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项目名称 技术分类 单位信息 第一发明人 专利情况 项目简介 发明创新点 产业化及市场应用

项目名称:城市轨道交通工程智能安全监测系统

  • 广州地铁设计研究院股份有限公司
  • 广东省广州市环市西路204号
  • 510010
  • 邓显威
  • 13824442315
  • http://www.gmdi.cn

第一发明人

姓名 农兴中 电话 86661431 电子邮件 nongxingzhong@gmdi.cn
区号 020 邮编 510010 通信地址 广东省广州市环市西路204号

其他发明人

刘健美 闵 星 柏文锋 刘成军 张 宋 邓显威 张 华 彭丕洪 王一兆

专利情况

专利类型 专利状态
申请号 授权日期 授权专利号
CN202110336782.6 2022-05-17 ZL202110336782.6
CN202110335996.1 2022-06-07 ZL202110335996.1
CN202210676920.X 2022-09-13 ZL202210676920.X
CN202210661068.9 2022-08-23 ZL202210661068.9
CN201621295160.4 2017-06-27 ZL201621295160.4
参展目的

项目简介

随着我国经济社会的不断发展,城市化进程的加快,城市轨道交通作为一种绿色环保的城市公共交通工具,以其运量大、速度快、安全可靠、准点舒适的特点给人们日常出行带来了方便与快捷。因我国地铁大部分都深埋于地下十几二十米,甚至更深,据统计分析发现,任何一起基坑事故无一例外地与监测不力或险情预报不准确有关,基坑的安全稳定状态决定了整个工程建设能否顺利完成,基坑相关的各项位移监测在地铁施工中的更是占有非常重要的位置。国内城市轨道交通的大面积建设及运营,城市轨道交通结构在施工和运营阶段的安全性如基坑的位置、隧道围岩是否稳定、施工方法是否合理等问题越来越引起广泛的关注。 传统的人工地铁隧道结构监测方法效率低下,具有时效性差、监测盲区多等弊端。已有的传感器不能满足地铁隧道结构监测在内容与精度上的需要,为了对地铁建构进行变形监测,以保证主体结构以及周边环境的安全,与之相关的监测技术层出不穷,有许多新技术开始被使用在建设工程领域,给行业带来了不可估量的益处,但由于施工现场开挖场地条件以及恶劣环境的限制,监测过程需要花费较大的人力物力,且时常有监测数据出错的情况发生,制约着监测的精准度,威胁着城市轨道交通结构在施工和运营阶段的安全,因此采用更为先进准确的监测技术非常有必要。 制约轨道交通建设及运营过程中监测技术的普遍因素有: 1)施工现场受场地限制,测点无法监测;2)受运营地铁影响,人员无法进入监测; 3)自动监测设备故障率高,调试工作量大;4)日常监测巡检人员投入工作量大; 5)采购国外软件设备,成本高等。 针对以上制约因素,本项目通过监测相关技术研究、系统及部件研发、应用技术研究、软件开发等,创造性地提供了一种“城市轨道交通工程智能安全监测系统”,开发了拥有自我产权的监测平台,对监测场地影响、设备故障率高、人员投入大、软件设备成本高等难题的解决具有积极促进作用。 经过应用验证,实施本项目技术可实现提前预警,减少了监测人员和日常维养人员配置,降低了设备故障率,提高了监测的适用性,保证了轨道交通结构的安全,降低了轨道交通运营风险,保障了乘客安全。 本项目经过多年在广东省广州市、佛山市、湖南省长沙市运营线网等轨道交通中的持续开发和应用,截至目前该项目技术成果所涉合同新增数量为63个,所涉合同销售额共计36690.68406万元,为本项目专利权人新增利润4402.882087万元,为国家新增税收3126.046282万元,创造了良好的经济社会效益。

发明创新点

传统的轨道交通建设及运营期人工监测方式存在着工作效率低,精准率不高,误差大,且受气候和时间限制、受场地影响无法进入限制等,无法达到全天候实时化精准监测。针对以上共性问题,本项目主要创新点有: 一、提高监测效率,不受施工现场开挖场地条件以及恶劣环境的限制 本项目通过专利“一种地铁基坑自动化变形监测设备”能自动校正及调节自身与测点位置,使棱镜位于全站仪监测视野内,不受场地倾斜影响精度,避免测点被施工材料、机械等遮挡,可有效减少现场监测人员在监测过程中寻找、清理监测点的工作,缩短监测时间。 二、提高设备稳定性,延长设备使用寿命 本项目专利“一种城市地铁隧道自动化安全监测设备”能自动清理碰撞激光扫描仪的飞虫与颗粒物,提高了激光扫描仪的监测精度和可靠度;设备采用了侧挡板、空腔、气囊和弧形活动板,减少碰撞对激光扫描仪产生的影响,有效提高工作时的稳定性,并保护监测设备,延长了监测设备的使用寿命。 三、考虑气象因素影响,提高测点坐标的准确性 本项目专利“ 一种地铁隧道变形的监测方法及系统”通过监测区域内布设的气象传感器获取气象数据与到测站距离的函数关系,充分考虑了每个监测断面的气象差异,根据气象修正公式修正每个测点的原始距离观测值,得到更精准的测点坐标;方法充分考虑了气象因素对智能型全站仪的影响,对不同位置处测点坐标进行差异化修正,提高了测量结果的准确性。 四、实现监测自动化与监测成果信息化结合,提高稳定性及运行效率 本项目专利“ 城市轨道交通结构变形的自动化监测系统”通过优化平台的结构设计确保了分散工程内容的唯一性和可控性,提高了平台的运行效率和稳定性。在数据管理访问中,使用 VPN网关,该技术保证了通过客户端访问服务器的安全性。 五、避开不利测点位置,提高监测数据有效性。 本项目专利“ 一种用于智能全站仪隧道自动化监测的现场测点布设方法”通过隧道的尺寸信息及监测方案设定的测站点位置,利用智能全站仪计算测站到不同断面的分辨间距并确定棱镜安装位置,同时避开管道、接触网及轨道等不利位置;有助于消除智能全站仪在狭长隧道空间中自动化监测时的棱镜干扰,确保隧道自动化监测数据的有效性。 与国内外同类技术相比,本项目实现自动化监测、保证监测成果的及时性与准确度,对轨道交通结构信息的实时化掌握,并降低了监测成本,保障轨道交通建设及运营安全具有积极促进作用。经测算,一个标准化隧道或基坑监测项目投入使用三年,可减少人工成本约180万元。

产业化及市场应用效益情况

本项目技术“城市轨道交通工程智能安全监测系统”由本完成单位广州地铁设计研究院股份有限公司独立完成理论研究、设备研制和推动实施,经过近十年的开发和应用,已经在广东省内广州市、佛山市、湖南省长沙市等地多条城市轨道交通、63个建设工程中实现了科技成果转化。城市轨道交通工程智能监测成套装备与系统应用于广东省广州地铁、佛山地铁、长沙地铁等。 自本项目产业化实施以来,截至目前该项目技术成果所涉合同新增数量为63个,所涉合同销售额共计36690.68万元,为本专利权人新增利润4402.88万元,为国家新增税收3126.05万元,经济效益险显著。 据中国城市轨道交通协会披露信息,截止2021年年底,全国共有50个城市开通运营城市轨道交通线路283条,运营线路总长度达9206.8公里;截至2021年底,全国共有 67个城市的城轨交通线网规划获批,其中城轨交通线网建设规划在实施的城市共计 56 个,在实施的建设规划线路总长达 6988.3 公里。 本项目经实际应用可以降低现场监测人员投入、并减少了运营巡检人员的日常维护工作量;监测人员只需在办公室查阅自动传回的数据,以数据变化判断结构的相关变形;智能监测成套装备监测的实时监测功能,是人工监测无法做到的。 软件平台对成果标准化管理,减少内业人员投入。经验证城市轨道交通工程智能监测成套装备是轨道交通中监测场地影响、设备故障率高、人员投入大、软件设备成本高等难题的一体化解决方案,具有很好的市场前景及需求。

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