關鍵技術
1. 大型基礎構件外觀尺寸快速智能檢測技術及裝備

  攻克了大型基礎構件外觀尺寸的高精度、快速、智能檢測技術,研發了CRDC_BTSIMS外觀尺寸快速智能檢測系統。該系統集成工業機器人、激光掃描儀、光學跟蹤儀等設備,開發了基于點云處理算法的外觀尺寸智能檢測軟件,實現了對無砟軌道板、地鐵管片等大型基礎構件外觀尺寸的自動化、智能化和信息化檢測,與傳統的人工檢測方式相比,效率提升5倍以上,檢測精度提高了一個數量級。

  CRDC_BTSIMS外觀尺寸快速智能檢測系統


2. 軌道交通基礎設施移動檢測技術

  攻克了基于車載激光雷達的基礎設施快速檢測技術,研發了軌道交通移動激光掃描系統。該系統集成了衛星導航、慣性導航、激光掃描及全景相機等設備,可搭載在80公里時速行駛的軌道車輛上,快速獲取線路兩側百米范圍內高密度點云及高清晰影像數據。經內業解算分析,實現了軌道線形、接觸網幾何參數、橋梁偏心、隧道收斂、建筑限界及線路復測等多種檢測監測工作,真正做到“外業一次性采集、內業多方面應用”。

  軌道交通移動激光掃描系統


3. 軌道交通軌道幾何狀態快速檢測技術及裝備

  攻克了多類型傳感器集成及多源數據融合解算技術,研發了基于慣性導航的軌道幾何狀態測量儀。該裝備集成全站儀、慣性導航、衛星導航、里程計、傾角計、位移計等多類型傳感器,采用“走走停?!钡淖鳂I方式,快速采集軌道幾何狀態數據,經過多源數據融合解算,得到軌距、超高、軌向、高低、三角坑及長短波不平順等軌道幾何狀態參數,極大提高了檢測作業效率。

  基于慣性導航的軌道幾何狀態測量儀

 

4. 鐵路道砟厚度快速無損測量系統

  研究突破了特征層自動追蹤人機交互等技術,研發了鐵路道砟厚度快速無損測量系統,研制了輕便式軌道小車,搭載探地雷達、GPS定位設備、DMI測距系統,形成集探測、定位于一體的鐵路道砟快速測量系統,具有輕便、精度高、定位準確等優點。

  
鐵路道砟厚度快速測量系統(試驗型)            道砟厚度測量探地雷達圖件      

 

5. 隧道襯砌無損智能檢測系統

  研發了隧道襯砌無損智能檢測系統,配備超聲波、激光傳感器,計算機伺服控制,利用激光掃描識別,實時顯示探測距離,遇到障礙支撐臂自動化升降,可以自主繞避鐵路隧道前方接觸懸掛,機械臂頂端配置距離傳感器,使地質雷達天線與隧道襯砌間距保持恒定,有效提高檢測數據質量,替代傳統鐵路隧道襯砌檢測人工扶持的模式,感應式智能機械臂可自主行進或搭載在平板車,實現鐵路隧道襯砌的車載檢測模式,檢測過程不停車,極大的提高檢測效率。

     

              系統組成示意圖                     隧道無損檢測智能機械臂樣機

 

6. 城市軌道交通車外噪聲源高精度、寬頻域辨識技術及裝備

  首次應用進化策略方法優化了聲陣列寬頻辨識清晰度,突破了高精度、寬頻域的城市軌道交通快速移動噪聲源辨識技術,研制完成坐標可調的多通道、大孔徑聲陣列,實現了車外噪聲源辨識精度達到±0.2m。提出了城市軌道交通二聲源分區模式及其分聲源頻譜計算方法,揭示了城市軌道交通聲源能量空間分布規律及頻譜特征,建立了城市軌道交通可視化噪聲源數據庫。研制的裝備在青島地鐵11號線90~110km/h地鐵聲源辨識測試中應用。

 
7. 城市軌道交通施工場界噪聲自動辨識監控技術及裝備

  首創城市軌道交通施工場界排放噪聲辨識技術。提出了不等間距傳聲器端射陣分頻辨識方法和變系數聲壓梯度空間噪聲濾波算法,突破了施工場界噪聲的動態自解耦技術,解決了施工場內機械不停工條件下施工噪聲和外部噪聲不能識別分離的難題。發明了施工場界排放噪聲自動實時辨識監控裝置。研制了全天候三傳聲器組成的前端測量裝置,開發了寬頻噪聲高速辨識計算單元,場界排放噪聲辨識顯示延時不超過1秒。經第三方檢測聲學性能達到環境噪聲監測2級精度。該裝置適用于施工場界、工廠、綜合樞鈕站、車輛段、機務段等封閉或半封閉場地排放噪聲監測。

   施工場界噪聲自動辨識監控設備聲學性能實驗室測試    施工場界排放噪聲監控系統現場應用


8. 開放空間多聲源辨識分離技術及裝備

  研究突破開放空間多聲源辨識分離技術,提出了不停工條件下多施工機械噪聲源辨識分離方法。采用聲陣列實現大范圍開放空間內多個準靜置聲源的辨識分離,基于非相干聲源能量疊加原理,揭示了軌道交通大型施工機械噪聲源位置、幅值、時域及頻譜特征。首次應用開放空間多聲源辨識分離技術,實現工地不停工條件下多機械同期作業時的聲源分離與辨識,獲得天津地鐵建設15種主要機械、40余種工況下的聲源位置、幅值、時域及頻譜特性。

  工地機械聲源現場測試


    機械聲源辨識云圖和頻譜特性分析

  

9. 城市軌道交通數字化設計技術

① 城市軌道交通三維信息模型參數化三維設計技術
  研究突破了城市軌道交通三維信息模型參數化三維設計技術,基于計算機C#語言,深刻分析總結城市軌道交通工程車站及區間構建邏輯及算法,自主研發了一系列城市軌道交通三維信息模型參數化設計軟件,包括總圖參數化設計軟件、車站主體參數化設計軟件、區間參數化設計軟件、工程量統計參數化設計軟件。目前正在積極向智能化設計方向研究,并且已經在管線綜合自動排布方面取得初步成果。與傳統維信息模型設計模式相比,該項技術能顯著提高設計效率。
② 城市軌道交通三維信息模型多專業協同設計技術
  研究突破了城市軌道交通三維信息模型多專業協同設計技術,基于計算機支持的協同方法理論,深刻分析城市軌道交通工程特點,形成了基于數據共享、流程協同、成果校核的具備典型協同特征的城市軌道交通三維設計技術,建立了基于三維正向設計的專業分工、信息流轉、模型交付三要素一體化的城市軌道交通設計系統管理機制,打造了基于設計維度提升和更新的城市軌道交通設計模式。該項技術已石家莊市軌道交通5號線軍械學院站—勝利北街站兩站一區間進行設計嘗試,與傳統設計模式相比,顯著提高效率。
③ 城市軌道交通數字化交付統計理論
  基于我國主要城市軌道交通數字化交付的調研,首創了城市軌道交通數字化交付統計方法,提出了城市軌道交通設計成果數字化交付率定義和統計方法,構建了基于三維設計平臺的數字化成果交付體系,提出了城市軌道交通設計成果交付內容分類方法,形成了“已實現、可實現、無法實現”分類標準體系,應用該方法,指出了當前城市軌道交通設計成果數字化交付率已達到90%的理論體系。。

 

  城市軌道交通數字化設計平臺

                       

10. 城市軌道交通數字化信息管理技術

① BIM+3D GIS深度融合的城市軌道交通建設管理基礎平臺
  形成了基于BIM+3D GIS深度融合的城市軌道交通建設管理基礎平臺,在CGCS2000坐標系下實現DEM、DOM、城市三維實景模型、地下管線、工程信息模型的集成和信息關聯,解決了模型整合變形問題,通過地理坐標、信息熱點、模型屬性編碼與信息化管理系統深度融合。工程信息模型與城市景觀模型集成與地上地下一體化瀏覽查詢。
② 3D GIS平臺中城市軌道交通工程信息模型的分級表達技術
  提出了3D GIS平臺中城市軌道交通工程信息模型的分級表達和管理方法,采用地理信息矢量圖層與三維模型相結合的方式分級表達城市軌道交通工程信息,采用分層爆炸模型對車站內部結構進行瀏覽,實現了宏觀和細部、與周邊環境關系和內部相對關系的全方位表達。
③ 模型4D、5D表達和管理技術
  采用了4D圖形的基坑監測數據集成管理技術,在三維場景中,集成基坑監測歷史數據和實時數據,基于城市時空模型和工程信息模型,采用圖形和圖像渲染表達方法,實現了基坑監測數據的4D表達,為全線監測數據的快速瀏覽和規律分析提供了可視化表達方案。

 

城市軌道交通數字化信息管理平臺   


11. 突破了富水軟土地區地下結構工業化建造設計及施工技術

  其中的技術關鍵包括:
 ?。?/font>1)全裝配式地鐵車站主體結構與內支撐圍護結構的一體化設計施工關鍵技術。
  2)全裝配式地下地連墻分塊及連接技術;
  3)全裝配式地下車站結構構件形式及分塊模式;
  4)全裝配式地下車站縱橫向連接技術;
  5)全裝配式地下車站結構三維參數化建模計算技術。
 
裝配式地鐵車站圍護結構套圖                                     裝配式地鐵車站主體結構套圖
裝配式地鐵車站圍護結構拼裝方式                     
12. 突破了城市軌道交通隧道服役性能評估與病害修復關鍵技術
  其中的技術關鍵包括:
  1)提出了城市軌道交通隧道服役性能評估方法,編制了綜合考慮安全性、耐久性、功能性指標的城市軌道交通隧道服役性能評估軟件,形成了城市軌道交通隧道服役性能評估關鍵技術。
  2)研發了結構構件及盾構管片三維靜力加載設備,提出了基于三維加載的盾構管片結構靜態加載試驗方法和帶裂縫盾構管片結構加固效果的驗證實驗方法,形成了城市軌道交通隧道結構加固效果驗證實驗技術。
  3)提出了復雜地質環境下隧道遞進式滲漏水整治方法,構建了非滲水裂縫、滲水裂縫、點滲漏及面滲漏、變形縫滲漏、施工縫滲漏、透水孔洞綜合整治修復技術,形成了城市軌道交通隧道裂縫及滲漏水系統性整治修復技術。

城市軌道交通結構服役性能評估軟件

濟青高鐵膠州機場隧道滲漏水治理
13. 突破了裝配式地下連續墻設計及施工技術研究
  通過調研傳統現澆地下連續墻施工存在的問題、施工質量控制難點、施工工藝控制難點以及由現澆地下連續墻質量問題引起的工程事故分析等,提出了裝配式地下連續墻結構設計、幅段設計、接縫設計、接頭設計、吊裝運輸方案、成槽和插入工藝等關鍵技術,開展了裝配式地連墻插入設備的研發研究,并結合實際工程開展裝配式地連墻現場試驗,主要包括構件連接實驗、吊裝實驗、成槽插入實驗、注漿實驗等,最終形成了成套工藝工法體系及相關技術規程。
  
裝配式地下連續墻吊裝              裝配式地下連續墻吊裝就位
14. 過渡性舒適空間環境檢測評價技術
  構建了以天津、深圳為代表的北方、南方地區地鐵運營環境數據庫。研究建立了過渡性舒適環境聲、光、熱環境評價體系,突破了基于節能及人體生理特性過渡性舒適環境評價方法,實現用多個客觀環境參數及變化率來評價人體主觀舒適感受。
  ECMS=a×ECMS(Q)+b×ECMS(S)+c×ECMS(G)

 
15. 高速地下城市軌道交通綜合測試系統及推薦技術標準
  建立城市軌道交通隧道空氣動力學、站臺門和風閥風壓載荷測試系統。并以某運行線路為對象,進行了高速地下城市軌道交通綜合測試,構建了高速地下軌道交通實測數據庫。首次提出了高速地下城市軌道交通速度-列車氣密指數-隧道斷面推薦技術標準,區間設備推薦風壓載荷標準、站臺門安裝強度推薦技術標準。
 
16. 太陽能地鐵車站環境調節系統
  太陽能環境調節系統就地采用清潔無污染的太陽能作為能源,為車站環境控制的用電裝置提供動力,包括光伏一體化出入口地面廳、光伏一體化地鐵高架車站環境調節系統。該系統解決了地上車站太陽輻射強烈時段站內溫度偏高不舒適、環境調節系統用電設備耗電高的問題,通過“就地取材,就地使用”,維持車站內部的舒適性,在充分滿足地上車站功能要求的前提下,實現“零能耗”改善地上車站內部環境。