像“搭積木”一樣建地鐵站 全國超兩成城市軌道交通出自“武漢設(shè)計”

像“搭積木”一樣建造地鐵站、遠(yuǎn)程就能檢修地鐵軌道……眼下，城市軌道交通設(shè)計和運(yùn)維技術(shù)越來越先進(jìn)了。

8月14日獲悉，在漢央企鐵四院以“智慧城軌”為引領(lǐng)，創(chuàng)建并形成了城軌TOD開發(fā)、全自動運(yùn)行、裝配式智能建造、智能運(yùn)維及綜合監(jiān)測、城市地下大空間等八大核心技術(shù)。

截至目前，該院累計在武漢、鄭州、南京、蘇州、杭州、長沙、廣州、深圳、成都、昆明等30余個城市承擔(dān)了100余條城市軌道交通、3000余公里的總體總包設(shè)計項目，占全國已運(yùn)營軌道交通線路20%以上。

實現(xiàn)全流程智能建造

8月14日，驕陽似火。武漢地鐵前川線湯馬區(qū)間2號風(fēng)井施工現(xiàn)場，挖掘機(jī)、運(yùn)輸車等各種機(jī)械往來穿梭，一派熱火朝天的施工景象。

今年3月，湯馬區(qū)間2號風(fēng)井采用裝配式空心鋼管混凝土支撐技術(shù)完成基坑施工，為全國首創(chuàng)。經(jīng)測算，相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土支撐，裝配式技術(shù)可降低碳排放量約75%。

截至目前，武漢地鐵運(yùn)營里程達(dá)到435公里，位居全國第五、世界前十。隨著地鐵網(wǎng)越來越復(fù)雜，地下作業(yè)空間狹小、污染排放高、施工方式粗放、勞動力需求大等成為制約地鐵施工的難題。

面對產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的迫切需求，近年來，鐵四院以BIM協(xié)作平臺為手段，預(yù)判優(yōu)化建造工序和工藝，同時引入激光技術(shù)，構(gòu)建智能化吊裝防碰撞預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)了設(shè)計、生產(chǎn)、施工等全流程的智能制造。

鐵四院城地院副總工程師徐軍林介紹，通俗而言，就是引入三維動態(tài)仿真技術(shù)全過程模擬裝配建造，再“依葫蘆畫瓢”，將生產(chǎn)好的“積木”拉到施工現(xiàn)場進(jìn)行連接、加固。“不用現(xiàn)場綁扎鋼筋，澆筑混凝土，可比傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)節(jié)約工期30%。”

徐軍林稱，未來，裝配式智能建造技術(shù)還將在武漢地鐵3號線二期工程、無錫地鐵5號線、濟(jì)南地鐵8號線、深圳地鐵15號線等多個城市地鐵項目推廣采用。

“毫厘必究”為列車安全護(hù)航

智能技術(shù)讓建造地鐵站更簡單了，運(yùn)營管理也更有方。

去年12月26日，武漢地鐵5號線開通，這是武漢首條全自動駕駛線路，日均客流26.38萬人次，擁有108個全自動運(yùn)行場景。

確保列車自動運(yùn)行、精準(zhǔn)停車、安全平穩(wěn)的關(guān)鍵，就在于列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。這個列車的“神經(jīng)中樞”，由鐵四院負(fù)責(zé)設(shè)計。

鐵四院通號院副總工程師劉濤介紹，早在2013年，該院便成立了全自動運(yùn)行技術(shù)科研團(tuán)隊，這是國內(nèi)較早跟蹤該技術(shù)的研究團(tuán)隊。經(jīng)過多年探索，鐵四院編制完成了全自動運(yùn)營技術(shù)系列規(guī)范，定義了108個地鐵全自動運(yùn)營場景。

運(yùn)用全自動運(yùn)行技術(shù)后，與傳統(tǒng)線路相比，武漢地鐵5號線故障率由百萬列公里1.8次下降為0.7次，準(zhǔn)點率從99.89%提升至99.99%，旅行速度從普通線路的35公里/小時提升至37.55公里/小時。

在軌道交通監(jiān)測方面，該院還牽頭承擔(dān)了國家重點研發(fā)計劃《城市地下基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行綜合監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》，構(gòu)建了以物聯(lián)、智慧、安全為本的軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行綜合監(jiān)測體系。

“以往，地鐵軌道檢修一般在23：30至次日4：00停運(yùn)的‘天窗期’進(jìn)行，檢修效率低，檢修成本高。”鐵四院BIM工作室主任李成洋介紹，現(xiàn)在依靠車站設(shè)備故障預(yù)測及健康管理系統(tǒng)，智能綜合巡檢機(jī)器人、鋼軌智能激光強(qiáng)化車，技術(shù)人員坐在辦公室，通過“云管家”便能實時監(jiān)測地鐵軌道運(yùn)行情況，“把脈問診”。

據(jù)介紹，依靠該技術(shù)，鋼軌傷損病害檢出率達(dá)95%，25公里/小時動態(tài)定位精度達(dá)到“毫米級”，病害檢測效率提高3至5倍。目前該技術(shù)已運(yùn)用到深圳地鐵2號線中，未來將向國內(nèi)其他線路推廣。