團有限公司、成都唐源電氣股份有限公司

完成人：萬壯、饒詠、徐安雄、陳輝、王磊、段豪翔、茍然、徐楊溢、周興龍、陳誠

項目簡介：

目前地鐵對接觸網懸掛檢查主要依賴于天窗期內梯車定期巡視，若采取該方法進行周期修，效率低，強度大，且故障隱患不易發現。針對地鐵設備結構和實際需求，研發一套地鐵接觸網懸掛智能巡檢系統，解決智能巡檢系統的拍攝范圍、智能識別、技術參數等問題，實現對地鐵剛性、柔性接觸網關鍵零部件高清成像，通過高清成像檢測模塊清晰拍攝懸掛設備，并通過圖像智能分析軟件對關鍵零部件的松動、脫落、缺失、破損等缺陷智能識別。其主要創新和特點如下：

1.提出一種面陣和線陣相機陣列的優化布局，實現了剛性及柔性接觸網懸掛定位點自動提取技術；

2.提出面向接觸網零部件缺陷的無監督深度學習算法，能夠準確識別地鐵剛性及柔性接觸網關鍵零部件的缺陷；

3.通過多通道車地無線傳輸，實現了檢測設備與地面管理終端的高效數據傳輸。

授權專利情況：已授權實用新型專利3項、計算機軟件著作權1項。

該系統針對復雜場景，采用實時高清成像、缺陷自動識別和多徑并行無線傳輸等技術，研制了地鐵接觸網懸掛智能巡檢系統。主要解決各地鐵運營公司地鐵線路接觸網日常檢修，以壓縮勞動力成本、降低勞動強度、節約檢修工具及輔助材料支出為目標。其安裝的載體形式可包含地鐵接觸網作業車、綜合檢測車、電客車等。因此可從國內各大工程車輛廠及電客車廠進行集成式推廣。可根據地鐵線路特征、實際使用需求進行產品功能配置，以切實滿足各地鐵線路特征及用戶使用為前提，進行產品功能多層級推廣。目前已經在成都地鐵投入應用，具有廣泛的應用價值及推廣價值。

項目5

項目名稱：城市軌道交通工程施工質量安全管控成套關鍵技術研究與應用

申報單位：廈門軌道交通集團有限公司、合誠工程咨詢集團股份有限公司、中交一公局廈門工程有限公司、上海同是科技股份有限公司

完成人：李少波、劉永淼、李東明、程棋鋒、林金華、陳磊、王勝平、蘇志輝、黃勇、段岳強

項目簡介：

本課題針對城市軌道交通工程建設工程中的重難點進行研究，在質量安全管控領域創新取得了多項關鍵技術。項目的主要科技創新內容如下：

1.形成我國首部《城市軌道交通工程土建施工質量標準化管理技術指南》。首次建立了城市軌道交通工程施工質量全方位管理體系，規范工程參建各方主體的質量行為同時提升工程質量整體水平。

2.創新形成地鐵車站超長結構抗裂技術，建立抑制混凝土結構裂縫新路徑。自主研發出高性能自防水新型混凝土材料，形成“地鐵車站超長大體積混凝土無縫分倉施工”等多項新型工法。

3.搭建基于BIM+北斗定位技術的地鐵施工遠程管控準智能化管理平臺。通過 BIM 技術對設計進行提前優化，解決碰撞問題，減少現場施工過程返工率；引入北斗定位技術，降低建設過程中施工安全風險。

4.提出適合復雜地質條件的盾構施工全過程質量安全管理技術。針對盾構始發、掘進及接收這三大施工步驟創新形成了“小空間盾構整體始發”、“區間小凈距及上下疊加段施工”、“富水高壓地層鋼構套筒輔助接收施工”等關鍵技術，成功縮短建設工期，節省大量建設成本。

5.應用大數據分析技術，整合多維安全監測信息資源，創新升級了智能化安全風險管控平臺。首創建設單位主控的 4 級預警模式，提升風險響應效率；極大地提高多方參建單位的信息交互共享能力，提升重大危險源管理和生產安全事故的預防預警和應急處理能力。

本項目形成住建部行業指南1部、發表論文22篇，授權發明專利4項、實用新型專利12項以及軟件著作權8項。

成套關鍵技術成果在廈門軌道交通4條線路的施工建設過程中應用。通過研發新材料、新工藝、新技術、新平臺，在項目研究的過程中以節省開支的形式創造出的經濟效益達20.4352億元。《城市軌道交通工程土建施工質量標準化管理技術指南》成功推廣到北京、西安、青島等全國14個城市的地鐵建設質量管理工作中，并取得良好經濟社會效益。

項目6

項目名稱：四維地質環境信息平臺建設關鍵技術及其在軌道交通中的應用

申報單位：濟南軌道交通集團有限公司、山東省地質調查院、武漢中地數碼科技有限公司、山東省地礦工程勘察院、河海大學

完成人：李虎、李罡、尚浩、門燕青、朱恒華、商金華、王鑫、杜曉峰、曾純品、束龍倉

項目簡介：

濟南因泉享譽世界，實現地下水保護與軌道交通建設雙贏，是濟南軌道交通發展中亟需破解的關鍵難題。依托“濟南城市地質調查”“濟南城區四維地質環境可視化信息系統平臺建設”等項目，集成了濟南多部門60余年來的各類勘探數據，歷經近十年科技攻關與工程實踐，取得如下創新成果：

1.突破了可更新高精度的四維地質環境耦合模型建模的關鍵技術難題。揭示了水文地質邊界屬性對趵突泉泉域地下水均衡的影響規律，創新了“半自動-交互-自動”三維地質建模方法，實現了水流與地質模型的多模型多平臺深度融合，首次構建了近2000平方公里的可更新高精度四維地質環境耦合模型。

2.攻克了地鐵建設與泉水保護共融共生的技術難題。建立了首個軌道交通多參數、分層監測的水文地質動態監測預警網；定量評價了濟南泉域地下水補給的影響因素；揭示了濟南地下水水質時空響應規律，對泉水保護提出了有效防控對策，指導軌道交通建設全生命周期的泉水保護評價工作。

3.突破了大數據歸一化組織管理、BIM+GIS融合分析、三維時空大數據高效共享等關鍵技術難題。基于數字孿生理論，建設了濟南城區四維地質環境可視化信息系統平臺，建立了濟南四維地質環境數字化檔案，實現了四維、多源地質環境大數據的應用與共享。

項目成果服務于國內多家地勘單位及政府機構，已成功借鑒應用于軌道交通建設、水資源開發利用、泉水保護等諸多領域，產生經濟效益14億元。該平臺的順利實施有效推動了城市地質的產學研和成果轉化，為“透視山東”建設提供了示范，可在國內其它城市推廣應用。我國著名水文地質專家劉寶珺院士、武強院士等都給予了高度評價：認為項目總體達到國際先進水平，在四維地質環境耦合模型構建和應用研究方面達到國際領先水平。

該項目授權發明專利6項，實用新型專利6項，軟件著作權6項，撰寫論文15余篇（SCI、EI收錄7篇），形成地方標準2項，著作2部，培養博士后3名，博士生5名，碩士生22名。

項目7

項目名稱：基于大數據技術的城軌列車數字化智能運維平臺

申報單位：中車青島四方機車車輛股份有限公司

完成人：馬利軍、鄧學壽、孫華、劉泰、王川、顧佳、劉韶慶、蔣欣、馮全克、車聰聰

項目簡介：

基于大數據技術的城軌列車數字化智能運維平臺，以引領和推動軌道交通行業網絡化、智能化為目標，以新一代信息技術、先進的管理方法、系統工程與系統科學理論為基礎，建立車載和地面一體化平臺，實現了突破距離、時間、設備限制的互聯網化、主動化的城軌列車智能運維服務系統。平臺采用Hadoop+Spark+關系型數據庫的混搭技術架構，實現列車健康狀況的實時展現和分析挖掘。基于大數據技術實現數據的采集、解析、處理、存儲和應用。首先通過數據采集程序，實時采集原始數據并進行拼包處理；將采集到的數據以消息的方式傳輸到Kafka 進行消息流序列化，然后將實時消息流傳輸到Spark-streaming 進行協議解析和數據實時計算處理，再將處理結果配合Redis應用，實時呈現列車健康狀況信息；最后將處理結果寫入hbase支撐應用頁面展現，同時存入Hadoop分布式文件系統HDFS 中，結合機器學習算法進行數據分析挖掘，為后續批量查詢、預測模型構建提供基礎。

授權專利情況：共有8項授權專利，均為發明專利。技術經濟指標：

1.基于邊緣計算的部件級、列車級兩級車載實現列車關鍵部件和整車健康診斷技術健康診斷策略；

2.支持多服務器的集群結構，可以根據規模的變化靈活調整計算能力節點數量，提供處理性能的橫向擴展能力，配合負載均衡設備實現高可用性。使系統具有良好的靈活性、可操作性和可擴展性；

3.模型準確率不低于85%，實時消息流接收與處理、數據實時采集、傳輸、處理時間不高于5秒；分析和查詢類應用反應時間不高于10秒。

目前該系統在城軌指揮中心上線應用，已經成為列車運營監控和安全保障不可或缺的平臺，為降低公司運營成本提供有力支撐。該系統已在各地鐵公司展開試用，如成都、重慶、鄭州、天津等，實現了與城軌運營服務部門數據共享，信息推送。城軌服務部門能夠對車輛故障分析進行高效組織、快速決策，提高故障處置的效率，保障列車穩定可靠地運行，使用及反饋效果良好。

項目8

項目名稱：復雜場景下超大規模軌交線網運營安全風險智能協同調控關鍵技術

申報單位：上海申通地鐵集團有限公司、上海工程技術大學、同濟大學、阿里巴巴（中國）網絡技術有限公司、支付寶（中國）網絡技術有限公司

完成人：俞光耀、薛小平、邵偉中、劉志鋼、王子強、胡華、金濤、趙聞飆、蔣國飛、鄢志杰

項目簡介：

項目屬軌道交通運營管理與服務技術領域。項目面向大客流和復雜場景，緊扣城軌線網運營安全風險難題，研發智能協同調控關鍵技術，保障上海城軌線網運營和城市安全。

1.首次提出智能短時客流預測、預警及協同調控方法，提升路網大客流應急協同調控和誘導能力。建立超大城市15分鐘預測模型且誤差小于2%，實現精細化大客流響應及路網行車客運協同調控，運能和運量匹配度達90%以上；建立突發客流全息負荷評估與預警方法，提升城軌運營組織應急調控效率；研發多方疏運需求推估與最佳啟動時機決策模型，提升多方協同應急處置的效能；建立實時信息多元推送系統，實現大客流智能誘導。

2.首次研發并實現智能多模式快速驗證及過閘機制，化解車站客運組織大客流安全風險。研發國內種類最全購票及過閘驗證設備，解決乘客車站購票、過閘客流積壓風險；研發藍牙雙脫機回寫技術，解決因通信不暢導致驗票困難問題；研發強嘈雜環境下語音購票技術，識別率達93%；建立統一生碼規則和系統接口，率先實現城際間 “一碼通行”，在1000余座車站得到應用。

3.率先研發乘客異常行為檢測及預警系統，提升公共安全隱患精準檢控能力。研發適用于多場景的異常行為檢測和預警系統，實時檢測乘客個體和群體性異常行為；研發基于乘客身份的智能安檢過濾機制，實現人工安檢向自主安檢的轉變，提升乘客安檢通行能力和效率。

4.率先研制并實現多元協同的城軌異地交易安全機制，保障信息交易安全。研發乘客出行信用等級評定方法和城際間乘客信用風控技術，適應“先乘后付”新模式，解決票款資金風控難題；研發數據分布式存儲和異步共識，確保異地交易實時安全。

項目制定地方標準3項，授權國際專利1項、發明專利9項，發表學術論文25篇，對促進區域一體化具有引領支撐作用，得到長三角四省市領導的高度認可，提升了乘客出行新體驗。水平檢索及課題鑒定認為總體達到國際先進水平。

成果運用于上海城軌線網以及杭州、南京、蘇州等20余個城市，實現經濟效益16.57億元。

項目9

項目名稱：面向智慧客服的地鐵網絡客流精細化分析與管控技術及其應用

申報單位：南昌軌道交通集團有限公司、華東交通大學、江西鷺鷺行科技有限公司

完成人：賀斯進、陳星、石俊剛、晏明智、黃展軍、冷勇林、游孟醒、熊軍、楊宏旭、付勝華

項目簡介：

本項目是針對城市軌道交通客流管控及服務的研究，屬于城市軌道交通運輸組織科學領域。

項目主要科技內容包括以下三個方面：

1.數據驅動型城市軌道交通客流時空分布挖掘方法。以乘客實際出行信息為數據基礎，結合路網拓撲特點及城市軌道交通實際運營結果，充分考慮乘客個體差異性，創新性的提出一種數據驅動的城市軌道交通網絡客流時空分布精細化挖掘方法，估計乘客實際出行時空路徑，推斷乘客出行選擇特點及路網客流時空分布。

2.城市軌道交通車站客流管控協同優化技術。將每個車站均視為潛在的客流控制點，以各車站每個時間點進入站臺的客流速率為控制變量，以路網客流聚集風險最小以及乘客等待時間最小為目標，考慮列車容量約束、客流控制約束等，創新性建立了多車站客流協同控制的多目標線性整數規劃模型，并設計了快速求解的啟發式算法。從系統層面優化路網的客流聚集情況，有效緩解客流的局部擁堵。

3.基于App的城市軌道交通服務全息感知技術。突破傳統地鐵媒體發布城市軌道交通運輸服務形式，以乘客歷史出行信息為數據基礎，利用人工智能、大數據及信息化等技術，提出了基于App的城市軌道交通運輸服務全息感知方案，實現乘客出行全過程智能引導、運輸服務內容及狀態實時感知等，全面提升客運服務水平。

項目獲知識產權15項，包括發明專利3項，外觀設計1項，軟件著作權11項。此外，受理發明專利2項。

項目經濟效益顯著，近三年來新增銷售額5400萬元，新增利潤1235萬元。項目發表學術論文7篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索2篇。

項目精細化地研究了網絡化客流時空分布，針對高峰時段提出客流管控，并基于移動終端研究引流、服務全息感知等智能服務。項目成果整體上提高了地鐵運力與需求間匹配度，提升地鐵運輸服務水平，降低運輸生產成本和運輸組織中各種風險，社會效益顯著。項目研究成果在南昌地鐵得到全面應用，并逐步推廣至無錫地、大連等地鐵客運組織中。

項目10

項目名稱：雜散電流一體化智能綜合分析系統的研究

申報單位：南京地鐵建設有限責任公司、中鐵第六勘察設計院集團有限公司電氣化設計院分公司、南京大全自動化科技有限公司

完成人：汪理、蔡彬彬、裴麗君、章達、趙晨、伍應忠、陳敏、張昊然、蘇許俊、呂瀟

項目簡介：

項目所屬科技領域：城市軌道交通運輸，軌道交通供電技術領域。主要科技內容：

1.雜散電流防護系統新技術應用研究：對導通柜、排流柜、鋼軌電位限位裝置進行一體化綜合分析鋼軌電位與雜散電流的關系，并對導通柜、排流柜、及鋼軌電位限制裝置作智能化設計，做到科學自動的智能化排流。

2.雜散電流泄漏狀況對排流網腐蝕特性研究：監測、記錄、分析全線雜散電流泄漏狀況、干擾狀態和對排流網腐蝕特性。對排流網腐蝕情況作出預估，并作為排流網壽命測算依據。為新建線路的排流網設計提供設計參考依據。

3.智能導通柜、智能排流柜、鋼軌電位限制裝置綜合一體化的研究：綜合分析智能導通柜、排流柜、鋼軌電位限制裝置在動作時對全線雜散電流的影響。根據全線雜散電流控制指標，結合不同設備狀態及其與雜散電流系統的耦合情況，對多元參數進行分析運算，給出智能導通柜、排流柜、及鋼軌電位限制裝置一體化最優控制方式。以達到最優化的的雜散電流治理效果。

4.智能導通柜導通特性研究：分析各種設置導通柜地點實際情況（隧、橋，坡度等），絕緣結電壓，結合列車經過絕緣結時運行方式，雜散電流控制目標，及其他關聯參數，給出合理的導通策略。

5、雜散電流變化趨勢研究：對比全線雜散電流監測數據，分析雜散電流變化趨勢，并根據發展趨勢預測未來變化走向，及時給出預測、預警等信息，為運行維護新決策提供參考，降低雜散電流危害。

授權專利情況：已授權2項實用新型專利。出版論文3篇。

項目在南京地鐵寧溧線、南京地鐵寧高線進行了應用，完成庫前及車輛段出入線智能導通柜推廣應用，解決了絕緣節處導通不暢，絕緣節打火燒蝕等現象。在南京地鐵2號線車輛段應用了智能導通柜，車輛段下方燃氣管道未采用智能導通柜之前極化電位超過500mV，應用之后燃氣管道極化電位降至100mV以下。

項目11

項目名稱：城市軌道交通高效制冷系統關鍵技術及應用

申報單位：廣州地鐵集團有限公司、南京天加環境科技有限公司、南京福加自動化科技有限公司

完成人：王穎、吳疆、張瑞、羅定鑫、梁路軍、靳守杰、李新美、劉守超、劉昶、歐陽開

項目簡介：

城市軌道交通車站中央空調能耗占總能耗50%以上（不含列車牽引能耗），且中央空調能耗中約有60%～80%為制冷機房系統，直接關系到軌道交通行業的綠色發展。中共中央、國務院印發《交通強國建設綱要》（2019年）強調交通建設“綠色發展節約集約、低碳環保”；中國城市軌道交通協會印發《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》（2020年）明確提出要大力應用現代科技手段構建綜合、綠色、安全、智能的立體化的現代城市交通系統。為解決中央空調系統能效低、能耗大、控制不精準、施工工法復雜的行業難題，本項目2014年成立技術籌備組，歷經6年，對制冷機房的關鍵設備的設計方法、關鍵技術、產品開發、系統控制進行了深入的研究，建成了軌道交通行業內首個系統年平均綜合能效比6.0以上的超高效制冷機房，研制出了行業內首個串聯逆流雙機頭子母配大溫差高出水溫度的超高效“雙一級”冷水機組，研發了以通風空調專業主導并創新融合低壓配電、弱電節能控制相結合的一體化主動尋優節能控制技術，并在廣州地鐵軌道交通13號線二期、14號線一期、21線進行了成功應用。技術成果于2018年7月13日通過了由中國科學院何雅玲院士領銜的專家組科技成果鑒定，鑒定結論為“國際先進，國內首創”，項目關鍵技術應用已入選《國家節能中心重點節能技術應用典型案例（2019）》及《廣州市節能減排技術與成果推廣目錄（2020）》。目前已授權知識產權26項，其中發明專利5項，發表核心期刊論文10篇，編寫著作2本，發布地方標準3項，發布企業標準4項，在編團體標準1項。

項目研發的超高效制冷機房系統能效水平比行業平均水平提升50%以上，提前十年達到國務院《“十三五”節能減排綜合工作方案》及國家發展改革委員會等七部委2019年6月13日下發《綠色高效制冷行動方案》中要求的“到2030年，大型公共建筑制冷能效提升30%，制冷總體能效水平提升25%以上”的指標要求，目前該技術已經在廣州地鐵在建160多個車站推廣應用，也已在深圳地鐵、蘇州、寧波、福州、徐州、佛山、鄭州等國內其他諸多城市地鐵推廣應用，帶動了整個行業的技術進步，對加快軌交行業節能減排以及綠色軌道交通建設具有重要指導意義。

項目12

項目名稱：基于云平臺的有軌電車智能控制系統

申報單位：北京城建智控科技有限公司

完成人：張輝、吳正中、成硯、汪永剛、馮愛軍、張濤、孫巍、劉寶東、楊澤皓、常海利

項目簡介：

基于云平臺的有軌電車智能控制系統（以下簡稱系統），采用了創新的融合架構，完全替代了傳統有軌電車弱電系統自成體系、相互獨立的煙囪式架構。在新架構下，列車自動監控、電力調度、廣播、乘客信息、集中告警、CCTV等傳統弱電系統將只是名義上的存在，實際上不再各自獨立。其基礎設施層、數據采集、數據處理層、應用層均被融合至新的整體架構中，具體體現為：

1.弱電系統業務功能被拆解與顆粒化為一系列微服務。用戶可按需自由組合業務功能，降低了用戶進行定制開發或系統升級改造的成本與難度。系統具有開放性，第三方系統廠商產品可以直接插入系統架構，實現即插即用。

2.計算、存儲與網絡資源由云平臺統一提供，繼承了云技術本身所具備的技術優勢。

3.數據平臺替代了傳統工業實時數據庫，可實現按需擴展，以支撐業務上增加的新需求；解決了傳統工業實時數據庫不能實時補回數據，且不能實時進行大數據分析處理的問題；支持數據挖掘、機器學習等大數據應用，為調度指揮、車路協同、應急處理等高實時性應用場景提供支持。

系統弱化了專業分工，強化了系統功能，更加強調服務生產及乘客。為運營企業管理模式的創新、維修管理機制的變革提供基礎支持，實現綠色節能、減員增效，并最終實現智慧有軌電車。

系統從2017年開始研發到2018年12月完成全系統開發測試。

2018年6月在國家重點工程實驗室搭建全系統設備及運行環境，對系統功能和穩定性進行全方位測試驗證。

2018年12月，系統獲SIL2安全認證。

2019年1月，本系統開始在青海德令哈有軌電車項目安裝調試；2019年9月，德令哈新能源現代有軌電車示范線線路及場站工程全線通過驗收。

項目13

項目名稱：無錫地鐵遠程自動接地系統研究

申報單位：無錫地鐵集團有限公司運營分公司、成都中工電氣工程有限公司

完成人：周茂慶、鈕海彥、錢春龍、徐曉琴、于峰學、丁庭金、冒龔玉、黃波、張長君、呂新文

項目簡介：

無錫地鐵1、2號線全線使用接觸軌授電方式，無論夜間天窗時間還是應急演練、搶修、故障處理等情況，均需要組織對相應供電分區的接觸軌進行停電掛地線后，人員和設備才能安全進入軌行區，按照目前1、2號線集中掛地線的配合方式，全線掛地線完成時間在40分鐘以上，極大的浪費天窗時間及搶修效率。通過研究，采取遠程接地系統相比于人工掛地線方式，全線掛地線時間可降至10分鐘以內，一方面提高天窗時間利用率，保障設備檢修質量，另一方面可節約變電所值守人工，降低成本。目前遠程接地系統已在城市軌道交通線路中得到廣泛應用。

目前市場上使用較多的遠程接地系統現場設備為帶視頻功能的可視化接地裝置，人員在操作隔離開關實現接地目的時，需要人工觀察視頻，確認接地刀位置，但缺點顯而易見，需要人工參與確認。此項目重點在于顛覆以往人們對于遠程接地系統必須帶視頻功能的認識，通過與設備廠家共同研發，現場試掛等，開發出完全具備設備自主判斷，直接給出接地刀分合位置的遠程接地系統。

無錫地鐵1、2號線全線使用接觸軌授電方式，無論夜間天窗時間還是應急演練、搶修、故障處理等情況，均需要組織對相應供電分區的接觸軌進行停電掛地線后，人員和設備才能安全進入軌行區，按照目前1、2號線集中掛地線的配合方式，全線掛地線完成時間在40分鐘以上，極大的浪費天窗時間及搶修效率。通過研究，采取遠程接地系統相比于人工掛地線方式，全線掛地線時間可降至10分鐘以內，一方面提高天窗時間利用率，保障設備檢修質量，另一方面可節約變電所值守人工，降低人工成本。

項目14

項目名稱：青島地鐵雙護盾TBM隧道建造關鍵技術

申報單位：青島地鐵集團有限公司、中鐵二院工程集團有限責任公司、西南交通大學

完成人：遲建平、林剛、李德才、李剛、張建祥、方昌福、楊紹玉、劉大剛、史宣陶、馬全武

項目簡介：

青島地鐵2號線以巖質地層為主、基巖起伏大、局部斷層破碎帶分布數量多、埋深淺、線間距及轉彎半徑小、周邊既有建（構）筑物分布密集等特點，屬典型的復雜環境巖質地層淺埋地鐵隧道工程。鑒于傳統的礦山法施工風險高、敞開式和單護盾TBM施工地質適應性單一等問題，經科學比選分析，青島地鐵2號線創造性地選用雙護盾式TBM進行施工。

作為世界上首次采用雙護盾TBM建造的地鐵隧道工程，無成熟經驗可循；課題組采用現場試驗、室內試驗、理論分析、數值模擬等多種研究方法，取得技術創新成果如下：

1.首次在地鐵隧道中成功采用雙護盾TBM施工方法，開創了地鐵隧道TBM施工新模式，創建了“地質-地鐵特點-復雜周邊環境”三因素地鐵隧道TBM選型方法。

2.建立了地鐵雙護盾TBM隧道全系掘進模式下的結構體系，研發并構建了針對雙護盾TBM“撐靴+錨噴”、“撐靴+管片”、單護盾三種掘進模式下隧道結構型式，并明確了各結構體系與地質和TBM掘進模式間的適應性關系；提出了復合地層淺埋TBM隧道管片圍巖荷載計算方法、“圍巖-碎石回填層-管片”計算模型、“圍巖-碎石回填層”等效彈性抗力系數計算方法，建立了TBM隧道預制管片結構體系設計理論與方法。

3.提出了地鐵雙護盾TBM隧道安全高效施工技術，構建了豆礫石回填注漿和雙液漿止漿環施做技術、特殊地質及軟弱破碎圍巖帶加固技術；建立了先站后隧防交叉干擾及雙護盾TBM整機空推曲線高效過站方法，形成了城軌雙護盾TBM始發、接收、過站、轉場等施工全過程土建一體化關鍵技術解決方案。

研究課題共獲發明專利4項，實用新型專利10項，省級工法1項，企業標準5部，相關論文23篇。研究成果已成功應用于青島地鐵2號線，推廣至青島地鐵1、4、6、8號線及深圳地鐵6號線、10號線等工程，累計節省工程造價約4000萬元，效益顯著。

青島地鐵雙護盾TBM隧道建造技術開創了地鐵隧道施工新模式，研究技術成果總體達到國際先進水平，其中雙護盾TBM力學參數和結構設計技術達到國際領先水平。

項目15

項目名稱：基于BIM的軌道交通機電系統工程項目集成管理平臺

申報單位：廣州地鐵集團有限公司、廣州軌道交通建設監理有限公司

完成人：鄒東、金輝、王瑋、吳曄暉、劉智勇、薛志剛、王洪東、黃威然、梁燾、袁夢

項目簡介：

廣州地鐵已開通運營里程515公里，現階段同時在建線路12條，在建里程達到308公里。在如此艱巨的建設任務下，建設業主在協同作業、數字化表達、數據傳輸、運營維護等方面都面臨著不小的挑戰：（1）建設過程協作困難，缺乏多參建方的協同平臺，形成信息孤島溝通不暢；（2）缺乏有效直觀的表現手段，容易對項目方案策劃及工程進度等信息產生誤解及信息錯位；（3）造價復雜：工程造價管理復雜性主要體現在數據海量，計算十分繁瑣；（4）運維工作量大，技術要求高，信息量巨大，缺少智能化工具手段輔助管理。為解決上述難題，本項目引入BIM理念及相關技術，為施工精細化管理提供統一數據源，解決信息存儲、管理和共享的問題，主要創新成果如下：

1.創新基于BIM的軌道交通工程管理模式與標準研究：包括基于BIM的管理模式、信用數據庫、工作流程、編制應用標準指引，實現施工過程信息的數字化存儲及竣工模型的數字化移交；

2.軌道交通工程信息模型及建模技術研究：通過BIM三維模型與WBS的關聯，實現以4D模型為主的三維可視化工程管理，結合虛擬施工，使工程管理更加形象、易于溝通；

3.基于BIM的軌道交通智能化與精細化管控技術：創新提出以派工單為主線的BIM落地應用模式，連接虛擬與顯示，實現人機料法環的閉環精細化管理；

4.完成基于BIM的項目管理平臺研發：結合網絡、系統、硬件物理架構、4D分析與物聯網技術融合，創新各集成管理功能的研究與落地；

5.建立工程造價協同管理體系，實現預算、變更管理、成本控制、生產計劃等等方面的精細化管理，實現內數據積累。

本項目形成廣東省規范/標準2項、出版著作1本、發表論文18篇，軟件著作權6項，已受理中專利8項；2017年3月21日，經廣州市建委科技處驗收通過，整體達到國內領先水平；2020年7月24日，受住房和城鄉建設部標準定額司委托，中國建筑科學研究院有限公司組織專家評審驗收，成果整體達到國際先進水平。目前，本成果已在個3城市、50余個工程上推廣應用。