轨道交通智能化 技术创新当自强

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2021-05-31

“作为全国第一条地铁,北京地铁1号线自1971年运行至今已历经整整半个世纪。

其间,北京市轨道交通运行里程从最初的公里增加到727公里(截至2020年底),增长近30倍。

”北京市轨道交通设计研究院研究员张波在接受《中国科学报》采访时说。

而据中国城市轨道交通协会最新统计,2020年我国地铁运营总里程6200余公里,在建5000余公里。

“目前,我国轨道交通运营里程已经位居世界第一位,智能运维也处于世界前列。 ”北京交通大学副教授王耀东表示。 不过,多位专家向《中国科学报》表示,当前我国轨道交通智能数据采集设备、高精尖传感器等设备对外依存度仍然较高,亟须加强自主创新,推动交通强国建设。

运维日趋智能化“我们轨道交通起步较晚,但发展较快。 ”在近日举行的聚焦轨道交通领域的2021年北京地区广受关注学术成果报告会上,北京公交有轨电车有限公司总工程师董皓在接受《中国科学报》采访时说。

根据中国城市轨道交通2020年度统计和分析报告,截至去年底,我国有45个城市开通城市轨道交通运营线路244条,运营线路总长度公里,其中地铁运营线路公里,占比%,其他制式城轨交通运营线路占比%。 当年新增运营线路长度公里。 伴随着轨道交通运营里程的增长,我国轨道交通智能运维也步入世界前列。 以北京地铁为例,张波表示,50年来北京地铁发生了三大转变:从最初的以战备防空为核心,转变为以交通运输和解决大城市病为核心;传统的人工设计、施工和运维方式,逐渐转变为数字化、信息化的方式;接下来智慧化将成为城市轨道交通发展趋势。 在数字化城市轨道交通建设方面,当前我国基于建筑信息模型(BIM)的相关研究和应用风头正盛。

“BIM有助于将实体建筑信息化,把所有的数据集成到一个模型上,通过虚拟地铁来管控,实现地铁智慧化。 ”张波向《中国科学报》解释。 据介绍,基于BIM的数字轨道交通包括三个层次:一是实现轨道交通的数字化;二是实现轨道交通数字化孪生建设,在轨道交通实体建设的同时,同步建设一套数字地铁;三是依托BIM,推动后续参数化(或智能化)设计,实现智能施工、绿色施工以及智慧运维等全产业的升级。

同时,对于给出行安全带来挑战的地铁隧道“病害”——隧道裂缝、渗漏水、沉降、衬砌剥落、掉块等,国内相应检测技术也日趋智能化。 例如,在裂缝检测方面,王耀东和同事把机器视觉技术、图像处理技术、人工智能技术应用在地铁隧道检测中。 “机器视觉的特点是效率高、可移动、非接触,特别是信息处理自动化、智能化,性价比高,且容易操作。 ”王耀东说,这种智能巡检技术有助于解放人力,服务运维。 对外依存性技术需自强尽管我国轨道交通运营里程和智能运维水平已处于世界前列,但多位专家在接受《中国科学报》采访时仍强调,轨道交通领域仍亟须加强自主创新。 “我国轨道交通智能数据采集设备、高精尖传感器还需要从国外进口。

有些国外检测设备功能相对单一,但因为核心技术垄断地位,报价却达到数百万元,甚至上千万元。 ”王耀东说。 他表示,我国仍需大力推进基础研究创新,将主动权掌握在自己手中。

对此,张波也表示,当前基于BIM的轨道交通基础建模软件仍来自国外,亟须开发基础软件。 事实上,去年美国禁止哈工大等高校使用科学计算软件MATLAB事件曾引起广泛关注。

“各种设备、软件长期依赖国外,终究不是办法。

国产设备当自强,对于轨道交通领域一些基础的设备和软件,我们必须走自主化、国产化的道路。

”北京交通大学副教授张永生说。

尽管短板仍然存在,但在北京市交通委公交设施设施管理处处长、北京大学兼职教授孙壮志看来,不必为此感到气馁。 以高铁为例,他指出,我国在许多“卡脖子”技术方面已经有所突破,“比如车辆、转向架等核心和关键部件已经实现国产化”。

在他看来,我国的轨道交通发展有诸多优势,如有大规模的市场为技术创新提供“实验场”;国家对技术创新持非常开放的态度,使得高铁在国内比国外有了更高程度的商业化应用;知晓差距并坚持追赶,最终实现并行,并在一些领域实现引领。 “在轨道交通行业,我们还存在一些‘卡脖子’的地方,比如轴承(涉及材料、加工设备、工艺等多个点),以及一些设备和软件。 但我们有强大的市场推动力,有创新的原动力,假以时日,这些技术瓶颈一定会突破。

”孙壮志自信地说。 科技创新赋能产业发展未来30年,我国将加快建设交通强国。 2035年,基本建成“人民满意、保障有力、世界前列”的交通强国,到2050年全面建成交通强国,实现“人享其行、物优其流”的美好愿景。 在这一“路线图”的指引下,“十四五”时期,科技创新将加速赋能交通运输发展。

对此,北京交通大学交通运输学院教授姚恩建表示,随着5G、人工智能、大数据、物联网等技术的发展,数字化、网联化、智能化将成为轨道交通的发力点。

同时,推动轨道交通的整体发展,需要夯实科技发展基础,推进“产学研用”深度融合。 “在人才培养方面,除了基础教学,我们要时刻关注行业,注重与产业、行业的交流合作,加强学生对于整个行业发展的了解和解决行业实际需求、实际问题的能力,通过产学研用的融合,提升人才培养质量。 ”他说。

“目前,智慧轨道交通仍处于起步阶段,首先要实现整体数字化,在此基础上与智能化产品、机械装备相融合,最终实现人文、绿色、高度智慧化的轨道交通,给城市居民出行带来极大的便利。

”张波认为,我国智慧轨道交通发展前景可期。 冯丽妃。