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学术担当!WTC成都论坛主旨报告会速览

作者:文/谢博识 张林(实习)曹晶磊 彭翔 发布时间:2020/11/10 下午4:18:15 查看次数:1827

世界交通运输大会成都论坛开幕式主旨报告会配备了“4位院士+1位首席教授”的豪华学术阵容,从技术、装备、模式、工程实例等方面切入,展示了学术界、产业界最重要的学术及技术成果,有力保障了成都论坛的学术水平,更进一步引领行业聚焦关键问题、明确发展方向。


高铁线站技术的未来——智能化、绿色化、精细化、建造工业化


中国工程院院士卢春房作了题目为《高速铁路线站技术发展研究》的报告。卢院士是著名铁路工程技术和管理专家,曾担任青藏铁路、京沪高铁建设总指挥部指挥长,主持高铁建设和科技攻关工作多年。


随着“交通强国”和“走出去”战略的快速推进,中国西部和海外地区逐步成为铁路建设的主战场,为进一步提升铁路建设水平,提高技术经济性,铁路线站工程将朝智能化、绿色化、精细化、建造工业化的方向发展。


在智能化方面,铁路BIM标准体系;BIM、PHM的智能运维体系;基于人工智能、智能机械、机器人的无人化作业;基于移动互联的智能通信体系等是铁路工程智能建造的7大支撑技术体系。


在绿色化方面,应兼顾节地、减排、降振降噪、结构耐久、废物利用。其中,节地要求线站工程在不降低速度条件、满足安全要求及舒适度基本要求的情况下,优化铁路线形线位;尽量少设计路基,多设计桥隧;车站、机务车辆检修库等建筑,有条件时按双层或多层设计等。


在建造工业化方面,应大力开展装配式房屋、桥梁、隧道等结构物的一体化集成设计研究;开展大部件装配化施工设备的研制;开展预制件工厂化、标准化生产研究,建设异地、重复使用的工厂,研制标准化的部件以及生产工装和工艺;开展装配化施工质量检测、评估技术研究,制定质量评判标准,建立指标体系。


而精细化将体现在设计、施工管理、施工现场的布局和管控、成本控制和维修上。其中,精细化设计包括空天地一体化勘察,精准判识地质水文情况,因地制宜开展BIM三维施工图设计,减少或消灭差错漏碰。



减排与数字化共同服务德国未来出行

中国工程院外籍院士、德国国家科学与工程院前院长孔翰宁(Henning Kagermann)通过视频作了主题为《德国国家未来出行平台——整体分析方法》的报告。孔院士在推动德国工业4.0战略,基于互联网的服务创新(智慧服务)和自动驾驶等过程中担任关键性角色。


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目前,德国整个交通系统面临两大挑战:一是减少碳排放,二是数字化。它们将颠覆未来交通出行方式。

但是,由于减排和数字化技术成本较高、耗时较长,新的商业创新模式和竞争对手已进入市场,行业更新速度极快,因此亟需建立整体路径,有助于减少二氧化碳排放、可持续化系统转型(多产业联合)、确保竞争力和就业、避免社会矛盾。


未来出行平台的整体分析方法必须基于出行者需求和实用性,以此为核心,从三方面入手:一方面,调查实际出行偏好,进行出行需求预测,不同地区出行者偏好差异较大,例如:德国农村地区出行偏好调查显示汽车出行偏好人群占80%,城市地区为69%,特大城市为58%,因此必须进行有针对性地交通方式规划布局;一方面,以居民需求优先,扩大公共交通规模,实现基础设施数字化,支持移动办公和在家办公;另一方面,解决长期以来气候变化给出行者带来的困扰。


目前,德国所搭建的未来出行平台有六大任务,可供国际参考。第一,处理交通与气候变化关系,减少二氧化碳排放。第二,可持续发展的汽车驱动和燃料模式转变,但要注意效率、储存密度和装载灵活性之间的平衡性。第三,改善生活空间质量,以数字化支持多式联运的出行链和自动驾驶,通过整合减少拥堵。第四,树立徳国在未来国际上交通出行的引领性形象。第五,建立满足出行需求的基础设施架构,比如建设电动车充电基础设施,提供稳定的公共供电系统和双向供电服务等。第六,制定国际标准,要涵盖出行、自动驾驶和新能源、电网、互通互联、大数据和生命周期六个方面。



我国智能汽车发展走到了哪一步?

中国工程院院士陈湘生作了《智能汽车与智慧出行产业现状及发展趋势展望》主题报告。陈院士是著名人工冻土力学、隧道与地下工程、特殊岩土工程、建井工程专家,先后主持或主参完成了60多项各类科研项目。


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目前,中国智能汽车发展水平距离世界先进水平仍有一定差距——智能汽车标准不完善,法规体系有待建立;产业链不完整,核心技术积累不足;智能路网基础设施建设投入巨大,短期内难以盈利;智能汽车商业模式不清晰,产业生态体系不健全。KPMG毕马威发布的《自动驾驶汽车成熟度指数报告2020》中,以政策和立法、技术和创新、基础设施、消费者接受度4项指标作为评价标准,对各国智能汽车发展水平进行排名,中国名列第20位,与2019年持平。


未来,智能汽车产业技术升级与测试成果的积累,将进一步促进政策、标准、规范的有效制定和及时更新。智能汽车产业将涵盖整车制造、感知技术、算法与芯片等。投融资机构将与高校智库跨行业融合合作。自主式智能与网联式智能融合技术、低成本小型化的激光雷达等先进传感器、以深度学习为代表的AI技术,将成为智能汽车发展的关键。高速公路自动驾驶和低速区域自动驾驶系统将率先实现应用。


而车路协同落地实施的关键在于上下游产业的密切协作,涉及车载智能终端、网络连接、移动边缘计算、路侧智能和传感设备的普及应用,各模块背后又包含种类繁多的供应链和渠道商。


未来,多行业共同投资、合作、研发和应用将成为主流趋势。车路协同技术的创新应用将会包括准全天候通行、货车编队行驶、全寿命周期智能养护和自动驾驶支持等。



中国全断面掘进机迈入自主制造自主施工阶段

中国工程院院士杜彦良的报告题目是《中国超长隧道(洞)全断面掘进机成就与智能化发展展望》。杜院士是大型工程结构状态监测与安全控制专家,长期从事轨道交通领域智能监测与安全控制研究,率先将智能结构理论与方法融入铁道工程安全保障技术领域。


改革开放以来,我国基础设施建设提速发展,在各类复杂地层中快速建设数量众多的超长隧道(洞)工程成为迫切需要。与钻爆法相比,采用全断面掘进机施工,具有安全环保、掘进速度快、劳动强度低的优点,而全断面掘进机正是修建超长隧道(洞)的必要高端设备。


2000年以前,我国不仅全断面掘进机的设计制造全部依赖国外,且重大工程均由外方主导施工。2000年以后,我国通过与外商联合设计制造和自主创新,突破了全面掘进机系列产品的关键核心技术,实现了自主化、产业化。现在,中国制造的全断面掘进机(约2500台,其中出口约120台)国内市场占有率约90%,产品远销马来西亚、黎巴嫩、意大利、法国等20多个国家和地区,占全球市场份额的三分之二。


中国全断面掘进机的快速发展,带动了中国超长隧道(洞)工程的技术进步,可“上山、入地、下海”。


“上山”即是突破了超长山岭隧道深部地层难探测、高效掘进难实现、地质灾害难控制、极端地质难适应等四大关键难题。代表性工程有青海引大济湟引水隧洞、陕西引红济石引水隧洞、澳大利亚雪山项目等。“入地”即是创建了均质软土地层和软硬不均地层盾构掘进技术体系,实现了城市地下隧道盾构由均一软土地层向软硬不均地层的突破。代表性工程有北京地铁、上海地铁、广州地铁等。“下海”即是创立了跨江越海隧道盾构掘进核心技术体系,突破了突水控制技术和高水压下盾构长距离掘进技术的屏障。代表工程有上海上中路越江隧道、武汉长江公路隧道、台山核电站取水隧道等。



艰险山区高速隧道群建设运营啃下硬骨头

西南交通大学首席教授、副校长何川以《复杂艰险山区高速公路大规模隧道群建设及营运安全关键技术》为题作主旨报告。何川多年来主要从事大型及复杂隧道工程安全控制研究。

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西部地区高速公路建设是国家重大战略的迫切需求。目前,我国西部高速公路路网密度27公里/百平方公里,东部118公里/百平方公里,东、西部高速路网密度相差4倍以上。


在西部,高速公路的重点建设区域是复杂艰险山区,而我国山地占国土面积三分之二,复杂艰险山区广泛分布且隧线比普遍高于50%,部分路段超过80%,如雅安至康定高速公路,全长134公里,隧线比近50%,其中50公里隧道群连续穿越高山峡谷区。除此之外,隧道群的洞口距离普遍较近,以重庆市为例,洞口间距在5000米以下占隧道的78.2%。因此,西部艰险山区高速公路隧道群的建设和营运面临着空前挑战。


结合国家自然科学基金、国家火炬计划、交通运输部西部交通建设科技项目、四川、重庆等30多项国家、省部级科技计划及重大工程建设课题,历时15年的系统研究总结,我国复杂艰险山区高速公路大规模隧道群亟待攻克的重大难点实现突破,建设期的隧道失稳灾变和结构抗震设防等技术,以及营运期的营运环境恶化和突发事件失控等问题,都通过技术论证和实践应用进一步缓解或攻克。技术的跃进将极大地加快西部交通建设的步伐。