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关键技术
1. 大型基础构件外观尺寸快速智能检测技术及装备

  攻克了大型基础构件外观尺寸的高精度、快速、智能检测技术,研发了CRDC_BTSIMS外观尺寸快速智能检测系统。该系统集成工业机器人、激光扫描仪、光学跟踪仪等设备,开发了基于点云处理算法的外观尺寸智能检测软件,实现了对无砟轨道板、地铁管片等大型基础构件外观尺寸的自动化、智能化和信息化检测,与传统的人工检测方式相比,效率提升5倍以上,检测精度提高了一个数量级。

  CRDC_BTSIMS外观尺寸快速智能检测系统


2. 轨道交通基础设施移动检测技术

  攻克了基于车载激光雷达的基础设施快速检测技术,研发了轨道交通移动激光扫描系统。该系统集成了卫星导航、惯性导航、激光扫描及全景相机等设备,可搭载在80公里时速行驶的轨道车辆上,快速获取线路两侧百米范围内高密度点云及高清晰影像数据。经内业解算分析,实现了轨道线形、接触网几何参数、桥梁偏心、隧道收敛、建筑限界及线路复测等多种检测监测工作,真正做到“外业一次性采集、内业多方面应用”。

  轨道交通移动激光扫描系统


3. 轨道交通轨道几何状态快速检测技术及装备

  攻克了多类型传感器集成及多源数据融合解算技术,研发了基于惯性导航的轨道几何状态测量仪。该装备集成全站仪、惯性导航、卫星导航、里程计、倾角计、位移计等多类型传感器,采用“走走停停”的作业方式,快速采集轨道几何状态数据,经过多源数据融合解算,得到轨距、超高、轨向、高低、三角坑及长短波不平顺等轨道几何状态参数,极大提高了检测作业效率。

  基于惯性导航的轨道几何状态测量仪

 

4. 铁路道砟厚度快速无损测量系统

  研究突破了特征层自动追踪人机交互等技术,研发了铁路道砟厚度快速无损测量系统,研制了轻便式轨道小车,搭载探地雷达、GPS定位设备、DMI测距系统,形成集探测、定位于一体的铁路道砟快速测量系统,具有轻便、精度高、定位准确等优点。

  
铁路道砟厚度快速测量系统(试验型)            道砟厚度测量探地雷达图件      

 

5. 隧道衬砌无损智能检测系统

  研发了隧道衬砌无损智能检测系统,配备超声波、激光传感器,计算机伺服控制,利用激光扫描识别,实时显示探测距离,遇到障碍支撑臂自动化升降,可以自主绕避铁路隧道前方接触悬挂,机械臂顶端配置距离传感器,使地质雷达天线与隧道衬砌间距保持恒定,有效提高检测数据质量,替代传统铁路隧道衬砌检测人工扶持的模式,感应式智能机械臂可自主行进或搭载在平板车,实现铁路隧道衬砌的车载检测模式,检测过程不停车,极大的提高检测效率。

     

              系统组成示意图                     隧道无损检测智能机械臂样机

 

6. 城市轨道交通车外噪声源高精度、宽频域辨识技术及装备

  首次应用进化策略方法优化了声阵列宽频辨识清晰度,突破了高精度、宽频域的城市轨道交通快速移动噪声源辨识技术,研制完成坐标可调的多通道、大孔径声阵列,实现了车外噪声源辨识精度达到±0.2m。提出了城市轨道交通二声源分区模式及其分声源频谱计算方法,揭示了城市轨道交通声源能量空间分布规律及频谱特征,建立了城市轨道交通可视化噪声源数据库。研制的装备在青岛地铁11号线90~110km/h地铁声源辨识测试中应用。

 
7. 城市轨道交通施工场界噪声自动辨识监控技术及装备

  首创城市轨道交通施工场界排放噪声辨识技术。提出了不等间距传声器端射阵分频辨识方法和变系数声压梯度空间噪声滤波算法,突破了施工场界噪声的动态自解耦技术,解决了施工场内机械不停工条件下施工噪声和外部噪声不能识别分离的难题。发明了施工场界排放噪声自动实时辨识监控装置。研制了全天候三传声器组成的前端测量装置,开发了宽频噪声高速辨识计算单元,场界排放噪声辨识显示延时不超过1秒。经第三方检测声学性能达到环境噪声监测2级精度。该装置适用于施工场界、工厂、综合枢钮站、车辆段、机务段等封闭或半封闭场地排放噪声监测。

   施工场界噪声自动辨识监控设备声学性能实验室测试    施工场界排放噪声监控系统现场应用


8. 开放空间多声源辨识分离技术及装备

  研究突破开放空间多声源辨识分离技术,提出了不停工条件下多施工机械噪声源辨识分离方法。采用声阵列实现大范围开放空间内多个准静置声源的辨识分离,基于非相干声源能量叠加原理,揭示了轨道交通大型施工机械噪声源位置、幅值、时域及频谱特征。首次应用开放空间多声源辨识分离技术,实现工地不停工条件下多机械同期作业时的声源分离与辨识,获得天津地铁建设15种主要机械、40余种工况下的声源位置、幅值、时域及频谱特性。

  工地机械声源现场测试


    机械声源辨识云图和频谱特性分析

  

9. 城市轨道交通数字化设计技术

① 城市轨道交通三维信息模型参数化三维设计技术
  研究突破了城市轨道交通三维信息模型参数化三维设计技术,基于计算机C#语言,深刻分析总结城市轨道交通工程车站及区间构建逻辑及算法,自主研发了一系列城市轨道交通三维信息模型参数化设计软件,包括总图参数化设计软件、车站主体参数化设计软件、区间参数化设计软件、工程量统计参数化设计软件。目前正在积极向智能化设计方向研究,并且已经在管线综合自动排布方面取得初步成果。与传统维信息模型设计模式相比,该项技术能显著提高设计效率。
② 城市轨道交通三维信息模型多专业协同设计技术
  研究突破了城市轨道交通三维信息模型多专业协同设计技术,基于计算机支持的协同方法理论,深刻分析城市轨道交通工程特点,形成了基于数据共享、流程协同、成果校核的具备典型协同特征的城市轨道交通三维设计技术,建立了基于三维正向设计的专业分工、信息流转、模型交付三要素一体化的城市轨道交通设计系统管理机制,打造了基于设计维度提升和更新的城市轨道交通设计模式。该项技术已石家庄市轨道交通5号线军械学院站—胜利北街站两站一区间进行设计尝试,与传统设计模式相比,显著提高效率。
③ 城市轨道交通数字化交付统计理论
  基于我国主要城市轨道交通数字化交付的调研,首创了城市轨道交通数字化交付统计方法,提出了城市轨道交通设计成果数字化交付率定义和统计方法,构建了基于三维设计平台的数字化成果交付体系,提出了城市轨道交通设计成果交付内容分类方法,形成了“已实现、可实现、无法实现”分类标准体系,应用该方法,指出了当前城市轨道交通设计成果数字化交付率已达到90%的理论体系。。

 

  城市轨道交通数字化设计平台

                       

10. 城市轨道交通数字化信息管理技术

① BIM+3D GIS深度融合的城市轨道交通建设管理基础平台
  形成了基于BIM+3D GIS深度融合的城市轨道交通建设管理基础平台,在CGCS2000坐标系下实现DEM、DOM、城市三维实景模型、地下管线、工程信息模型的集成和信息关联,解决了模型整合变形问题,通过地理坐标、信息热点、模型属性编码与信息化管理系统深度融合。工程信息模型与城市景观模型集成与地上地下一体化浏览查询。
② 3D GIS平台中城市轨道交通工程信息模型的分级表达技术
  提出了3D GIS平台中城市轨道交通工程信息模型的分级表达和管理方法,采用地理信息矢量图层与三维模型相结合的方式分级表达城市轨道交通工程信息,采用分层爆炸模型对车站内部结构进行浏览,实现了宏观和细部、与周边环境关系和内部相对关系的全方位表达。
③ 模型4D、5D表达和管理技术
  采用了4D图形的基坑监测数据集成管理技术,在三维场景中,集成基坑监测历史数据和实时数据,基于城市时空模型和工程信息模型,采用图形和图像渲染表达方法,实现了基坑监测数据的4D表达,为全线监测数据的快速浏览和规律分析提供了可视化表达方案。

 

城市轨道交通数字化信息管理平台   


11. 突破了富水软土地区地下结构工业化建造设计及施工技术

  其中的技术关键包括:
  (1)全装配式地铁车站主体结构与内支撑围护结构的一体化设计施工关键技术。
  2)全装配式地下地连墙分块及连接技术;
  3)全装配式地下车站结构构件形式及分块模式;
  4)全装配式地下车站纵横向连接技术;
  5)全装配式地下车站结构三维参数化建模计算技术。
 
装配式地铁车站围护结构套图                                     装配式地铁车站主体结构套图
装配式地铁车站围护结构拼装方式                     
12. 突破了城市轨道交通隧道服役性能评估与病害修复关键技术
  其中的技术关键包括:
  1)提出了城市轨道交通隧道服役性能评估方法,编制了综合考虑安全性、耐久性、功能性指标的城市轨道交通隧道服役性能评估软件,形成了城市轨道交通隧道服役性能评估关键技术。
  2)研发了结构构件及盾构管片三维静力加载设备,提出了基于三维加载的盾构管片结构静态加载试验方法和带裂缝盾构管片结构加固效果的验证实验方法,形成了城市轨道交通隧道结构加固效果验证实验技术。
  3)提出了复杂地质环境下隧道递进式渗漏水整治方法,构建了非渗水裂缝、渗水裂缝、点渗漏及面渗漏、变形缝渗漏、施工缝渗漏、透水孔洞综合整治修复技术,形成了城市轨道交通隧道裂缝及渗漏水系统性整治修复技术。

城市轨道交通结构服役性能评估软件

济青高铁胶州机场隧道渗漏水治理
13. 突破了装配式地下连续墙设计及施工技术研究
  通过调研传统现浇地下连续墙施工存在的问题、施工质量控制难点、施工工艺控制难点以及由现浇地下连续墙质量问题引起的工程事故分析等,提出了装配式地下连续墙结构设计、幅段设计、接缝设计、接头设计、吊装运输方案、成槽和插入工艺等关键技术,开展了装配式地连墙插入设备的研发研究,并结合实际工程开展装配式地连墙现场试验,主要包括构件连接实验、吊装实验、成槽插入实验、注浆实验等,最终形成了成套工艺工法体系及相关技术规程。
  
装配式地下连续墙吊装              装配式地下连续墙吊装就位
14. 过渡性舒适空间环境检测评价技术
  构建了以天津、深圳为代表的北方、南方地区地铁运营环境数据库。研究建立了过渡性舒适环境声、光、热环境评价体系,突破了基于节能及人体生理特性过渡性舒适环境评价方法,实现用多个客观环境参数及变化率来评价人体主观舒适感受。
  ECMS=a×ECMS(Q)+b×ECMS(S)+c×ECMS(G)

 
15. 高速地下城市轨道交通综合测试系统及推荐技术标准
  建立城市轨道交通隧道空气动力学、站台门和风阀风压载荷测试系统。并以某运行线路为对象,进行了高速地下城市轨道交通综合测试,构建了高速地下轨道交通实测数据库。首次提出了高速地下城市轨道交通速度-列车气密指数-隧道断面推荐技术标准,区间设备推荐风压载荷标准、站台门安装强度推荐技术标准。
 
16. 太阳能地铁车站环境调节系统
  太阳能环境调节系统就地采用清洁无污染的太阳能作为能源,为车站环境控制的用电装置提供动力,包括光伏一体化出入口地面厅、光伏一体化地铁高架车站环境调节系统。该系统解决了地上车站太阳辐射强烈时段站内温度偏高不舒适、环境调节系统用电设备耗电高的问题,通过“就地取材,就地使用”,维持车站内部的舒适性,在充分满足地上车站功能要求的前提下,实现“零能耗”改善地上车站内部环境。