第二届中国城市轨道交通科技创新创业大赛西部赛区命题（1-6）

地铁作为快捷、安全、舒适、大运量、低能耗、少污染的城市交通工具，是解决城市交通矛盾的有效手段。通过对近年各个城市多个地铁车站的造价资料分析，发现地铁车站费用约占地铁工程土建费用的35%以上，其投资巨大，是地铁工程造价控制的重点。地下车站不占用地面空间，通常设置在城市中心区域建筑物密集的地下，由于地下车站的工程造价相对高架车站更高，而且地下空间一旦开发形成，就不能再更改，因此地下车站的建设一定要从长远考虑，要有整体规划。地铁车站的通风空调系统的设备用房/风道/风井等需要占用大量的土建面积，如果能够通过地铁车站通风空调系统的方案优化，在不额外增加大量运行能耗的前提下，有效减少设备用房、风道和风井面积，则有利于极大的降低地铁车站建设过程中的土建成本。

该命题需解决的关键问题：

1、结合南宁地区的气候参数、发车对数、人流预测等因素，在对建筑方案进行合理调整的情况下，设计一套具有一定创新性的节地型地铁车站通风空调系统。方案需包含：1）调整前后的建筑方案图纸；2）风平面图、水平面图、系统原理图等通风空调方案图纸；3）详细的设备选型清单；4）能耗模拟预测结果。通过8760小时的模拟预测，给出整个通风空调系统（包含隧道通风系统、轨排通风系统、新风系统，大系统和小系统的冷水机组、空调循环水泵、冷却塔、末端空调箱）的预期全年空调系统能耗及全年综合系统能效；5）与常规方案的经济性对比论证；6）其他需要额外说明的内容。

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虽然通风空调系统的造价仅相当于地铁投资的8%~10%，但根据国内地铁运营期能耗情况来看，运营过程中通风空调能耗却占到40%左右，对于广州、南宁等炎热地区，这一比例甚至高达50%。目前的地铁车站空调方案主要借鉴了地上公共建筑常规空调方案，在实际过程中能够基本满足地铁车站日常运营要求。但是地铁车站建筑相较于常规的地上公共建筑存在以下几大特点：1、列车进出车站引起的活塞风导致的气流扰动和渗风负荷；2、每天高峰时段和非高峰时段人流量变化极大；3、地下建筑围护结构热惰性较大；4、站台和站厅层等公共区域温湿度要求相较于常规民用建筑放宽；5、地铁车站无论是站台还是站厅多为狭长型；6、大（车站公共区）小系统（车站设备房及物管用房）的运行时间不一致等。因此，在目前的常规空调系统方案的基础上，如何结合地铁车站建筑的特点，包括建筑特点、负荷特点、运营特点等，通过进一步的设计创新设计出一套地铁车站专用的（华南地区或者全国通用）地铁车站空调系统方案，达到降低运营期间的车站通风空调系统能耗的目标，对于南宁地区乃至整个城市轨道交通行业有着非常重要的意义。

该命题需解决的关键问题：

1、结合南宁地区的气候参数、发车对数、人流预测等因素，在对建筑方案微调的前提下（如果调整较大，则需要单独从土建方案的角度说明系统设计合理性），设计一套具有一定创新性的高效节能的地铁车站空调系统。方案需包含：1）风平面图、水平面图、系统原理图等方案图纸；2）详细的设备选型清单；3）能耗模拟预测结果。通过8760小时的模拟预测，给出整个空调系统（包含大系统和小系统的冷水机组、空调循环水泵、冷却塔、末端空调箱）的预期全年空调系统能耗及全年综合系统能效；4）与常规方案的经济性对比论证；5）其他需要额外说明的内容。

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地铁工程集合多专业、多工种于一体，具有施工作业点多、施工范围大，专业配合接口多，施工场地密集、系统交叉多等特点。传统的工地管理主要依靠施工管理人员、监理现场监督、巡查等手段，存在死角盲区多、监管不连续、人力投入大、处置与响应效率低等问题。而人工智能具有高效、数据化、可视化、低人员成本等特点。通过人工智能技术在工地管理进行应用，构建“智慧工地”，可使建筑业信息化与工业化有效融合，实现施工各个环节二十四小时监控，实现对人和物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息协同共享、决策科学分析、风险智慧预控等目标，从而尽可能避免施工风险，减少安全事故的发生，进一步提高地铁建设工程中的安全生产水平，同时降低安全监督工作的投入成本。

该命题需解决的关键问题：

1、考虑多因素影响的地铁工地人工智能系统架构设计；

2、工地人员管理的人工智能识别技术；

3、工地安全风险管理的人工智能识别技术；

4、工地质量管理的人工智能识别技术；

5、人机信息交互系统设计。

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目前，国家正大力推进装配化建造技术及应用。国内地铁车站普遍采用传统的现浇建造工艺，车站围护结构与主体结构分离、现浇混凝土结构施工质量控制与工期要求不平衡、内部结构受交叉施工影响大等问题显得格外突出。为积极响应国家政策，在确保工程实施质量前提下，提高施工效率，研究成套地铁车站装配化建造技术将具有非常重要的意义。

该命题需解决的关键问题：

1、  确保防水质量的前提下围护结构与主体结构一体式装配化建造；

2、  车站内部结构装配化建造。

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为进一步提高发现病害、隐患的能力和线路检查（测）工作效率，开展“单轨车指型板自动巡检系统”研究，主要实现单轨线路多项检查指标自动化、智能化检查（测）。系统研发的重点工作包括视觉测量检测技术、单轨车指型板自动巡检系统等。

该命题需解决的关键问题：视觉测量检测技术、单轨车指型板自动巡检系统研究。

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以准确、高效、预警预判、安全运营为目的,开展“轨道交通车辆健康管理及智能运维系统”研究，依托“车地无线传输”、“轨旁在线检测”、“车辆检修管理系统”三个子系统及一个“智能运维系统数据中心”地面综合平台，实现车辆、设备的精益化检修以及对人员的精益化管理。提高运营可靠性，行车安全性以及提高检修效率、检修质量、降低人员投入、减少管理成本，为地铁的安全运营提供保障，逐步实现车辆“状态修”的总体目标。

该命题需解决的关键问题：

“车地无线传输系统”、“轨旁在线检测系统”、“车辆检修管理系统”及“智能运维系统数据中心地面综合平台”建设。