2月26日,国家城市轨道交通系统安全与运维保障工程研究中心(以下简称“工程中心”)高级工程师叶红霞早早来到办公室,开始了一天的新工作。不久前,她的工程中心获奖了“国家优秀工程师队伍”称号。
“工程中心由广州地铁集团牵头,重点解决城市轨道建设和运行中遇到的工程技术问题,提高城市轨道系统的安全和运行维护能力。”叶红霞告诉《科技日报》记者。
列车正点率超过99.99%
近年来,该中心继续在城市轨道技术领域进行深度培育,推出了一系列有影响力的研究成果,并将其应用于广州地铁运营的16条653公里的地铁线路。未来,这些成果还将在粤港澳大湾区21条622公里的地铁和城际线上推广。
我国大部分城市轨道交通设备已经定位,但所谓的列车运行大脑信号系统仍主要依靠进口。设备采购成本高、备件更换成本高、服务保证周期长等问题制约了城市轨道交通的进一步发展。
“开发具有自主知识产权的信号系统已成为一个迫切需要解决的问题。”工程中心信号专业高级工程师陈金说。
2008年,广州地铁开始开发基于无线通信的列车控制信号系统(CBTC)。系统研发,产品认证,动车试验……每一个环节的研发都需要从零开始,面临着难以想象的困难。
“我们没有退路,只有迎难而上,加班加点,一个个攻克每一项技术。”陈金表示,经过8年的不懈努力,团队征服了10多项核心技术,成功开发了信号系统,实现了城市轨道交通GoA4最高水平的自动运行。
技术好不好,事实有最终决定权。2016年底,该信号系统在广州地铁7号线一期投入使用。到目前为止,列车正点率已超过99.99%,时间表现率已超过99.99%。
促进融合,成为行业智能化的领导者
2010年左右,我国城市轨道交通建设初具规模。然而,传统的轨道交通建设存在系统结构和功能固化问题,越来越难以满足乘客日益增长的高质量、准确的出行需求。
工程中心高级工程师朱伟介绍,他们试图将互联网技术与轨道交通专业经验相结合,打造像智能手机操作系统一样可更新迭代的现代城市轨道交通系统。2019年,工程中心与腾讯成立“穗腾联合实验室”,轨道交通智能操作系统携手研发——穗腾OS。
团队突破了跨领域、跨专业业务一体化的瓶颈,2019年9月发布了穗腾OS1.0版,次年9月发布了穗腾OS2.0版。目前,研发成果也已应用于广州地铁相关线路。
朱伟介绍,一键开关站等智能车站推出后,原本需要一个小时完成的巡逻工作,现在可以在10分钟内完成;车辆信号等专业系统智能运维应用推出后,广州地铁18号线和22号线的生产维护人员减少了30%。
突破禁区,解决世界性工程问题
广州地质条件复杂,自称“世界地质博物馆”。这里不仅有浅层流动较弱的淤泥层,还有深层坚如磐石的花岗岩地层,甚至隐藏着几十米高的溶洞,被称为盾构隧道施工的禁区。
要建造地铁,我们必须克服这些“拦路虎”。工程中心团队率先探索复合底层盾构技术的自主性……
“盾构施工最大的风险是开仓换刀。地下狭窄封闭空间发生事故时,往往伴有人员伤亡,甚至水砂涌入,导致机器毁灭和人员死亡。确保压入仓库的安全已成为一个世界性的问题。”工程中心教授级高级工程师方恩权说。
团队将突破点放在泥膜护墙材料的性能和粘度上。经过数百次比例试验和无数次现场试验,一种新材料既能隔水又能延展,具有一定的强度“衡盾泥”问世。
方恩权透露,该研究结果用于广州、福州等多条地铁线路的建设,实现了100多个盾构带压开仓·二是盾构施工风险大大降低。
“我们将被选中‘国家优秀工程师队伍’继续解决轨道交通工程建设运行和设备制造中的核心技术问题,聚集力量进行原创、领先的科技创新。”广州地铁集团董事长、工程中心主任丁建隆说。
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