像“搭积木”一样建地铁站 全国超两成城市轨道交通出自“武汉设计”

【导语】随着信息技术的不断发展,人们的生活越来越便利,发展智能建造是促进建筑业转型升级、实现双碳目标的必然要求。同时发展智能建造是推进新城建、有效拉动内需、构建新发展格局的重要举措。并且发展智能建造是抢占科技竞争制高点、提升建筑业国际竞争力的有力抓手。

像“搭积木”一样建造地铁站、远程就能检修地铁轨道……眼下，城市轨道交通设计和运维技术越来越先进了。

近日，在汉央企铁四院以“智慧城轨”为引领，创建并形成了城轨TOD开发、全自动运行、装配式智能建造、智能运维及综合监测、城市地下大空间等八大核心技术。

截至目前，该院累计在武汉、郑州、南京、苏州、杭州、长沙、广州、深圳、成都、昆明等30余个城市承担了100余条城市轨道交通、3000余公里的总体总包设计项目，占全国已运营轨道交通线路20%以上。

实现全流程智能建造

8月14日，骄阳似火。武汉地铁前川线汤马区间2号风井施工现场，挖掘机、运输车等各种机械往来穿梭，一派热火朝天的施工景象。

今年3月，汤马区间2号风井采用装配式空心钢管混凝土支撑技术完成基坑施工，为全国首创。经测算，相对于传统现浇混凝土支撑，装配式技术可降低碳排放量约75%。

截至目前，武汉地铁运营里程达到435公里，位居全国第五、世界前十。随着地铁网越来越复杂，地下作业空间狭小、污染排放高、施工方式粗放、劳动力需求大等成为制约地铁施工的难题。

面对产业现代化的迫切需求，近年来，铁四院以BIM协作平台为手段，预判优化建造工序和工艺，同时引入激光技术，构建智能化吊装防碰撞预警系统，实现了设计、生产、施工等全流程的智能制造。

铁四院城地院副总工程师徐军林介绍，通俗而言，就是引入三维动态仿真技术全过程模拟装配建造，再“依葫芦画瓢”，将生产好的“积木”拉到施工现场进行连接、加固。“不用现场绑扎钢筋，浇筑混凝土，可比传统现浇结构节约工期30%。”

徐军林称，未来，装配式智能建造技术还将在武汉地铁3号线二期工程、无锡地铁5号线、济南地铁8号线、深圳地铁15号线等多个城市地铁项目推广采用。

“毫厘必究”为列车安全护航

智能技术让建造地铁站更简单了，运营管理也更有方。

去年12月26日，武汉地铁5号线开通，这是武汉首条全自动驾驶线路，日均客流26.38万人次，拥有108个全自动运行场景。

确保列车自动运行、精准停车、安全平稳的关键，就在于列车运行控制系统。这个列车的“神经中枢”，由铁四院负责设计。

铁四院通号院副总工程师刘涛介绍，早在2013年，该院便成立了全自动运行技术科研团队，这是国内较早跟踪该技术的研究团队。经过多年探索，铁四院编制完成了全自动运营技术系列规范，定义了108个地铁全自动运营场景。

运用全自动运行技术后，与传统线路相比，武汉地铁5号线故障率由百万列公里1.8次下降为0.7次，准点率从99.89%提升至99.99%，旅行速度从普通线路的35公里/小时提升至37.55公里/小时。

在轨道交通监测方面，该院还牵头承担了国家重点研发计划《城市地下基础设施运行综合监测关键技术研究与示范》，构建了以物联、智慧、安全为本的轨道交通基础设施运行综合监测体系。

“以往，地铁轨道检修一般在23：30至次日4：00停运的‘天窗期’进行，检修效率低，检修成本高。”铁四院BIM工作室主任李成洋介绍，现在依靠车站设备故障预测及健康管理系统，智能综合巡检机器人、钢轨智能激光强化车，技术人员坐在办公室，通过“云管家”便能实时监测地铁轨道运行情况，“把脉问诊”。

据介绍，依靠该技术，钢轨伤损病害检出率达95%，25公里/小时动态定位精度达到“毫米级”，病害检测效率提高3至5倍。目前该技术已运用到深圳地铁2号线中，未来将向国内其他线路推广。