高速铁路山岭隧道智能化建造技术研究——以郑万高速铁路湖北段为例

高速铁路山岭隧道智能建造技术是“智能铁路”的有机组成部分,能有效节约人力资源,并更好的保证施工安全和质量,是我国高速铁路隧道建造技术的发展方向。为提升我国隧道工程建造技术水平,基于互联网、大数据分析、人工智能、BIM等技术,结合郑万高速铁路湖北段隧道机械化、信息化施工研究成果,围绕隧道支护参数设计、施工控制执行、施工质量管控及检测,提出了高速铁路山岭隧道智能化建造技术的总体架构,包括:高速铁路山岭隧道围岩智能分级系统、隧道设计参数智能化选择系统、隧道开挖及支护智能化施工系统、隧道质量智能化管控及检测系统、隧道智能化建造协同管理平台,分析了各系统的研究进展,并提出了我国隧道智能化建造技术发展的3个阶段。对推动我国隧道智能化建造标准体系的建立具有一定的参考价值。     

铁路路基工程信息化技术

在"智能制造"的国家战略号召下,铁路行业正经历着信息化、智能化的发展浪潮,信息化、智能化技术与高速铁路建造技术的融合,将全面提升铁路建设的效率与管理水平,促进铁路建设向"智能建造"转变。本文介绍了目前我国铁路路基工程信息化技术成果,详细阐述了铁路路基施工过程、质量检测的信息化系统功能、技术方案及其在铁路工程建设项目中的应用情况。铁路路基信息化建设将有助于全面提升铁路路基工程建造技术水平,为高速铁路"智能建造"提供有力支撑。     

高速铁路轨道工程信息化和智能化技术研究

研究目的:高速铁路智能化技术是行业发展方向,本文结合大数据、云计算、物联网、建筑信息模型等技术,针对轨道工程设计、制造、施工和运维的信息化、智能化技术开展研究,为实现高速铁路轨道工程全生命周期智能化提出实施路线.研究结论:(1)结合高速铁路轨道工程特点,提出了轨道数字化和动态协同设计、信息化和智能化建造、智能运维的实现...     

我国高速铁路智能建造技术发展实践与展望

智能建造是工程建造领域的发展方向,是新形势下铁路工程建设发展的必然趋势。结合当前新一轮铁路建设新形势,分析铁路建设领域智能建造技术的应用现状和不足,探讨高速铁路智能建造技术未来发展方向、关键技术和基础保障,为智能建造技术在铁路建设领域的推广应用提供新的思路。在建设数字化智能铁路的大趋势下,依托中国铁路总公司工程建设管理平台,初步构建以建设单位为主导的智能建造管理体系,对铁路工程全生命周期建设的新型管理模式和创新实践途径进行探索。     

京张高铁官厅水库特大桥工程智能建造及智能运维技术应用方案

北京—张家口高速铁路（简称：京张高铁）是服务于2022年北京冬奥会与冬残奥会的重要交通基础设施,也是支撑京津冀协同发展轨道交通网的重要组成部分。文章依托京张高铁重点工程—官厅水库特大桥工程,研究并整理了该桥建设期所采用的智能建造技术,将贯穿建设期、联调联试期、运营期的全生命周期智能监测系统与智能检修车装备结合形成了智能运营维护体系。京张高铁官厅水库特大桥建设中获得的智能化技术应用方面的经验可复制和推广,为后续智慧铁路建设提供参考。     

智能高速铁路关键技术研究及发展路线图探讨

"智能、绿色、创新、融合"已成为当前世界高速铁路发展的重要方向,各国都在加速推进高速铁路智能化相关技术及发展策略的研究。在我国智能高速铁路体系架构和发展战略的指导下,全面分析智能高速铁路关键技术的构成,研究智能高速铁路关键支撑技术和覆盖智能建造、智能装备、智能运营三大板块关键专用技术的构成。综合考虑新一代信息技术发展趋势、应用前景、需求迫切性等关键问题,研究提出智能建造、装备、运营三大板块关键技术的发展路线图,可为智能高速铁路分阶段战略目标的实现提供技术支撑。     

高速铁路接触网智能建造装备研究及应用

随着高速铁路网络的不断扩张和发展,接触网作为提供电力的重要设备,对于高速铁路安全和运营起着至关重要的作用。为了提高接触网建设效率和质量,并满足日益增长的运输需求,智能建造装备得到广泛研究和应用。高速铁路接触网智能建造装备的研究旨在利用先进的技术手段,提升接触网建设过程的自动化、智能化水平,优化施工流程,提高生产效率和工程质量。本文围绕高速铁路接触网智能建造技术及成套装备,研发接触网智能化预配车间、接触网吊弦自动化预配平台、高速铁路接触网户外平板车腕臂组装平台等智能化装备,提高接触网工程施工的自动化、智能化水平,减轻人力劳动强度,提高工程质量水平和安全性。     

成渝中线高速铁路智能化方案研究

为推动成渝双城经济圈高质量发展，进一步深化智能高速铁路的创新应用，基于中国智能高速铁路战略发展规划和当前时期的体系架构，结合成渝中线（重庆—成都）高速铁路主要特点和全生命周期应用需求，提出了以智能铁路人工智能（AI,Artificial Intelligence）平台为核心，包含智能建造、智能装备、智能运营3大板块智能应用的成渝中线高速铁路智能化方案，阐述了智能高速铁路AI平台主要功能、智能应用主要工程内容和通信网络构成。     

京张高铁八达岭地下站及隧道工程信息模型一致性表达

北京—张家口高速铁路是国内第一条全线、全生命周期内所有专业均应用建筑信息建模技术的智能高速铁路。文章结合京张高铁重点工程—八达岭地下站和隧道工程BIM应用,基于铁路工程BIM技术标准,重点研究多专业设计数据一致性表达,构建了八达岭地下站和隧道工程的全要素信息模型,并利用中铁工程设计咨询集团有限公司开发的铁路多专业数字化协同设计软件,搭建了一个协同设计平台,使传统上离散的各专业设计数据能够实现集成展示,方便设计方案的对比和优化,有助于提升设计效率和质量,实现铁路工程的智能化建造。此外,提出将全要素信息模型与能够反映铁路基础设施运营维护阶段真实状况的海量三维点云数据融合起来,为运营维护阶段基础设施一致性检测提供支持。     

智能高速铁路信号系统一体化技术发展方向探讨

为使高速铁路信号系统更好地满足新形势下智能高速铁路的建设及运营维护需求,更好地与智能高速铁路技术体系架构相协调,文章分析我国高速铁路主要信号系统的智能化、一体化现状,并在此基础上梳理《智能高速铁路1.0技术体系架构》中智能建造、智能装备、智能运营中与信号系统相关的内容,对我国高速铁路主要信号系统智能化、一体化技术发展方向进行探讨,提出体系架构标准的发展建议,以期为信号系统一体化方案更好地与智能高铁技术体系架构融合发展提供借鉴。     

京张高铁八达岭长城站智能建造技术

为实现深埋超大跨地下车站智能建造技术,京张高铁八达岭长城站从隧道智能化勘察、设计、施工、监测四方面展开一系列探索和研究。研发基于掌子面自动化素描系统的定量化超前地质预报技术,实现掌子面地质信息智能图像预报与围岩精准分级;应用BIM技术搭建多专业协作的统一平台,实现真正意义上的三维集成协同智能设计;构建实时人机定位管理系统,实现复杂地下车站人流-物流的高效协调和智能施工;采用隧道结构安全智能监测系统,对围岩和支护结构的力学状态进行全寿命周期的实时监测。隧道智能建造技术在八达岭长城站的成功应用,极大提高隧道机械化、信息化、智能化建设水平,提升隧道的施工水平和综合管理能力。     

基于BIM技术的智能建造在铁路行业的应用与发展

我国铁路建造技术日益先进,建筑信息模型(BIM)技术在铁路建造领域取得阶段性成果。BIM技术促进了中国铁路建造模式的革新和转变。在对国内外智能建造发展背景分析的基础上,深化铁路工程智能建造的内涵和特征,结合工程实践形成铁路工程智能建造7大技术支撑体系,有机融合信息技术与建造技术,介绍工程设计及仿真、工厂化加工、精密测控、自动化安装、动态监测和信息化管理等应用实践,提出BIM技术在智能铁路建设过程中的发展方向,为BIM技术在铁路智能建造过程中的深化应用,推进铁路建造过程的精益、智慧、高效、绿色协同发展,进而提升铁路建造技术,提高铁路建造水平提供参考。     

中国智能高速铁路体系架构研究及应用

智能化是世界铁路未来的发展方向。随着智能京张、智能京雄建设的全面推进,以及智能新技术在高速铁路各专业领域研发应用的广度和深度持续扩大,我国在高速铁路智能化的道路上不断探索,体系架构逐渐清晰。在分析国外高速铁路智能化发展现状的基础上,对智能高速铁路的内涵进行了界定,并设计了涵盖业务体系、应用体系、数据体系、技术体系、标准体系以及评价体系的三维智能高速铁路体系架构模型,构建了高速铁路智能化成套体系架构,分析总结了智能高速铁路的最新实践应用成果,为智能高速铁路的落地实施起到统筹规划、宏观指导、整体支撑作用。     

高速铁路隧道关键科学问题及发展趋势

分析了高速铁路隧道的主要特点,即隧道断面大,长大隧道多,地质条件复杂,使得施工风险极高,可靠性要求高,耐久性控制严格。高速铁路隧道通常成为高速铁路建设的控制性工程,因而为了安全快速地建成高速铁路网,必须在复杂长大隧道修建技术方面实现新的突破。为此提出了高速铁路隧道的关键科学问题,在对现有研究工作进行总结的基础上,提出了高速铁路隧道应重点研究的内容与发展方向。建议通过系统研究建立高速铁路隧道工程的设计理论与技术体系,形成中国隧道建造方法。     

高速铁路标准梁式桥技术创新与发展

我国高速铁路桥梁约占线路总长55%,主要以预应力混凝土简支箱梁和现浇预应力混凝土连续箱梁为主,其中标准跨度简支梁占全部桥梁长度的90%以上。经过多年的技术创新和积累,我国已经构建了标准梁式桥成套技术体系。回顾了我国铁路预应力混凝土梁的发展历程,对高速铁路桥梁技术参数体系、刚度和变形控制设计技术、制运架建造技术等进行总结和思考。基于高速铁路标准梁式桥应用经验的积累和信息化、智能化铁路建设需求,分析了未来的发展方向,提出既有标准梁优化及应用智能建造、运维技术的建议。     

中国智能高速铁路2.0的内涵特征、体系架构与实施路径

文章系统总结中国智能高速铁路（简称：高铁）顶层架构设计、关键技术创新、基础平台建设、工程示范应用等方面取得的主要成就，分析“十四五”时期中国智能高铁面临的内外部形势和要求，提出智能高铁2.0的内涵和主要体现在“体系正向设计、全专业协同、跨行业综合、预测性分析”4个方面的代际特征，从技术体系、数据体系、标准体系等维度构建智能高铁体系架构2.0，规划建造、装备、运营等领域智能化重点攻关任务和实施路径，可为“十四五”时期智能高铁2.0的研究和应用提供重要指导。     

基于人工智能及联邦学习的工程大脑技术研究

数字化浪潮催生了智慧建造与智慧城市的到来。在建筑业，智慧工地的建设方兴未艾，针对传统智慧工地建设部署的大量传感器系统，碎片化程度高、采集数据量巨大而分散，系统集成难，应用效果不理想的痛点和难点，分析并阐述了在智慧工地建设中采用基于人工智能及联邦学习构建的工程大脑的关键技术解决方案。实践表明：采用数字孪生技术提高自动化采集能力，采用人工智能技术升级自动化采集装置，采用联邦学习技术提升工程建造的智能化水平，最终打造工程大脑的整体解决方案能够有效提升智慧建造整体水平，在工程安全监管、质量监控、成本管控等各方面可为类似项目提供参考。     

我国铁路隧道建造方法沿革及智能建造技术体系与展望

隧道建造工艺工法主要包含依靠人工的早期建造方法、钻爆法和隧道掘进机工法。近年来,得益于机械化、现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能技术的快速发展及深度融合,隧道智能建造理念已经得到世界工程界的重视。隧道智能建造技术作为我国"智能铁路"的一个重要组成部分,代表了未来隧道修建技术的发展方向。在系统梳理隧道建造方法沿革的基础上,阐述隧道智能建造的概念与核心,提出总体框架与技术体系框架,论述关键技术难题与实现方法,并对我国铁路隧道智能建造发展前景进行展望,以期为隧道建造工作者提供理论支撑。     

中国铁路隧道智能化建造实现路径探讨

隧道建造技术的发展是一个复杂的系统变革过程,隧道智能化建造是当前隧道建造技术的发展方向.通过归纳总结隧道建造技术发展的4个阶段,在概述我国改革开放以来铁路隧道总体发展成就基础上,论述了隧道智能化建造的必要性,探讨铁路隧道智能化建造所面临的挑战,提出智能化建造的基本概念与涵盖范围,阐述了功能架构及技术组成,从多源异构地质...     

高铁大断面隧道衬砌智能化建造及质量控制技术

隧道智能建造技术作为中国“智能铁路”重要组成部分,引领了隧道修建技术的发展方向。为提高隧道施工智能化水平,保证衬砌及断面整体施工质量和使用寿命,以京张高铁八达岭隧道为背景,提出了一系列复杂大断面隧道衬砌智能化建造及质量控制技术。二衬结构混凝土智能振捣和浇筑技术可实现混凝土的自动化施工,减少现场作业人员50%,降低现场数据记录耗时90%;自主设计了一套以智能温湿控制系统为核心的衬砌智能养护台车,智能控制和调节养护区域内温度和湿度,显著降低人工投入和减少人为质量缺陷,提高施工效率;提出二衬防脱空自动报警、防顶裂技术,有效防止衬砌空洞和开裂的发生,使空洞发生概率由16%降为6%,二衬开裂概率由22%降为8%;衬砌智能化建造及质量控制技术在新八达岭隧道的成功应用,提高了隧道衬砌的施工质量水平和综合管理能力。