2020年度城市轨道交通科技进步奖获奖项目展示

2020年度中国城市轨道交通协会“城市轨道交通科技进步奖”评选工作已全面结束。协会共收到116项成果的申报材料，经形式审查和推荐审查，共有81个项目通过审核，提交至评审委员会进行评审。

按照《中国城市轨道交通协会城轨科技进步奖奖励办法》和《中国城市轨道交通协会城轨科技进步奖实施细则》的规定，经中国城市轨道交通协会城轨科技进步奖评审委员会组织专家初评、复评以及奖励委员会审定，并通过网络公示，共有27项成果获得本年度城市轨道交通科技进步奖，现决定授予“面向网络化运营的互联互通CBTC关键技术及成套装备与示范应用”等1项成果为特等奖，授予“饱和软土复杂环境地铁盾构隧道结构安全与耐久性关键技术”等11项成果为一等奖，授予“全程无网储能式有轨电车关键技术研究及应用”等15项成果为二等奖。

特等奖

项目名称：面向网络化运营的互联互通CBTC关键技术及成套装备与示范应用

申报单位：重庆市轨道交通（集团）有限公司、交控科技股份有限公司、北京交通大学、北京华铁信息技术有限公司、通号城市轨道交通技术有限公司、浙江众合科技股份有限公司

完成人：王峙、乐梅、王伟、林莉、张军、黄友能、薛胜超、张宇川、张兴健、秦小虎、文成祥、夏波、代守双、杨婧、邓雷、李天然、黄鹿原、谷宝慧、赵红礼、张晋恺、刘桂宏、李铮、张德明、姜庆阳、郭晓明、刘鲁鹏、陈大旭、边劲飞、谢胜茂、胡顺定

项目简介：

我国城市轨道交通行业发展迅猛，线网规模不断扩充，极大地方便了城市居民的出行。与此同时，轨道线路间互通性差，运营孤立性高等问题日益凸显，阻碍了市民出行体验的提升。亟需研究更高效的面向网络化运营的互联互通CBTC技术，实现城市轨道线路间互联互通机制，提升资源调度的科学性，提高居民出行的服务体验。

本项目立足当前城市轨道交通孤岛式运营现状，瞄准各线路间信号控制协同性弱的难题，提出了轨道交通互联互通CBTC系统，其创新点如下：

1.首次创建了互联互通的CBTC系统架构模型，提出了互联互通CBTC系统的设计原则，突破了互联互通CBTC系统行车安全保障的关键技术；

2.构建了具有完全自主知识产权的互联互通CBTC系统的标准体系，自主研发了成套标准装备，填补了国内空白；

3.提出了基于属性集等价划分的准入测试方法，构建了基于ATML（Automated Test Markup Language）标准架构的仿真测试平台通用模型，为有限工期下完成指数级案例测试任务提供了高效的解决方案；

4.建立了基于关键链的多项目进度管理方法，提出了基于动态客流仿真模型的网络化运营组织策略，为后续网络化建设和运营模式的改进奠定基础。

依托重庆互联互通CBTC系统示范工程发布团体标准（已被纳入国推认证目录）17部、地方标准1部，发表论文18篇、专利41项。在科技进步方面，互联互通CBTC系统的系列技术标准填补了IEEE1474和IEC62290标准在轨道交通互联互通方面的空白。在经济效益方面，初步测算，新建及规划建设的20条线路所配属车辆的检修任务，将共减少用地约900余亩，可节约征地拆迁费用近40亿，运营收益提高8%至10%。在社会效益方面，截至2019年1月，参与本项目的信号厂商市场占比高达70%，极大提升了自主装备的竞争力。2020年9月，重庆4号线唐家沱前往环线图书馆，可无需换乘直接抵达终点，减少出行时间13分钟，大大提高乘客服务水平。

本项目研究成果经中国城市轨道交通协会鉴定达到了国际领先水平，社会与经济效益显著，具有广泛的推广应用价值。

一等奖

项目1

项目名称：饱和软土复杂环境地铁盾构隧道结构安全与耐久性关键技术

申报单位：上海申通地铁集团有限公司，同济大学，上海隧道工程有限公司，上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海地铁盾构设备工程有限公司，上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司

完成人：毕湘利、王秀志、张小会、吴迪、刘洪波、李刚、鞠丽艳、周亮、黄小平、陆明、张恒、徐正良、何小玲、狄宏规、张中杰、曹伟飚、周希圣、何超、陈君、史海舟

项目简介：

上海地铁具有超大规模网络、软弱土层条件、复杂易变环境等特征，保障百年服役期内隧道的结构安全与耐久是面临的重大挑战，一旦发生问题，社会影响极重、维修整治极难、经济损失极大，伦敦地铁曾因部分隧道管片混凝土剥落、钢筋锈蚀等问题而频繁长时间停运整治，严重干扰了正常的运营计划，并造成巨额经济损失。为此，针对盾构隧道的结构安全与耐久展开联合攻关，在多项关键技术方面取得了突破：

1.提出了复杂环境中盾构隧道的精细化设计技术。揭示了盾构隧道附加静、动荷载的变化特征，建立了外部荷变条件下盾构隧道荷载新模式；提出了盾构隧道管片的标准化设计，从源头上解决了生产、建设、维养过程中超大规模线网的多方协同难题；针对特殊条件，发明了盾构隧道新型快速接头衬砌结构，成型隧道接缝张开和错台均小于0.5毫米，较现行规范提升一个数量级。

2.研发了基于耐久性控制的盾构隧道的材料标准体系与施工控制技术。建立了盾构隧道混凝土原材料及衬砌、防水成品质量标准体系，研发了管片自动生产流水线，有效提升了盾构隧道结构部件的耐久性能；提出了中心城区盾构隧道掘进-排土-注浆-拼装同步控制技术，大幅减少施工初始缺陷，超过90%隧道的拼装椭圆度小于4‰D，显著优于国内外同类技术。

3.首创了运营期盾构隧道健康监测-状态评估-病害整治成套技术。研发了运营地铁隧道结构病害快速检测装备，率先提出了盾构隧道结构服役性能评估标准，实现了超大规模线网隧道状态的快速感知；开发了盾构隧道结构加固、变形整治、注浆堵漏等工艺及设备平台，整治后隧道橫径增量小于0.2%，沉降增量小于10毫米，有效保障了轨道交通的安全运营。

成果直接应用于上海超大规模线网盾构隧道的设计、施工及维养工程，推广应用于宁波、杭州、南京等类似软土地层盾构隧道和新加坡地铁工程。获授权专利28项，发表论文21篇，形成国家级工法2项，软件著作权6项，出版专著2部，主编参编行业地方标准7部，近三年累积新增产值9亿元，经济、社会、环境效益显著。

项目2

项目名称：富水岩溶发育条件下复合地层地铁盾构工程成套关键技术研究与应用

申报单位：广州地铁集团有限公司、广州轨道交通建设监理有限公司、广州地铁设计研究院股份有限公司、中国铁建重工集团股份有限公司、广东华隧建设集团股份有限公司、广州大学、中铁十一局集团有限公司

完成人：竺维彬、易觉、程永亮、钟长平、黄辉、张志良、米晋生、林本海、张华、万维燕、黄威然、李新明、罗淑仪、暨智勇、袁守谦、龙华东、姚金、唐仁、李应姣、肖京

项目简介：

盾构法用于富水岩溶复合地层修建地铁隧道面临以下问题：富水岩溶复合地层的勘探是世界难题；传统单一模式土压盾构机或泥水盾构机难以适应该类地层中水、土、岩、洞变化复杂的工况；盾构隧道开挖始发/到达、人工进仓换刀环节都易引发塌方。广州地铁集团在广州地铁2、5、9号线和8号线北延段遇到的富水岩溶复合地层隧道建设中，成功地开展盾构设备技术、勘察技术、盾构施工工法、施工应急设备创新，形成国际领先水平的“富水岩溶发育条件下复合地层盾构工程成套关键技术”。

本项目首创了具有国际领先水平双模盾构成套技术及装备。（1）发明双模盾构切换技术及装备，突破了传统单一模式盾构设备只能适应某一种地层环境的功能局限性。（2）发明双仓并/串联采石箱技术及装备，极大地降低盾构喷涌、滞排概率。（3）发明盾构设备刀具磨损智能检测技术及装备，实现刀具损坏及时发现、及时更换。

本项目创建了富水岩溶复合地层盾构工程全过程综合勘察智能化数据赋能模型。建立基于现场采集数据与历史数据、钻探数据与物探数据相结合的地质特征分析模型，对数据进行智能化的清洗和筛选，由此建立地质特征数据库；建立具有深度学习能力的算法模型对数据进行处理，从而获得勘探工程的地质结构特征数据；建立具有深度学习能力的决策模型，指导工程风险控制。

本项目发明了富水岩溶复合地层盾构施工始发/到达、进仓换刀两大环节的平衡稳定技术。（1）首创装配式可循环利用的钢套筒密闭平衡始发/到达技术，保障了盾构安全始发和到达；（2）首创冷冻刀盘换刀技术，研发出具有冷冻加固开挖面的盾构机刀盘，实现快速进仓更换刀具，可在传统加固方法无法实施的工况下换刀。

本项目发明了世界首台针对富水岩溶地层塌方抢险的同步综合处理工程车。实现盾构掘进同步监控、围蔽、处理，最大程度降低塌方对社会的影响。

本项目共授权发明专利10项（其中PCT国际专利1项），实用新型专利2项，软件著作权2项；出版专著3部；参编国家标准1项；获得省级工法4项；发表核心期刊论文2篇，国际论文1篇。

经钱七虎院士、陈湘生院士、国际隧协严金秀主席等专家鉴定，一致认为项目成果达到国际领先水平。本成果不仅成功地应用于广州地铁岩溶区的隧道建设，还推广到杭州、南宁等多个城市。经济效益显著，近三年仅完成单位设备和相关工程的利润达6.83亿元。

项目3

项目名称：城市轨道交通云平台创新研究与应用

申报单位：呼和浩特市城市轨道交通建设管理有限责任公司、交控科技股份有限公司、中国铁路设计集团有限公司、华为技术有限公司、北京交通大学

完成人：刘占英、朝鲁、王伟、樊艳、王晓东 、章文亮、麻永华、刘超、张振义、陈瑞军 、孟伟君、楚研、王彪、李申、刘芽、刘楠、杨瑞超、燕飞、刘海建、文翔

项目简介：

截至2019年底，我国大陆地区共有40个城市开通城市轨道交通运营线路208条，拥有4条及以上运营线路且换乘站3座及以上的城市19个，占已开通城轨交通运营城市总数的47.5%。

随着开通线路逐渐增多，传统建设模式存在的局限性日益明显。传统建设模式下的各业务系统分别独立设置、孤岛运行，存在系统架构复杂、层级多、设备配置数量众多且利用率低等问题，为城市轨道交通的运营、维护和管理带来了诸多不便。既有的单专业或单线路采用云平台承载方式，难以产生规模化效应，不能从根本上解决目前存在的问题，所以研究一套城市轨道交通云平台用于解决当前存在的问题，十分重要且紧迫。

本项目在呼和浩特市重大科技专项支持下，历经三年技术攻关，紧跟智慧城轨发展方向，瞄准适用于城轨行业分散建设成本高、数据共享能力差、系统信息化程度低等核心难题，攻克了多线路多业务综合承载、纵深安全防护体系、线网级系统配置等关键技术，打造了城市轨道交通云平台集成创新并完成示范应用。

系统主要创新点包括：

1.打造了全业务承载的城轨云平台；

2.创建了城轨云纵深防御安全体系；

3.构建了城轨云新运维模式。

本项目形成了专利45项、论文19篇、软件著作权18篇、云平台相关著作2篇、白皮书2份，整体技术达到国际领先水平。在云平台构建方式下，相比传统分散独立建设模式，呼和浩特地铁1、2号线信息化系统成本总体节省约38.4%，并随着后续线路接入云平台，其经济效益将进一步提升。该项目成果可满足安国22座城市超过100条线路的云平台建设需求，预计市场份额达到200亿元。

该项目的研究可大幅降低城轨信息化系统建设、维护成本，缩短业务上线周期，提升云平台装备技术水平，发挥了示范效应，带动一大批企业开展基于云平台的智慧应用，促进了产业链发展，为我国智慧城轨建设和推广有很大的促进作用。

项目4

项目名称：轻型跨座式单轨道岔系统关键技术研发及应用

申报单位：中铁工程设计咨询集团有限公司、芜湖市轨道交通有限公司、芜湖力钧轨道装备有限公司、中铁科工集团有限公司、北京交通大学

完成人：于胜利、雷慧锋、解丽霞、刘亚东、汪毅明、张建东、武农、何勇、王冬、徐永、缪正祥、李雅红、刘俊、李琦、周训霖、王斌杰、刘彦宏、王丽娜、李卓然、林耀

项目简介：

本项目属于单轨交通轨道技术领域。近年来，随着我国城市化建设的不断推进，发展体量更小、地形适应能力更强，工程造价更低，更适合中等城市的轻型跨座式单轨已势在必行。2014年国家发改委发布《中等城市发展轻型单轨的有关建议》，鼓励中等城市选择经济、环保、高效的轻型单轨系统，我国轻型跨座式单轨已迎来黄金发展期。

道岔是跨座式单轨交通系统中的三大关键技术之一，对整个系统的运营安全和效率有着至关重要的影响。通过对轻型跨座式单轨交通技术特点及国内既有道岔结构、参数的分析，发现轻型单轨正线载客或速度较高地段面临着缺乏适用道岔的尴尬局面，且既有道岔机构复杂、价格高昂。因此，研发出适用性好、经济性佳、结构简单的轻型跨座式单轨道岔产品迫在眉睫。

为此，本项目研究形成整体梁平转道岔技术，驱动、锁定及转辙避让技术，道岔参数计算理论及设计方法，道岔梁寿命仿真计算技术，智能化实时在线诊断技术，整体梁一体化生产和现场一次性安装到位技术，成功研发两种新型跨座式单轨道岔，最大过岔速度和系统能力可分别达到40公里/小时、30对/分钟，能够较好地满足轻型跨座式单轨需求，既解决了国内轻型跨座式单轨缺乏适用道岔的难题，又提升了过岔速度和线形平顺性，简化了道岔结构，降低造价40%以上，提高了工程适应性、系统安全性和智能化水平。

研究成果获得2项国家发明专利和25项实用新型专利，具有自主知识产权，并形成团体标准《跨座式单轨交通道岔》1部。在城轨协科技成果评价中，经杜彦良院士等十位专家评审，认为本成果整体达到国际先进水平。研究成果是当前我国轻型跨座式单轨交通建设急需的技术，填补了我国轻型跨座式单轨道岔系统空白，契合我国轻型跨座式单轨轻量化、简约化以及提高装备自主化、智能化的要求，将有力推动轻型跨座式单轨的广泛应用、单轨行业的技术进步及我国轨道交通多制式协调发展。

研究成果已运用于芜湖、柳州等轨道交通项目，获得业主及同行好评；为生产单位创收超过1亿元；并已在潍坊、邯郸、桂林等多个单轨项目设计中被采用；已被纳入国家标准《跨座式单轨交通单开道岔》《跨座式单轨设计标准》及城轨协团体标准《轻型跨座式单轨交通设计导则》。基于本项目研发道岔良好的技术经济性、已有成功应用案例并纳入国家及行业标准的成熟性以及轻型跨座式单轨的广阔发展前景，研究成果将产生巨大的经济效益和社会效益。

项目5

项目名称：轨道交通车载高频辅助变流关键技术研究及其应用

申报单位：株洲中车时代电气股份有限公司、成都地铁运营有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、深圳市地铁集团有限公司、杭州市地铁集团有限公司

完成人：刘可安、赵清良、饶沛南、张小勇、王黎、谢伟、田庆、周光海、肖国军、周帅、曾明高、张庆、周峰武、耿志东、杨奎、刘清、闫磊、梁锦发、魏周艳、林浩

项目简介：

为了响应国家“十三五”计划的低碳环保的可持续发展战略，以及提高关键核心技术竞争力的交通强国战略需求，开展了高效、高功率密度、高性能、低噪音的轨道交通车载高频辅助变流器关键技术研究及其应用项目。该项目是事关轨道交通产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家经济发展的战略性、基础性、先进性关键技术和平台研发。

项目经历了技术攻关、样机试制、型式试验、装车考核与批量应用，完成了轨道交通车载高频辅助变流关键技术研究及其应用。本项目对LLC谐振软开关、三电平斩波、级联变换系统、分裂电容式三相四线制、比例谐振控制、系统故障诊断与保护等关键技术进行了重点攻关研究。其主要科技创新如下：

1.发明基于LLC谐振软开关技术的功率模块、控制单元、冷却系统和变流器装置；开发出多输入电压制式、多功率等级的高频辅助变流器平台。

2.提出一种基于“孤岛”散热技术和无线隔离驱动电源技术的绝缘系统，首次开发出高压DC3000V供电的高频辅助变流器。

3.提出一种自适应死区最优控制方法、一种箝位式脉宽补偿关断控制方法和一种并联系统的直流电压鲁棒性控制方法，确保辅助变流器安全、可靠运行。

4.发明一种集成式大功率LLC高频变压器，实现变压器小型化、集成化，降低其设计和制造难度。

项目研制的高频辅助变流器功率密度达到284VA/kg，相对既有工频辅变产品提升90%以上；效率达到94.3%，损耗降低40%，并有效降低了电磁噪音，具有良好的环境友好性。

项目实施过程中获授权国家专利31件，其中发明专利14件，国家标准1项，行业标准2项，论文21篇，技术和产品具有完全自主知识产权。

研制的高频辅助变流器已在地铁、低地板车、动车组及机车等领域实现了装车应用，并成都、杭州、宁波及深圳等地实现了商业运营,累计30个项目，形成商业订单3000台，其中装车约2000台，累计销售额共计约7亿。

本项目整体技术达到国际领先水平，推动了辅助变流产品的高频化、高效化、轻量化和小型化，促进了轨道交通高端装备的技术发展。

项目6

项目名称：城市轨道交通与大型市政道路合建沉管隧道关键技术与应用

申报单位：中铁（天津）隧道工程勘察设计有限公司、佛山市新城开发建设有限公司、中铁第六勘察设计院集团有限公司、上海交大海科检测技术有限公司、交通运输部广州打捞局

完成人：贺维国、叶桂莹、周华贵、蒋洪军、厉红星、曹威、沈永芳、林金雄、程晓明、刘文骏、胡斌、戴新、李彬、吕洋、梁浩杰、褚凯、周丽芳、王洪刚、李吉坤、张兴宇

项目简介：

本项目属建筑工程-地下空间领域。随着城市快速发展，城市交通资源日益紧张，尤其作为连接枢纽功能的过江通道常成为城市交通堵塞重灾区，城市过江交通逐渐向多车道、复合交通方向发展。本项目依托工程广州市～佛山市轨道交通地铁二期工程澜石站～世纪莲站区间过江隧道（佛山市东平隧道），是国内断面最宽公铁合建沉管隧道工程，建设过程中面临断面超宽、河道狭窄、水流速度大、轨道交通沉降控制严格、城市核心区环保要求高等诸多难题。项目组历经10年，开展了公铁合建沉管隧道沉降控制、管节浮运沉放、水中质量检测、绿色修建等关键技术的研究，形成如下创新成果:

成果一：建立了成套沉管隧道基础沉降计算理论及控制技术。首次提出一种适用于沉管隧道基础沉降理论；构建了沉管隧道砂基础无损检测方法及评价体系；研发了新型管节接头限位和减载技术，有效保障了城市轨道交通运营安全。

成果二：研发了大流速、繁忙狭窄航道条件下超宽非对称断面沉管隧道管节安全浮运、精准沉放对接技术 。开发了超宽非对称断面管节浮运、沉放模型试验平台；提出了连续接力绞拖+全球定位精准导航技术；发明了可调可重复利用的导向对接系统和高精度定位沉放控制系统。

成果三：构建了沉管隧道管节水中作业质量与安全控制体系。研发了系列水下质量检测设备及软件，构建了规范化、数字化的管节水中作业质量与安全控制体系。

成果四：开发了系列城市轨道交通沉管隧道绿色修建技术。研发了城市轨道交通过江隧道与市政隧道集约用地建设技术、旁建干坞、多维综合爆破控制技术和大流速条件下沉管顶部覆盖层防护技术等系列沉管隧道绿色修建技术。

项目获授权发明专利16项、实用新型专利35项、软件著作权25项；主编国家、地方标准6部，参编国家标准1部；编写专著4部，公开发表学术论文50余篇。成果整体应用于国内外最大规模公铁合建沉管隧道佛山东平隧道，推广应用到南昌、广州多座沉管隧道工程建设中，直接节约工程造价11亿元，节约城市核心区土地8.5万平方米。

研究成果经专家鉴定达到国际领先水平。

项目7

项目名称：轨道交通智慧车站系统关键技术研究与示范应用

申报单位：上海申通地铁集团有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院、上海电科智能系统股份有限公司、国电南瑞科技股份有限公司、上海期安智能科技有限公司、上海电气自动化设计研究所有限公司、同济大学

完成人：刘纯洁、陈鸿、张立东、姜臻祺、蔡佳妮、邓冉然、单晓强、黄志刚、马伟杰、何洁、孙煜、温彤、吴强、翟鸣、黄新林、许超、熊天圣、韩玉雄、乌家玫、张浩

项目简介：

本项目属于轨道交通车站运营与控制管理领域。项目首创轨道交通智慧车站体系架构，构建智慧车站系统集成平台，实现智慧运营管理目标，技术成果在城市轨道交通行业广泛应用，主要创新成果如下：

1.率先提出轨道交通智慧车站系统的体系架构，攻克跨网数据摆渡、多源数据融合和智能场景联动等关键技术，研制开发智慧车站系统集成平台，实现车站设备智能运行、车站人员精确定位、车站态势总体感知和车站业务闭环管理，有效提升车站运营管理效率和精细化管理能力。

2.首次应用基于关联系统的设备故障智能诊断方法和故障诊断逻辑网络拓扑排序和存储方法，构建设备智能维护系统，实现轨道交通车站设备健康状态监测与智能预警，有效提升车站设备管理和安全保障能力。

3.首次应用基于历史判决的多频谱感知技术和大数据辅助视频传输技术，实现客流状态智能感知，有效提升系统综合感知能力，支撑智能分析和智能预警系统应用。

4.首次提出车站客流状态多源感知与实时预警的系统方法，为车站客运组织提供智能化和可视化手段；首次采用基于特征检测和规则判断的摄像机定位方法，保障视频分析质量和精准率；首次提出基于位置的乘车智能引导系统，全面提升车站客运服务能力和乘客体验。

获授权专利17项（其中发明专利10项、实用新型专利7项），发表论文19篇，登记软著17项，制定技术标准13项（其中国家标准1项，地方标准2项）。研究成果率先在上海地铁应用，典型车站开站和关站时间从30分钟压缩到8分钟左右，设备巡检实现自动化，操作管理效率提升30%，管理优化和岗位复合3人/站，同时为乘客和特殊人群提供丰富全面的资讯和自助服务，极大提升了公众的出行体验，为轨道交通产业创新发展闯出一条新路。技术成果已在上海、西安等城市得到广泛应用。

项目总体技术达到国内领先水平（全球首创，国外城轨尚无智慧车站应用先例）。创造直接经济效益7.5亿元，每年服务乘客舒心出行近亿人次，成为智慧地铁建设和城轨高质量发展的重要抓手。

项目8

项目名称：新一代城轨市域列车制动系统关键技术及应用

申报单位：北京纵横机电科技有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司、铁科纵横（天津）科技发展有限公司

完成人：孟红芳、范荣巍、饶东、林荣文、王乐、 曹建行、杨万坤、焦毅、张宝、王硕、吕宝佳、张勇、赵春光、于建斌、王正杰、王喆、郭奇宗、田敬东、张庆爽、郝亮

项目简介：

近年来，我国大力推进城市轨道交通产业关键技术研发及产业化，积极践行“科技强国、交通先行”战略方针，国内城轨车辆制动系统取得较快的发展，产品已批量运用。但为了进一步提升车辆安全性、可靠性、降低运用维护成本，对车辆制动系统及关键部件进行标准化设计。本项目在城市轨道交通车辆制动系统关键技术及受国外制约的短板技术领域开展自主研发和创新研究工作，推动城轨交通装备产业升级。

主要科技内容：

1.突破了城轨市域列车以太网控车技术，开发了基于以太网的制动控制系统，实现多网融合控制，并率先在国内批量装车运用；掌握了减速度闭环控车技术，并率先在国内装车，提升车辆制动控制精度及乘客舒适度；

2.国内首次自主搭建了适用于城轨市域列车的制动系统创新平台，开发了基于平台化、模块化、轻量化的车控和架控制动控制系统，积极践行国家能源发展战略和节能环保发展要求；

3.推动我国城市轨道交通行业制动系统及核心部件行业技术标准制定，主导编写了《城市轨道交通车辆制动系统行业技术规范》系列标准，解决了我国城轨制动系统无匹配标准的问题；

4.自主开发了城轨车辆用轻量化铝基复合材料制动盘，掌握了铝基复合材料制动盘的批量生产工艺和质量控制体系，打破国外技术垄断，在国内首次实现铝基复合材料制动盘批量化装车应用。

知识产权情况：发明专利2项，计算机软件著作权2项，实用新型5项，发表论文3篇，成果扩充10项城市轨道交通车辆制动系统标准。

技术经济指标：

（1）常用制动和紧急制动EB的冲动极限≤ 0.75m/s3。

（2）紧急制动减速度满足初速度160km/h时大于1.2m/s2。

（3）制动响应时间满足紧急制动EB≤1.5s；

（4）以太网传输速率：10～100Mbps；

（5）与传统铸钢、铸铁制动盘相比，铝基复合材料制动盘减重40%。

成果推广运用及社会经济效益：本项目成果的制动系统应用于32条城轨线路，截止2019年累计收入83337万元，累计新增税收14135万元。掌握了核心技术，培养了专业人才，为“交通强国”、“科技强国”战略提供了有力支撑。

项目9

项目名称：全自动运行信号系统关键技术在机场空侧捷运系统中的研究及应用

申报单位：上海机场(集团)有限公司、上海申通地铁集团有限公司、上海富欣智能交通控制有限公司、上海国际机场股份有限公司、上海申通轨道交通研究咨询有限公司、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司、上海申凯公共交通运营管理有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中铁上海设计院集团有限公司

完成人：毕湘利、吴昊、林晨、田益锋、张悦、周欣、倪尉、刘建、林一帆、齐玉文、丰文胜、许巨川、李广斌、毛亮、陈祥、范庆宝、张凯、顾利东、陈丽君、谢斌

项目简介：

本项目所属科学技术领域：交通运输与安全。民航业是我国经济社会发展重要的战略产业。中国民用航空发展第十三个五年规划，是全面建成小康社会决胜阶段和实现民航强国战略关键阶段的行业发展规划。随着我国轨道交通的发展突飞猛进以及相关技术的不断进步和完善,全自动运行技术已经成为顺应轨道交通发展的大势所趋，且应用到机场线及空侧捷运系统中。

上海浦东国际机场旅客捷运系统工程信号系统采用轨道交通钢轮钢轨模式，配属7列4节编组A型车，最高运行速度80公里/小时，采用双线穿梭运行模式，高峰小时单向运能达9000人次，行车间隔最小为4分钟，满足航班高峰时段运行需求，适应浦东国际机场7×24小时全天候运行需求。该项目是中国内地首个采用钢轮钢轨制式的机场空侧捷运系统，于2019年9月16日正式开通运营。

该项目信号系统采用上海富欣智能交通控制有限公司全自主知识产权的JeRail®CBTC信号系统，于2016年开始建设，通过定制化的系统开发，针对上海浦东国际机场空侧捷运系统既有土建线路条件限制和严格的空防安全管理规定等特殊要求进行研发，实现了7×24小时不间断运营、正线在线存车、上下行轨道分隔的联锁控区划分、特定安全防护距离下精准进站算法和防混流门控等信号系统关键技术研究及应用。

本项目形成发明专利10项，其他知识产权6项，发布论文9篇，整体达到国际先进水平。其创新成果在上海、太原、青岛、成都、武汉等城市轨道交通工程中广泛应用，并取得显著的经济、社会效益。主要科技创新技术之一——特定安全防护距离下的精准进站技术的应用为航站楼核心区域节省建筑面积约25.2万平方米，降低了基本建设投资，减少对运营区域的影响，降低不停航施工风险，减少旅客步行距离，提升商业服务和旅客体验感，间接经济效益近30亿元。

经过一年多的运营，该项目作为中国首条全自动运行且具有完全自主知识产权的空侧捷运系统，不仅满足机场空侧捷运的运营需求，其研究应用的关键技术对机场捷运和城市轨道交通建设及运营具有重要的借鉴意义，并对我国轨道交通装备综合实力的提升起到积极作用。

项目10

项目名称：国家示范工程温州市域铁路S1线一期工程

申报单位：温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、西南交通大学、中铁四局集团有限公司、上海宝信软件股份有限公司、中铁宝桥集团有限公司、中铁隧道局集团有限公司

完成人：丁建宇、周宇冠、杜运国、张波、金林、王朝亮、苟长飞、李秋义、戴昌士、韩志刚、王威、何丹炉、邱海慧、钱有伟、徐军、王阿利、贺龙、聂君、李群湛、李红

项目简介：

温州市域铁路S1线一期工程（以下简称“温州S1线”）是国内首条交流制式、公交化运营的市域快速轨道交通，属于城市轨道交通的一种。

主要科技内容：

1.首次建立涵盖企业、团体、地方和行业四个层级，设计、施工、运维三大方面的市域快轨标准体系。

2.研发了速度100～160公里/小时、轴重17吨的市域快轨新型轨道成套技术。

3.研发了市域快轨五大关键系统：①研制出时速140 公里，适应公交化运营的市域D型车；②首次在城轨中采用同相供电技术，有效解决了单相工频交流制供电方式带来的不利因素；③采用点式ATC信号系统，填补了传统点式ATC系统不足，兼具CBTC系统的主要功能及特点；④采用基于TD-LTE的多网融合的通信系统，实现同一张网统一承载信息传送；⑤采用国内首创的云计算架构方案，中央级和车站级服务器均运用虚拟化技术，大幅提升了系统的整体服务水平。

4.创新轨道交通建造工法：解决了主城区场地狭小、地质复杂条件下开挖深基坑技术难题；研发国内首创的双幅上承式移动模架施工工艺。

5.采用机电运营一体化管理，提高机电建设与运营管理的契合度；将运营管理融入全省统一平台，实现资源共享；采取委外维养模式，引进专业团队，提高维养效率。

授权专利情况：获得国家专利40项（15项为本次申报独有），其中发明专利10项。

技术指标：温州S1线速度目标值120公里/小时，采用具备快起快停特点的交流25kV系统制式市域D型车；市域动车组噪声指数与对外辐射满足相关标准要求；每车公里能耗3.47千瓦•小时。

经济指标：温州S1线平均每公里投资3.48亿元；2019年1月至2020年11月，乘客约为1343.9027万人，客票收入约为5487.04万元；品牌资源经营收入约2000万元。

温州S1线承担“国家战略新兴产业示范工程”等三项国家示范试点任务，响应《交通强国建设纲要》等国家政策，充分发挥了市域快轨建设示范引领作用；科技成果在北京、上海等地推广应用，效果良好。

项目11

项目名称：北京大兴机场线全新型全自动驾驶市域车

申报单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司；北京市轨道交通建设管理有限公司

完成人：王学亮、刘江涛、张宝、侯小强、刘英、党鹏飞、彭云龙、王文来、李文化、魏凌、于晓良、刘海波、白璐、张冶、王中方、王强、康金龙、张春伟、张博、于一航

项目简介：

2017年7月中车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称中车四方股份）与北京轨道交通建设管理有限公司签订车辆采购合同号：新机场线一期B部分设备采购字2017-B008号。北京新机场线车辆于2019年9月5日完成车辆竣工验收，2019年9月11日-12日，完成试运营前安全评估会专家评审。车辆于同年9月26日投入大兴机场线运营使用，目前运营状况良好，无重大问题出现。

成果交付物类别：市域D型动车组

技术领域：铁路机车车辆工程 5803030、铁路电气化工程 5803010、机械工程其他学科46099

应用领域：市域铁路轨道交通客运系统

该技术获得发明专利3项，实用新型专利6项，外观专利9项，发表论文3篇，参与起草制订标准1项。

首列车从研发、试制、生产到完成试验该共投入约12000万，取得经济效益2017年9120万元，2019年68232万元。

北京大兴国际机场是超大型国际航空综合交通枢纽，是世界最大空港，也是展现国家形象的新国门。北京新机场线作为服务于大兴国际机场航空客流的专用线路，是连接大兴机场和主城区的主要交通方式，其定位为快速、直达、高品质的轨道交通专线。北京市新机场线首次采用时速160公里市域快轨列车，可为其它区域快速轨道交通项目提供示范作用，同时促进京津冀一体化，在国家新基建的大背景下，为城际、市域轨道交通装备的发展奠定基础。

促进城市轨道交通车辆设计制造技术进步和产业升级。本产品所研发的无人驾驶车辆的关键技术，形成自主化无人驾驶车辆技术、产品和规范体系；改变无人驾驶车辆核心装备技术“长期跟随”的发展模式；符合我国新型城镇化和城市现代化发展需求，将引领城市轨道交通车辆设计制造技术的进步，使得城市轨道交通车辆制造产业升级到新的更高的平台。所研究的具有高可靠性、高可用性和高安全性的列车，将为实现我国城市轨道装备高能效、低运维成本、人性化服务提供技术和装备支撑，提升国产城市轨道交通车辆国际市场竞争力。

二等奖

项目1

项目名称：全程无网储能式有轨电车关键技术研究及应用

申报单位：中车株洲电力机车有限公司、广州有轨电车有限责任公司、宁波中车新能源科技有限公司

完成人：杨颖、阮殿波、刘友梅、范晓云、柳晓峰、陈中杰、张彦林、马宏梁、张伟先、张宇

项目简介：

本项目隶属于交通运输业，攻克了大功率超级电容制造关键技术，解决了车载超级电容储能电源设计制造及停站十秒级充放电技术难题，独创了全程无网的间歇式受电模式，打破了一百多年来有网连续受电模式的束缚，彻底消除了架空电网带来的诸多负面影响。本项目得到“十二五”国家863计划（2013AA050905）和湖南省科技重大专项（2014FJ1001）支持，后入选“十三五”国家重点研发计划（2017YFB1201004）。2014年在全球率先推出这种全程无网运营模式，目前已开通运营了5条线路，国内新建设项目中超六成线路选用了该模式。德国西门子也跟随采用了这种模式但尚未投入运营，我国已成为该领域公认的技术领跑者。

本项目主要创新点如下：

1.率先提出了储能式车辆牵引控制方法和最低能量运行控制方法。与传统电网受电模式相比车辆再生制动能量吸收率从平均40%提升到80%以上，牵引能耗降低30%；建立起覆盖车辆、供电、运营、检修的全程无网储能式轨道交通标准体系，为该模式的推广运用提供了系统的技术支撑；

2.发明了双电层超级电容器的复合碳电极材料和一种双电层超级电容器制造工艺技术。

3.研制出业界功率最大的MW级车载储能电源，在业界率先实现了有轨电车3公里以上的续航里程；发明了利用客室空调废气无功耗直接冷却储能电源的方法，解决了大功率储能电源冷却的难题。

4.全球率先实现了十秒级快速充电智能控制技术，创新了超级电容主动均衡方法，研制出业界最大的2MW高功率充电装置和30A超级电容主动均衡系统。

本项目储能式现代有轨电车和动力型炭基双电层超级电容器2项成果，经各自领域中国工程院院士主持成果鉴定，均达到国际领先水平。已获得授权发明专利24项（其中：中国专利金奖1项），发表论文29篇，编制专著1本、标准21项。

2014年以来全程无网储能式技术已在总投资90多亿元的广州、淮安、武汉、深圳、东莞（华为）5条有轨电车线路上投入运用；车辆运营总里程达到1500多万公里，运载旅客过亿人次，其中，近三年广州、深圳、淮安、汉阳、东莞（华为）5个城市运用方已实现新增经济效益8.11亿元，社会效益、经济效益显著。

项目2

项目名称：高烈度地震区长联大跨连续梁及轨道、大轴力桥梁桩基托换关键技术

申报单位：陕西城际铁路有限公司、中铁第一勘察设计院集团有限公司、中铁上海设计院集团有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所、中铁四局集团有限公司

完成人：白俊峰、杨新文、张鹏举、宫寅、鄢玉胜、梁建斌、李鹏、蔡军哲、段会让、刘彦明

项目简介：

本项目为轨道交通领域桥梁、轨道工程。

1.主要科技内容

（1）西安北至机场城际轨道项目（以下简称“机场城际”）渭河特大桥主河槽采用（50+8×100+50）米连续梁，位处高烈度地震区，采用摩擦摆支座和黏滞阻尼器共同作用的减隔震技术，有效解决了抗震设计难题，并降低了震后修复成本。

（2）渭河特大桥最大梁缝600±230毫米，研发了上承式梁端伸缩装置（抬枕装置），经车桥耦合动力仿真分析和动静载模型试验检验，安全和疲劳性能满足要求，成功解决了大梁缝轨枕间距超限问题。

（3）机场城际以隧道方式下穿西安咸阳国际机场既有T3A航站楼主线桥，采用大轴力桩基托换技术，解决了隧道下穿桩基设计、施工难题。

2.授权专利情况：已获得两项实用新型专利授权。

3.技术经济指标

（1）技术指标：①摩擦摆支座延长结构周期，黏滞阻尼器耗散地震能量，使桥墩和基础处于基本弹性工作状态。②上承式梁端伸缩装置经国家重点实验室检验，其伸缩、静载和疲劳等性能均满足轴重20吨客车运营要求，技术水平达到了国际先进水平。③桩基托换技术，被托换的桥墩轴力达1300吨，跨度超过20米，桥下净空仅8米，场地近20米的Ⅲ级自重湿陷性黄土，要求被托换桥墩竖向位移控制在±3毫米以内。

（2）经济指标：①减隔震技术使桥墩和基础在地震荷载效应作用下保持基本弹性工作状态，从桥梁结构全寿命周期考虑，大幅降低成本。②德国进口BWG抬枕装置120万/台，而研发的上承式抬枕装置约60万/台，后期维护保养成本较低。③采用桩基托换下穿T3A航站楼主线桥22号桥墩比整体拆除还建，节省工程投资约900万元。

4.促进行业科技进步作用及应用推广

（1）减隔震技术能够有效解决高烈度地震区长联大跨连续梁的抗震难题，应用前景广泛。

（2）上承式梁端伸缩装置指标达到国内先进水平，提高了该技术领域的国际竞争能力。已应用在机场城际、重庆轨道交通环线、商合杭高速铁路等项目。

（3）大轴力桩基托换技术有利于优化线路条件，为市区轨道交通线路选线提供全新的思路。

项目3

项目名称：基于AI云技术的智慧城轨多专业一体化仿真与验证平台

申报单位：卡斯柯信号有限公司

完成人：查伟、汪小勇、束剑峰、杜岳升、孙童海、肖良、高东、周子文、凌小雀、崔海刚

项目简介：

本项目所属行业为城市轨道交通先进设备制造业，所在智能交通运输业属于国家重点发展领域。

1.主要科技内容

该项目以全自动无人驾驶运营场景、系统功能和运维规则为研究对象，探索面向智慧地铁的“全自动运行2.0系统”。除此之外，还可为无人驾驶工程项目的实施提供场景推演、设计验证、接口测试、系统集成和其它运营前置服务，全方位提升工程设计质量，节省工期和成本，保证项目按最高运行等级一次性投用。

本项目的实施孵化出了具备完全自主知识产权的基于AI云技术的智慧城轨多专业一体化仿真与验证平台，完成了包括总体架构自主创新设计、应用软件开发及核心部件国产化等，填补了国内相关领域的空白。本项目率先支持了全自动无人驾驶通用测试平台，并积极推动与友商进行互联互通调试中，以积极开放的心态拥抱行业发展趋势。

2.授权专利情况

该项目以《实现轨道交通信号系统通用仿真方法及仿真系统》核心专利为基础。此专利解决了基础性的难题，在多个科研课题研究中都起到了支撑性的作用，使得上层应用的课题研究变得可能。在不断完善提升平台能力过程中逐渐形成专利布局，目前已取得了30多篇专利、5项软件著作权及发表了5篇论文。

3.技术经济指标

被项目成果实现了全国产化，因此价格远低于进口系统，累计将为国家节省至少40亿元投资。海外项目外汇收入带动了铁路及城市轨道交通信号系统中下游产业链，如计算机、网络设备、通信器材、电源设备制造业、第三方软件开发业务、工程实施及物流运输业。随着国家经济建设需要，“一带一路”战略的推进，按照城市轨道交通发展规划和卡斯柯市场预测，至2022年底，累计产值预计可达100亿元，可带动相关产业链产值预计50亿元。

4.促进行业科技进步作用及应用推广情况

本项目成果已经成功进行产业化。一体化仿真验证平台已应用在如下项目中：埃塞俄比亚轻轨信号系统项目、房山线兼容性CBTC信号系统项目、上海17号线无人驾驶CBTC信号系统项目、呼和浩特2号线互联互通信号系统项目、深圳龙华线现代有轨电车项目、成都蓉2线有轨电车项目等，这充分验证了本项目成果的创新性及实用性。

项目4

项目名称：动态计算机视觉技术在地铁运营巡检中的应用研究

申报单位：成都轨道交通集团有限公司、成都唐源电气股份有限公司

完成人：万壮、饶咏、徐安雄、陈辉、王磊、段豪翔、苟然、徐杨溢、周兴龙、陈诚

项目简介：

目前地铁对接触网悬挂检查主要依赖于天窗期内梯车定期巡视，若采取该方法进行周期修，效率低，强度大，且故障隐患不易发现。针对地铁设备结构和实际需求，研发一套地铁接触网悬挂智能巡检系统，解决智能巡检系统的拍摄范围、智能识别、技术参数等问题，实现对地铁刚性、柔性接触网关键零部件高清成像，通过高清成像检测模块清晰拍摄悬挂设备，并通过图像智能分析软件对关键零部件的松动、脱落、缺失、破损等缺陷智能识别。其主要创新和特点如下：

1.提出一种面阵和线阵相机阵列的优化布局，实现了刚性及柔性接触网悬挂定位点自动提取技术；

2.提出面向接触网零部件缺陷的无监督深度学习算法，能够准确识别地铁刚性及柔性接触网关键零部件的缺陷；

3.通过多通道车地无线传输，实现了检测设备与地面管理终端的高效数据传输。

授权专利情况：已授权实用新型专利3项、计算机软件著作权1项。

该系统针对复杂场景，采用实时高清成像、缺陷自动识别和多径并行无线传输等技术，研制了地铁接触网悬挂智能巡检系统。主要解决各地铁运营公司地铁线路接触网日常检修，以压缩劳动力成本、降低劳动强度、节约检修工具及辅助材料支出为目标。其安装的载体形式可包含地铁接触网作业车、综合检测车、电客车等。因此可从国内各大工程车辆厂及电客车厂进行集成式推广。可根据地铁线路特征、实际使用需求进行产品功能配置，以切实满足各地铁线路特征及用户使用为前提，进行产品功能多层级推广。目前已经在成都地铁投入应用，具有广泛的应用价值及推广价值。

项目5

项目名称：城市轨道交通工程施工质量安全管控成套关键技术研究与应用

申报单位：厦门轨道交通集团有限公司、合诚工程咨询集团股份有限公司、中交一公局厦门工程有限公司、上海同是科技股份有限公司

完成人：李少波、刘永淼、李东明、程棋锋、林金华、陈磊、王胜平、苏志辉、黄勇、段岳强

项目简介：

本课题针对城市轨道交通工程建设工程中的重难点进行研究，在质量安全管控领域创新取得了多项关键技术。项目的主要科技创新内容如下：

1.形成我国首部《城市轨道交通工程土建施工质量标准化管理技术指南》。首次建立了城市轨道交通工程施工质量全方位管理体系，规范工程参建各方主体的质量行为同时提升工程质量整体水平。

2.创新形成地铁车站超长结构抗裂技术，建立抑制混凝土结构裂缝新路径。自主研发出高性能自防水新型混凝土材料，形成“地铁车站超长大体积混凝土无缝分仓施工”等多项新型工法。

3.搭建基于BIM+北斗定位技术的地铁施工远程管控准智能化管理平台。通过 BIM 技术对设计进行提前优化，解决碰撞问题，减少现场施工过程返工率；引入北斗定位技术，降低建设过程中施工安全风险。

4.提出适合复杂地质条件的盾构施工全过程质量安全管理技术。针对盾构始发、掘进及接收这三大施工步骤创新形成了“小空间盾构整体始发”、“区间小净距及上下叠加段施工”、“富水高压地层钢构套筒辅助接收施工”等关键技术，成功缩短建设工期，节省大量建设成本。

5.应用大数据分析技术，整合多维安全监测信息资源，创新升级了智能化安全风险管控平台。首创建设单位主控的 4 级预警模式，提升风险响应效率；极大地提高多方参建单位的信息交互共享能力，提升重大危险源管理和生产安全事故的预防预警和应急处理能力。

本项目形成住建部行业指南1部、发表论文22篇，授权发明专利4项、实用新型专利12项以及软件著作权8项。

成套关键技术成果在厦门轨道交通4条线路的施工建设过程中应用。通过研发新材料、新工艺、新技术、新平台，在项目研究的过程中以节省开支的形式创造出的经济效益达20.4352亿元。《城市轨道交通工程土建施工质量标准化管理技术指南》成功推广到北京、西安、青岛等全国14个城市的地铁建设质量管理工作中，并取得良好经济社会效益。

项目6

项目名称：四维地质环境信息平台建设关键技术及其在轨道交通中的应用

申报单位：济南轨道交通集团有限公司、山东省地质调查院、武汉中地数码科技有限公司、山东省地矿工程勘察院、河海大学

完成人：李虎、李罡、尚浩、门燕青、朱恒华、商金华、王鑫、杜晓峰、曾纯品、束龙仓

项目简介：

济南因泉享誉世界，实现地下水保护与轨道交通建设双赢，是济南轨道交通发展中亟需破解的关键难题。依托“济南城市地质调查”“济南城区四维地质环境可视化信息系统平台建设”等项目，集成了济南多部门60余年来的各类勘探数据，历经近十年科技攻关与工程实践，取得如下创新成果：

1.突破了可更新高精度的四维地质环境耦合模型建模的关键技术难题。揭示了水文地质边界属性对趵突泉泉域地下水均衡的影响规律，创新了“半自动-交互-自动”三维地质建模方法，实现了水流与地质模型的多模型多平台深度融合，首次构建了近2000平方公里的可更新高精度四维地质环境耦合模型。

2.攻克了地铁建设与泉水保护共融共生的技术难题。建立了首个轨道交通多参数、分层监测的水文地质动态监测预警网；定量评价了济南泉域地下水补给的影响因素；揭示了济南地下水水质时空响应规律，对泉水保护提出了有效防控对策，指导轨道交通建设全生命周期的泉水保护评价工作。

3.突破了大数据归一化组织管理、BIM+GIS融合分析、三维时空大数据高效共享等关键技术难题。基于数字孪生理论，建设了济南城区四维地质环境可视化信息系统平台，建立了济南四维地质环境数字化档案，实现了四维、多源地质环境大数据的应用与共享。

项目成果服务于国内多家地勘单位及政府机构，已成功借鉴应用于轨道交通建设、水资源开发利用、泉水保护等诸多领域，产生经济效益14亿元。该平台的顺利实施有效推动了城市地质的产学研和成果转化，为“透视山东”建设提供了示范，可在国内其它城市推广应用。我国著名水文地质专家刘宝珺院士、武强院士等都给予了高度评价：认为项目总体达到国际先进水平，在四维地质环境耦合模型构建和应用研究方面达到国际领先水平。

该项目授权发明专利6项，实用新型专利6项，软件著作权6项，撰写论文15余篇（SCI、EI收录7篇），形成地方标准2项，著作2部，培养博士后3名，博士生5名，硕士生22名。

项目7

项目名称：基于大数据技术的城轨列车数字化智能运维平台

申报单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司

完成人：马利军、邓学寿、孙华、刘泰、王川、顾佳、刘韶庆、蒋欣、冯全克、车聪聪

项目简介：

基于大数据技术的城轨列车数字化智能运维平台，以引领和推动轨道交通行业网络化、智能化为目标，以新一代信息技术、先进的管理方法、系统工程与系统科学理论为基础，建立车载和地面一体化平台，实现了突破距离、时间、设备限制的互联网化、主动化的城轨列车智能运维服务系统。平台采用Hadoop+Spark+关系型数据库的混搭技术架构，实现列车健康状况的实时展现和分析挖掘。基于大数据技术实现数据的采集、解析、处理、存储和应用。首先通过数据采集程序，实时采集原始数据并进行拼包处理；将采集到的数据以消息的方式传输到Kafka 进行消息流序列化，然后将实时消息流传输到Spark-streaming 进行协议解析和数据实时计算处理，再将处理结果配合Redis应用，实时呈现列车健康状况信息；最后将处理结果写入hbase支撑应用页面展现，同时存入Hadoop分布式文件系统HDFS 中，结合机器学习算法进行数据分析挖掘，为后续批量查询、预测模型构建提供基础。

授权专利情况：共有8项授权专利，均为发明专利。技术经济指标：

1.基于边缘计算的部件级、列车级两级车载实现列车关键部件和整车健康诊断技术健康诊断策略；

2.支持多服务器的集群结构，可以根据规模的变化灵活调整计算能力节点数量，提供处理性能的横向扩展能力，配合负载均衡设备实现高可用性。使系统具有良好的灵活性、可操作性和可扩展性；

3.模型准确率不低于85%，实时消息流接收与处理、数据实时采集、传输、处理时间不高于5秒；分析和查询类应用反应时间不高于10秒。

目前该系统在城轨指挥中心上线应用，已经成为列车运营监控和安全保障不可或缺的平台，为降低公司运营成本提供有力支撑。该系统已在各地铁公司展开试用，如成都、重庆、郑州、天津等，实现了与城轨运营服务部门数据共享，信息推送。城轨服务部门能够对车辆故障分析进行高效组织、快速决策，提高故障处置的效率，保障列车稳定可靠地运行，使用及反馈效果良好。

项目8

项目名称：复杂场景下超大规模轨交线网运营安全风险智能协同调控关键技术

申报单位：上海申通地铁集团有限公司、上海工程技术大学、同济大学、阿里巴巴（中国）网络技术有限公司、支付宝（中国）网络技术有限公司

完成人：俞光耀、薛小平、邵伟中、刘志钢、王子强、胡华、金涛、赵闻飙、蒋国飞、鄢志杰

项目简介：

项目属轨道交通运营管理与服务技术领域。项目面向大客流和复杂场景，紧扣城轨线网运营安全风险难题，研发智能协同调控关键技术，保障上海城轨线网运营和城市安全。

1.首次提出智能短时客流预测、预警及协同调控方法，提升路网大客流应急协同调控和诱导能力。建立超大城市15分钟预测模型且误差小于2%，实现精细化大客流响应及路网行车客运协同调控，运能和运量匹配度达90%以上；建立突发客流全息负荷评估与预警方法，提升城轨运营组织应急调控效率；研发多方疏运需求推估与最佳启动时机决策模型，提升多方协同应急处置的效能；建立实时信息多元推送系统，实现大客流智能诱导。

2.首次研发并实现智能多模式快速验证及过闸机制，化解车站客运组织大客流安全风险。研发国内种类最全购票及过闸验证设备，解决乘客车站购票、过闸客流积压风险；研发蓝牙双脱机回写技术，解决因通信不畅导致验票困难问题；研发强嘈杂环境下语音购票技术，识别率达93%；建立统一生码规则和系统接口，率先实现城际间 “一码通行”，在1000余座车站得到应用。

3.率先研发乘客异常行为检测及预警系统，提升公共安全隐患精准检控能力。研发适用于多场景的异常行为检测和预警系统，实时检测乘客个体和群体性异常行为；研发基于乘客身份的智能安检过滤机制，实现人工安检向自主安检的转变，提升乘客安检通行能力和效率。

4.率先研制并实现多元协同的城轨异地交易安全机制，保障信息交易安全。研发乘客出行信用等级评定方法和城际间乘客信用风控技术，适应“先乘后付”新模式，解决票款资金风控难题；研发数据分布式存储和异步共识，确保异地交易实时安全。

项目制定地方标准3项，授权国际专利1项、发明专利9项，发表学术论文25篇，对促进区域一体化具有引领支撑作用，得到长三角四省市领导的高度认可，提升了乘客出行新体验。水平检索及课题鉴定认为总体达到国际先进水平。

成果运用于上海城轨线网以及杭州、南京、苏州等20余个城市，实现经济效益16.57亿元。

项目9

项目名称：面向智慧客服的地铁网络客流精细化分析与管控技术及其应用

申报单位：南昌轨道交通集团有限公司、华东交通大学、江西鹭鹭行科技有限公司

完成人：贺斯进、陈星、石俊刚、晏明智、黄展军、冷勇林、游孟醒、熊军、杨宏旭、付胜华

项目简介：

本项目是针对城市轨道交通客流管控及服务的研究，属于城市轨道交通运输组织科学领域。

项目主要科技内容包括以下三个方面：

1.数据驱动型城市轨道交通客流时空分布挖掘方法。以乘客实际出行信息为数据基础，结合路网拓扑特点及城市轨道交通实际运营结果，充分考虑乘客个体差异性，创新性的提出一种数据驱动的城市轨道交通网络客流时空分布精细化挖掘方法，估计乘客实际出行时空路径，推断乘客出行选择特点及路网客流时空分布。

2.城市轨道交通车站客流管控协同优化技术。将每个车站均视为潜在的客流控制点，以各车站每个时间点进入站台的客流速率为控制变量，以路网客流聚集风险最小以及乘客等待时间最小为目标，考虑列车容量约束、客流控制约束等，创新性建立了多车站客流协同控制的多目标线性整数规划模型，并设计了快速求解的启发式算法。从系统层面优化路网的客流聚集情况，有效缓解客流的局部拥堵。

3.基于App的城市轨道交通服务全息感知技术。突破传统地铁媒体发布城市轨道交通运输服务形式，以乘客历史出行信息为数据基础，利用人工智能、大数据及信息化等技术，提出了基于App的城市轨道交通运输服务全息感知方案，实现乘客出行全过程智能引导、运输服务内容及状态实时感知等，全面提升客运服务水平。

项目获知识产权15项，包括发明专利3项，外观设计1项，软件著作权11项。此外，受理发明专利2项。

项目经济效益显著，近三年来新增销售额5400万元，新增利润1235万元。项目发表学术论文7篇，其中SCI检索4篇，EI检索2篇。

项目精细化地研究了网络化客流时空分布，针对高峰时段提出客流管控，并基于移动终端研究引流、服务全息感知等智能服务。项目成果整体上提高了地铁运力与需求间匹配度，提升地铁运输服务水平，降低运输生产成本和运输组织中各种风险，社会效益显著。项目研究成果在南昌地铁得到全面应用，并逐步推广至无锡地、大连等地铁客运组织中。

项目10

项目名称：杂散电流一体化智能综合分析系统的研究

申报单位：南京地铁建设有限责任公司、中铁第六勘察设计院集团有限公司电气化设计院分公司、南京大全自动化科技有限公司

完成人：汪理、蔡彬彬、裴丽君、章达、赵晨、伍应忠、陈敏、张昊然、苏许俊、吕潇

项目简介：

项目所属科技领域：城市轨道交通运输，轨道交通供电技术领域。主要科技内容：

1.杂散电流防护系统新技术应用研究：对导通柜、排流柜、钢轨电位限位装置进行一体化综合分析钢轨电位与杂散电流的关系，并对导通柜、排流柜、及钢轨电位限制装置作智能化设计，做到科学自动的智能化排流。

2.杂散电流泄漏状况对排流网腐蚀特性研究：监测、记录、分析全线杂散电流泄漏状况、干扰状态和对排流网腐蚀特性。对排流网腐蚀情况作出预估，并作为排流网寿命测算依据。为新建线路的排流网设计提供设计参考依据。

3.智能导通柜、智能排流柜、钢轨电位限制装置综合一体化的研究：综合分析智能导通柜、排流柜、钢轨电位限制装置在动作时对全线杂散电流的影响。根据全线杂散电流控制指标，结合不同设备状态及其与杂散电流系统的耦合情况，对多元参数进行分析运算，给出智能导通柜、排流柜、及钢轨电位限制装置一体化最优控制方式。以达到最优化的的杂散电流治理效果。

4.智能导通柜导通特性研究：分析各种设置导通柜地点实际情况（隧、桥，坡度等），绝缘结电压，结合列车经过绝缘结时运行方式，杂散电流控制目标，及其他关联参数，给出合理的导通策略。

5、杂散电流变化趋势研究：对比全线杂散电流监测数据，分析杂散电流变化趋势，并根据发展趋势预测未来变化走向，及时给出预测、预警等信息，为运行维护新决策提供参考，降低杂散电流危害。

授权专利情况：已授权2项实用新型专利。出版论文3篇。

项目在南京地铁宁溧线、南京地铁宁高线进行了应用，完成库前及车辆段出入线智能导通柜推广应用，解决了绝缘节处导通不畅，绝缘节打火烧蚀等现象。在南京地铁2号线车辆段应用了智能导通柜，车辆段下方燃气管道未采用智能导通柜之前极化电位超过500mV，应用之后燃气管道极化电位降至100mV以下。

项目11

项目名称：城市轨道交通高效制冷系统关键技术及应用

申报单位：广州地铁集团有限公司、南京天加环境科技有限公司、南京福加自动化科技有限公司

完成人：王颖、吴疆、张瑞、罗定鑫、梁路军、靳守杰、李新美、刘守超、刘昶、欧阳开

项目简介：

城市轨道交通车站中央空调能耗占总能耗50%以上（不含列车牵引能耗），且中央空调能耗中约有60%～80%为制冷机房系统，直接关系到轨道交通行业的绿色发展。中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》（2019年）强调交通建设“绿色发展节约集约、低碳环保”；中国城市轨道交通协会印发《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》（2020年）明确提出要大力应用现代科技手段构建综合、绿色、安全、智能的立体化的现代城市交通系统。为解决中央空调系统能效低、能耗大、控制不精准、施工工法复杂的行业难题，本项目2014年成立技术筹备组，历经6年，对制冷机房的关键设备的设计方法、关键技术、产品开发、系统控制进行了深入的研究，建成了轨道交通行业内首个系统年平均综合能效比6.0以上的超高效制冷机房，研制出了行业内首个串联逆流双机头子母配大温差高出水温度的超高效“双一级”冷水机组，研发了以通风空调专业主导并创新融合低压配电、弱电节能控制相结合的一体化主动寻优节能控制技术，并在广州地铁轨道交通13号线二期、14号线一期、21线进行了成功应用。技术成果于2018年7月13日通过了由中国科学院何雅玲院士领衔的专家组科技成果鉴定，鉴定结论为“国际先进，国内首创”，项目关键技术应用已入选《国家节能中心重点节能技术应用典型案例（2019）》及《广州市节能减排技术与成果推广目录（2020）》。目前已授权知识产权26项，其中发明专利5项，发表核心期刊论文10篇，编写著作2本，发布地方标准3项，发布企业标准4项，在编团体标准1项。

项目研发的超高效制冷机房系统能效水平比行业平均水平提升50%以上，提前十年达到国务院《“十三五”节能减排综合工作方案》及国家发展改革委员会等七部委2019年6月13日下发《绿色高效制冷行动方案》中要求的“到2030年，大型公共建筑制冷能效提升30%，制冷总体能效水平提升25%以上”的指标要求，目前该技术已经在广州地铁在建160多个车站推广应用，也已在深圳地铁、苏州、宁波、福州、徐州、佛山、郑州等国内其他诸多城市地铁推广应用，带动了整个行业的技术进步，对加快轨交行业节能减排以及绿色轨道交通建设具有重要指导意义。

项目12

项目名称：基于云平台的有轨电车智能控制系统

申报单位：北京城建智控科技有限公司

完成人：张辉、吴正中、成砚、汪永刚、冯爱军、张涛、孙巍、刘宝东、杨泽皓、常海利

项目简介：

基于云平台的有轨电车智能控制系统（以下简称系统），采用了创新的融合架构，完全替代了传统有轨电车弱电系统自成体系、相互独立的烟囱式架构。在新架构下，列车自动监控、电力调度、广播、乘客信息、集中告警、CCTV等传统弱电系统将只是名义上的存在，实际上不再各自独立。其基础设施层、数据采集、数据处理层、应用层均被融合至新的整体架构中，具体体现为：

1.弱电系统业务功能被拆解与颗粒化为一系列微服务。用户可按需自由组合业务功能，降低了用户进行定制开发或系统升级改造的成本与难度。系统具有开放性，第三方系统厂商产品可以直接插入系统架构，实现即插即用。

2.计算、存储与网络资源由云平台统一提供，继承了云技术本身所具备的技术优势。

3.数据平台替代了传统工业实时数据库，可实现按需扩展，以支撑业务上增加的新需求；解决了传统工业实时数据库不能实时补回数据，且不能实时进行大数据分析处理的问题；支持数据挖掘、机器学习等大数据应用，为调度指挥、车路协同、应急处理等高实时性应用场景提供支持。

系统弱化了专业分工，强化了系统功能，更加强调服务生产及乘客。为运营企业管理模式的创新、维修管理机制的变革提供基础支持，实现绿色节能、减员增效，并最终实现智慧有轨电车。

系统从2017年开始研发到2018年12月完成全系统开发测试。

2018年6月在国家重点工程实验室搭建全系统设备及运行环境，对系统功能和稳定性进行全方位测试验证。

2018年12月，系统获SIL2安全认证。

2019年1月，本系统开始在青海德令哈有轨电车项目安装调试；2019年9月，德令哈新能源现代有轨电车示范线线路及场站工程全线通过验收。

项目13

项目名称：无锡地铁远程自动接地系统研究

申报单位：无锡地铁集团有限公司运营分公司、成都中工电气工程有限公司

完成人：周茂庆、钮海彦、钱春龙、徐晓琴、于峰学、丁庭金、冒龚玉、黄波、张长君、吕新文

项目简介：

无锡地铁1、2号线全线使用接触轨授电方式，无论夜间天窗时间还是应急演练、抢修、故障处理等情况，均需要组织对相应供电分区的接触轨进行停电挂地线后，人员和设备才能安全进入轨行区，按照目前1、2号线集中挂地线的配合方式，全线挂地线完成时间在40分钟以上，极大的浪费天窗时间及抢修效率。通过研究，采取远程接地系统相比于人工挂地线方式，全线挂地线时间可降至10分钟以内，一方面提高天窗时间利用率，保障设备检修质量，另一方面可节约变电所值守人工，降低成本。目前远程接地系统已在城市轨道交通线路中得到广泛应用。

目前市场上使用较多的远程接地系统现场设备为带视频功能的可视化接地装置，人员在操作隔离开关实现接地目的时，需要人工观察视频，确认接地刀位置，但缺点显而易见，需要人工参与确认。此项目重点在于颠覆以往人们对于远程接地系统必须带视频功能的认识，通过与设备厂家共同研发，现场试挂等，开发出完全具备设备自主判断，直接给出接地刀分合位置的远程接地系统。

无锡地铁1、2号线全线使用接触轨授电方式，无论夜间天窗时间还是应急演练、抢修、故障处理等情况，均需要组织对相应供电分区的接触轨进行停电挂地线后，人员和设备才能安全进入轨行区，按照目前1、2号线集中挂地线的配合方式，全线挂地线完成时间在40分钟以上，极大的浪费天窗时间及抢修效率。通过研究，采取远程接地系统相比于人工挂地线方式，全线挂地线时间可降至10分钟以内，一方面提高天窗时间利用率，保障设备检修质量，另一方面可节约变电所值守人工，降低人工成本。

项目14

项目名称：青岛地铁双护盾TBM隧道建造关键技术

申报单位：青岛地铁集团有限公司、中铁二院工程集团有限责任公司、西南交通大学

完成人：迟建平、林刚、李德才、李刚、张建祥、方昌福、杨绍玉、刘大刚、史宣陶、马全武

项目简介：

青岛地铁2号线以岩质地层为主、基岩起伏大、局部断层破碎带分布数量多、埋深浅、线间距及转弯半径小、周边既有建（构）筑物分布密集等特点，属典型的复杂环境岩质地层浅埋地铁隧道工程。鉴于传统的矿山法施工风险高、敞开式和单护盾TBM施工地质适应性单一等问题，经科学比选分析，青岛地铁2号线创造性地选用双护盾式TBM进行施工。

作为世界上首次采用双护盾TBM建造的地铁隧道工程，无成熟经验可循；课题组采用现场试验、室内试验、理论分析、数值模拟等多种研究方法，取得技术创新成果如下：

1.首次在地铁隧道中成功采用双护盾TBM施工方法，开创了地铁隧道TBM施工新模式，创建了“地质-地铁特点-复杂周边环境”三因素地铁隧道TBM选型方法。

2.建立了地铁双护盾TBM隧道全系掘进模式下的结构体系，研发并构建了针对双护盾TBM“撑靴+锚喷”、“撑靴+管片”、单护盾三种掘进模式下隧道结构型式，并明确了各结构体系与地质和TBM掘进模式间的适应性关系；提出了复合地层浅埋TBM隧道管片围岩荷载计算方法、“围岩-碎石回填层-管片”计算模型、“围岩-碎石回填层”等效弹性抗力系数计算方法，建立了TBM隧道预制管片结构体系设计理论与方法。

3.提出了地铁双护盾TBM隧道安全高效施工技术，构建了豆砾石回填注浆和双液浆止浆环施做技术、特殊地质及软弱破碎围岩带加固技术；建立了先站后隧防交叉干扰及双护盾TBM整机空推曲线高效过站方法，形成了城轨双护盾TBM始发、接收、过站、转场等施工全过程土建一体化关键技术解决方案。

研究课题共获发明专利4项，实用新型专利10项，省级工法1项，企业标准5部，相关论文23篇。研究成果已成功应用于青岛地铁2号线，推广至青岛地铁1、4、6、8号线及深圳地铁6号线、10号线等工程，累计节省工程造价约4000万元，效益显著。

青岛地铁双护盾TBM隧道建造技术开创了地铁隧道施工新模式，研究技术成果总体达到国际先进水平，其中双护盾TBM力学参数和结构设计技术达到国际领先水平。

项目15

项目名称：基于BIM的轨道交通机电系统工程项目集成管理平台

申报单位：广州地铁集团有限公司、广州轨道交通建设监理有限公司

完成人：邹东、金辉、王玮、吴晔晖、刘智勇、薛志刚、王洪东、黄威然、梁焘、袁梦

项目简介：

广州地铁已开通运营里程515公里，现阶段同时在建线路12条，在建里程达到308公里。在如此艰巨的建设任务下，建设业主在协同作业、数字化表达、数据传输、运营维护等方面都面临着不小的挑战：（1）建设过程协作困难，缺乏多参建方的协同平台，形成信息孤岛沟通不畅；（2）缺乏有效直观的表现手段，容易对项目方案策划及工程进度等信息产生误解及信息错位；（3）造价复杂：工程造价管理复杂性主要体现在数据海量，计算十分繁琐；（4）运维工作量大，技术要求高，信息量巨大，缺少智能化工具手段辅助管理。为解决上述难题，本项目引入BIM理念及相关技术，为施工精细化管理提供统一数据源，解决信息存储、管理和共享的问题，主要创新成果如下：

1.创新基于BIM的轨道交通工程管理模式与标准研究：包括基于BIM的管理模式、信用数据库、工作流程、编制应用标准指引，实现施工过程信息的数字化存储及竣工模型的数字化移交；

2.轨道交通工程信息模型及建模技术研究：通过BIM三维模型与WBS的关联，实现以4D模型为主的三维可视化工程管理，结合虚拟施工，使工程管理更加形象、易于沟通；

3.基于BIM的轨道交通智能化与精细化管控技术：创新提出以派工单为主线的BIM落地应用模式，连接虚拟与显示，实现人机料法环的闭环精细化管理；

4.完成基于BIM的项目管理平台研发：结合网络、系统、硬件物理架构、4D分析与物联网技术融合，创新各集成管理功能的研究与落地；

5.建立工程造价协同管理体系，实现预算、变更管理、成本控制、生产计划等等方面的精细化管理，实现内数据积累。

本项目形成广东省规范/标准2项、出版著作1本、发表论文18篇，软件著作权6项，已受理中专利8项；2017年3月21日，经广州市建委科技处验收通过，整体达到国内领先水平；2020年7月24日，受住房和城乡建设部标准定额司委托，中国建筑科学研究院有限公司组织专家评审验收，成果整体达到国际先进水平。目前，本成果已在个3城市、50余个工程上推广应用。