2003—2010年度,总院科技创新工作硕果累累,共取得各类成果438项,其中省部级以上科技进步奖42项、省部级以上优秀设计奖51项、省部级以上优秀工程勘察奖53项、优秀工程咨询成果奖36项、获得知识产权41项、编制完成规范标准30项,撰写科技论文770余篇。尤其是近两年来,在获奖数量和获奖级别上均取得大幅提高。国家体育馆工程设计技术、国家体育场(鸟巢)精密施工测量、奥运村工程设计技术、国家大剧院施工测量技术等分别获得全国优秀工程勘察设计金奖2项、银奖1项、铜奖2项,取得了荣获五项国家级优秀工程勘察设计奖的最好成绩;“广州地铁二号线节能、环保和安全技术集成与应用”和“特大异型工程精密测量与重构技术研究及应用”获国家科学技术进步二等奖,实现了总院获得国家科学技术进步奖“零”的突破。同时,承担并顺利完成了国家“十一五”科技支撑重点项目“新型城市轨道交通技术”的研究。在城市轨道交通设计咨询领域继续保持全国领先地位。
技术创新,为总院快速发展提供强劲动力
重点研究项目引领城市轨道交通领域技术发展
自2007年开始,总院作为牵头单位参与了国家“十一五”科技支撑计划重点项目“新型城市轨道交通技术”的立项、组织、实施管理及研究工作,并由施仲衡院士和黄卫院士领衔开展了课题的研究工作。该课题高屋建瓴,总结了我国城市轨道交通规划、建设、运营的经验教训,提出了我国城市轨道交通的发展机制和创新技术体系、可持续发展的系列政策建议和以城市轨道交通为骨干的综合交通系统体系规划方法等重要成果,对指导城市轨道交通技术发展和创新方向具有重要的意义。通过该课题的研究,推动了总院在城市轨道交通领域的技术创新,进一步提升了总院在行业中的地位。
研究形成城市轨道交通网络化建设和运营管理的系列技术
随着城市轨道交通网络化建设与运营时代的到来,总院适时开展了系列课题研究,以城市轨道交通资源共享为核心,以资源整合、管理高效、统筹指挥、可持续发展为目标,基于网络化建设与运营,对线路功能及定位、车辆综合基地、控制中心、通信信号、供电系统以及运营信息等方面进行研究,提出一系列实现轨道交通资源共享的规划理论和技术措施。这些研究成果指导了北京轨道交通新线规划,是实现北京地铁2015年建设规划项目资源共享的技术基础。同时,本项目的成果也广泛应用于天津、郑州、无锡、武汉、深圳、杭州等城市。
城市轨道交通机电设备系统综合技术保持行业领先地位
围绕安全、节能、环保、网络化等城市轨道交通行业的发展主题,在机电设备系统方面完成了多项前瞻性关键技术创新,引领了工程领域的时代潮流。研发了“新型地铁通风空调多功能集成系统”、“地下车站空气——水通风空调系统”、AFC多线路共用中心系统技术、综合监控技术、集中式的轨道交通网络指挥中心技术、钢铝复合轨、1500V接触轨等多项设备系统关键技术。通过技术创新,掌握了大量最前沿技术,专业设置更全,技术力量更强,在国内城市轨道交通机电设备系统设计行业中,竞争力稳步提升,并一直保持着行业领先地位。
研究并在国内独家掌握了环保型高架线U型梁设计施工技术,整体达到国际先进水平
为实现城市轨道交通的健康发展,改善高架线路的环保和城市景观水平,适时开展了“更环保、系统集成质量更高的城市轨道交通高架系统”研发。通过对U型梁建筑外形及限界研究、结构计算理论研究、桥上设备系统整合、阻隔轮轨噪音模拟分析、配套专利产品研发、桥梁预制施工工艺以及U型梁系统经济性等多方位、全系列的研究,使得总院在国内独家掌握了环保型高架线U形梁设计施工成套技术,整体达到国际先进水平,并取得了一项发明专利和两项实用新型专利。该成果已成功应用于南京地铁二号线、重庆地铁一号线、北京地铁14号线等工程。其中南京地铁二号线已于今年下半年通车运营,减振降噪效果良好,得到了业界专家和业主的一致肯定。U型梁系统综合技术的应用,将带动我国城市轨道交通高架敷设方式的健康发展。
首创了城市轨道交通既有线不停运情况下的全面升级改造成套技术
作为北京地铁1号线、2号线的设计单位,2005年总院承担了1、2号线的车辆和设备消隐改造项目。面对改造期间地铁列车不停运、维持车站规模、保持服务水平不降低等诸多特殊难题的挑战,系统开展了技术创新,攻克了一系列技术难题,如各系统不停运改造技术及时空协调技术、应急预案安全保障技术、施工筹划技术、增设扶梯技术等,取得了地铁既有线改造成套综合技术的突破。改造工程的顺利完成,是国内外城市轨道交通技术改造史上的创举,使总院的技术实力得到凸显,在行业内处于领先水平,也为我院在今后国内既有线改造的潜在市场赢得了先机。
全面掌握新型系统制式的城市轨道交通设计技术
近年来,通过总院科技经费支持等方式,跟踪新型城市轨道交通技术的发展,进行了多种交通制式的系统研究,并结合天津滨海开发区、北京西郊线、北京首都机场线和S1线等工程设计,系统地掌握了新型胶轮导轨电车系统、空中客车系统、现代有轨电车系统、APM系统、中低速磁悬浮等系统的设计技术。这些新型交通系统,丰富了国内成熟轨道交通系统的形式,为国内中低运量的交通需求提供了新的解决模式。
落实北京奥运三大理念,掌握绿色建筑技术
北京申奥成功给总院带来了大好机遇。全院科技人员紧抓机遇、积极投身于奥运工程的咨询、岩土勘察、工程测量和设计工作中,在奥运村、国家体育馆、奥运支线、“鸟巢”、森林公园、奥运临设等等项目中结合勘察设计,开展了一系列专项技术攻关和创新活动,如:国家体育馆新材料新技术应用研究获得北京市科技进步奖和国家发明专利,奥运村绿色建筑技术获得了“中国土木工程詹天佑大奖优秀住宅小区金奖”,并取得了国际知名绿色建筑认证LEED体系的金级标准。踏着时代的节拍,总院以设计作品实践了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念,较好地掌握了绿色建筑设计技术这一时代主旋律。当前,正在开展“绿色高架车站设计攻关”。
形成了以城市轨道交通技术为纽带的建筑技术系列拳头产品
依托在城市轨道交通领域得天独厚的优势,在相关领域开展了多项技术创新和开发工作,完成了北京地铁八王坟车辆段、深圳竹子林车辆段、南京大学城车辆段、上海11号线嘉定停车场、北京9号线郭公庄车辆段等上盖开发项目;完成了北京市轨道交通路网指挥中心,以及杭州、武汉、天津、重庆等地铁指挥中心;完成了深圳、北京等多项交通枢纽工程,形成了车辆段上盖开发技术、轨道交通指挥中心、轨道交通沿线开发、地下空间开发、交通枢纽等建筑技术系列拳头产品,大大提高了总院轨道交通与相关建筑领域的优势和知名度。
与城市轨道交通相关市政工程技术优势明显
随着地铁建设和运营里程的增加,总院顺势开展了管线穿越地铁运营线的地铁防护设计技术和安全评估技术研究,逐步形成了地铁设施保护与安全评估等成套技术,为保证地铁的运营安全、城市建设的有序开展和地下空间的合理利用起到了技术支撑的作用。城市快速公交BRT与城市轨道交通有极大的技术关联性,总院利用技术和人才优势率先开展了BRT设计技术的研究,并形成了系列设计技术标准,从而开拓了国内多个城市的BRT设计市场,打出了知名度。
城市轨道交通前期规划咨询技术全国领先
作为国内首家城市轨道交通规划设计单位,总院开创性地提出了城市轨道交通线网规划理论和方法。近年来,中国地铁咨询公司积极推进规划设计理论体系的创新,形成了城市轨道交通线网规划、建设规划、轨道交通沿线土地利用规划、交通衔接规划、快速公交网络规划等拳头产品,研究提出了用地控制性规划、交通衔接规划等理论及规划方法,建立了线网评价体系、轨道交通建设项目后评价理论体系等。同时也取得了北京轨道交通郊区线技术发展策略研究、轨道交通网络换乘节点综合研究等可喜的前期咨询成果。目前,中国地铁咨询公司还承担着北京市轨道交通建设规划修编的任务,在全国所有正在编制或修编轨道交通建设规划的城市,由总院或中国地铁咨询公司担任主编单位的占50%以上。
总院承担了国内第一个城市轨道交通线网规划和工程可行性研究报告,这之后又完成了国内外14个城市30多条线路的前期研究工作,从而使总院在全国轨道交通市场的占有率将近30%,远高于其他竞争对手。同时,总院作为国家发改委委托的3家城市轨道交通评估咨询机构之一,近年来高质量地完成了32项可研评估任务,得到了国家发改委、地方政府和各被评估单位的充分肯定和好评。
勘察、测绘、测试技术全面提升
在勘察、测绘、测试技术领域,勘测院多年来一直坚持以创新带动技术发展、以技术发展带动生产提高的策略。在各项措施的保证下,各专业的新技术、新方法层出不穷。
勘察专业通过开展特殊岩土指标试验方法研究、复杂地层钻探技术、复杂水文地质条件下水文地质试验方法研究,以及不良地质、特殊性岩土特性的研究和微动探测技术的引用,巩固了国内地铁勘察的领先地位,全面提升了行业内的地位;通过刚性桩复合地基机理研究、软土地基加固研究、复杂地质条件下深大基坑支护和地下水控制技术研究,为岩土工程设计、施工提供了理论基础和技术保证,为集团施工工艺标准和《建筑施工手册》的编写提供了全面的技术支持。同时,先后拓展了地铁勘察咨询和监理、地质灾害评估、地质环境治理、山区地质等新领域。圆满完成了济南地铁建设泉水影响评价、地铁亦庄线全线降水设计与施工、大华电影院改建岩土设计,以及安哥拉、越南等重大项目。
测绘专业形成了包括高精度联系测量、地下控制测量、贯通测量等的地铁工程施工控制测量综合技术,以及城市轨道交通专用的精密工程控制网测量技术、整体道床轨道铺轨精密测量技术、设备安装精密测量技术,引进了卫星导航GPS定位系统、智能化全站仪(测量机器人)、电子水准仪、激光投点仪、自动陀螺仪及三维激光扫描仪等高精端仪器;自主研发完成了“地铁工程测量信息化管理平台”和“测量仪器自动化采集数据及处理系统”。并通过对超精密工程的控制测量、放样测量以及大跨度、异形结构的三维空间放样技术的研究,完成了国家大剧院、国家体育场(鸟巢)具有超高精度要求、异形结构多、放样精度高、施测难度大的代表性工程项目。
测试专业通过开展城市轨道交通工程建设安全监测的研究和实践,建立并掌握了包括监测、巡视、视频监控、信息管理平台、预警及响应等多手段、全过程监控管理技术。自主研发了基于计算机网络技术、GIS技术、传感器技术、无线传输技术集成的远程自动化监测系统、轨道交通土建施工监测信息管理系统。研发了设施差异沉降进行自动监测的变位计、地铁隧道顶升的自动化监测与同步顶升联动系统。在国内首次引入并改进了工业测量领域两台测量机器人前方交汇技术,进行高精度非接触测量。拓展了基于测量机器人的监测技术;基于静力水准仪、梁式倾斜仪进行远程自动化沉降监测的技术。并引进先进的自平衡试桩技术进行超大吨位桩基检测,以及探地雷达技术进行地下空洞、管线探测和公路路基质量检测。
地铁工程建设安全风险控制及信息化管理技术创新达到国际先进水平
鉴于全国地铁大规模、快速建设所面临的建设安全问题日趋严重,总院于2004年前瞻性地开展了地铁工程建设安全风险控制技术的开发和研究工作,承担了广州地铁安全风险管理项目,这是国内首次全面系统的开展轨道交通工程安全风险管理工作。2007年成立了国内首个专业安全风险管理合资公司北京安捷工程咨询有限公司。安捷公司成立以来,始终致力于以科技研发为先导,面向城市轨道交通及其相关行业的安全风险管控、信息平台研发推广等高端领域和潜在市场,开展知识密集型和专家顾问式的工程咨询服务,立足技术创新和科研推动技术进步,不断促进公司业务发展。
最早承接的广州地铁安全风险管理项目的成功完成,在全国地铁工程安全风险管理领域开了先河,其中多项技术和管理成果均为国内首创,为后续市场开拓奠定了基础。先后承担了“北京地铁工程安全风险管控及信息化管理平台的研究与应用”、北京地铁工程施工安全风险监控总体管理和明挖法工程风险管理咨询业务、北京地铁新线建设穿越周边环境设施的安全性验算评估等项目,形成了规范化、系统化、信息化和可操作的地铁建设安全风险控制技术、管理机制、体制和信息化管理系统的研究成果,大大推进公司的技术进步及科技发展,也提高了行业影响力。同时将公司的研究成果上升为《城市轨道交通工程安全质量管理条例》、《地下工程及地铁风险管理规范》等政策法规及技术规范,进一步巩固了行业地位。总院在安全风险管理领域的创新,促进了全行业安全风险管理水平的提高。
全方位加强技术管理,努力营造技术创新良好氛围持续改进科技创新体系,健全管理办法
推进科技创新,规范技术创新管理,营造良好的技术创新环境和激励机制,实施制度化、规范化管理。例如以鼓励争取总院外部立项、多出成果、项目创优、节约经费、成果转化为管理理念,修订《技术创新项目管理办法》,补充《总院科技创优奖励办法》、《总院知识产权保护办法》和《外部项目创新基金管理》等制度。
全面开展技术创新,提升行业地位、确保设计质量和效率
几年来坚持在不同层面开展科技创新工作,努力扩大科技创新工作的覆盖面,力争在扩大行业影响、支持技术发展、做好项目服务、提高工作质量和效率等多方面发挥作用。积极申请国家及相关部委资金支持项目,以研究行业前沿技术、理论、规范、技术发展战略、规划研究为重点,促进总院保持引领行业发展的地位;积极争取省市各级政府部门资金支持项目,为政府科学决策提供技术支持;大量承担各业主单位支持的项目,依托工程设计解决工程难题,以创新提升工程技术水平。
努力开展基础技术建设,为实现设计研究工作的标准化、程序化、信息化以及市场化,进行了大量的基础研究和工程项目技术总结。
加大科技创新投入,重视知识产权的保护和转化
几年来总院不断加大科技经费投入,从占产值的1%提高到2%。还积极鼓励技术人员争取国家各有关部委、省市政府、业主单位的科研项目支持。近五年来,共投入科技经费超过3000多万元,获得外部科研经费2400多万元。充足的经费为技术创新工作的开展提供了有力的资金保障,形成了一大批自主研发的技术和产品,拥有高架线环保型U梁系统、地下工程专业的多种工法、轨道系列产品、不同地区气候条件的通风系统新技术、地下综合管廊等专利技术,为提升行业地位和市场竞争力发挥了重要作用。总院十分重视创新成果知识产权的保护,多项技术实现了知识产权转让。
持续改进技术质量控制,不断提高设计质量
近年来,总院始终坚持把技术质量建设作为一项基础性、长远性、全局性的大事紧抓不放,勘察设计咨询工作质量有了长足的进步,保持了良好的发展态势。全院质量意识明显增强,贯标工作深入扎实,制度机制日益健全,管理手段逐步改善,常态性监察督导全面落实,质量建设已经逐步走上了一条科学化、制度化、规范化发展的道路。目前技术质量管理工作正常有序,与总院全面建设发展协调同步,得到了业主和使用单位的充分肯定和高度认可。
适应生产形势,落实质量意识,管理持续改进
根据在不同阶段面临的形势,技术质量管理始终坚持完善体系、严控勤查、加强服务、完善程序的原则,建立了特有的设计文件交付放行检查制度、季度检查和图纸抽查制度、合作设计管理制度、施工配合日志制度、应急处理制度。勘测院建立了重大技术质量预防与控制措施、技术质量事故处罚办法、外埠技术质量管理、定期质量大检查制度等多项质量保障措施。
2009年,为适应生产形势,落实技术质量安全责任,实行了“总院+专业院+项目管理”的技术质量管理模式。通过技术质量职责分解,加强了各专业院尤其是各项目技术质量管理的力度。
加强了技术系统专家现场指导和服务工作,增加了对项目技术协调指导的“快速通道”和“技术方案把控前移现场服务”形式,充分发挥总院资源优势,多层面、多渠道地加强技术方案把控和质量监控,实现了技术系统和项目的直接对接,提高了产品质量保障力度。
加强技术基础建设和资源积累,提高设计质量和效率
从2005年起开展了技术基础建设工作,逐步建立了“总院技术基础建设体系框架”,系统开展了包括通用图、通用模板、图库、设计经验及设计要点等各类成果的编制工作,并将标准化工作与生产组织充分结合。五年来共完成327项,并逐年加大了工程设计的标准化程度,起到了统一设计做法、提高生产效率、保证设计质量的作用。
完善技术质量管理手段,向信息化管理要效率
为进一步提高技术管理工作的效率,2007年开展了网络化技术管理平台建设工作,在基础管理平台上相继开发了项目管理平台和技术管理平台。通过信息化建设提高了管理的有效性、可追溯性和及时性,逐步实现了技术资源的积累和共享。同时,技术管理信息化建设也满足了对外埠分院的技术管理和服务的及时、动态和高效。
科技进步促进总院发展和行业地位提升
通过开展行业学术活动,扩大影响,提升行业地位
总院是中国土木学会城市轨道交通技术推广委员会和中国建筑业协会深基础施工分会的挂靠单位,已成功主办了十八届地铁学术交流会、四届城市轨道交通关键技术论坛和六届海峡两岸岩土工程研讨会。
积极承担行业标准规范的编制工作。截止目前,共承担和参与国家和地方规范标准编制工作58项,完成30项。其中包括《地铁设计规范》、《城市轨道交通工程项目建设标准》、《城市轨道交通岩土工程勘察规范》、《城市轨道交通工程测量规范》、《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》等;还积极参与了国家重要政策和规定的制定工作,其中包括国家轨道交通安全管理政策、安全风险管理条例、安全风险管理指南、地下工程抗震审查要点等;主办了《都市快轨交通》杂志,是《中国城市轨道交通网》的承办单位。为行业发展做出了积极贡献,提升了总院的行业地位。
依托院士专家工作室,促进科技创新和总院发展
为给院士、专家创造更好的技术创新环境,2009年总院成立了院士专家工作室,立足于轨道交通行业和总院技术发展。集团在院士专家工作室还设立了博士后工作站的分站,负责培养城市轨道交通骨干研究人员和承担重大研究项目工作,目前实施效果明显。院士专家工作室作为总院及行业内的高端研究及人才培养机构,今后还将进一步加大城市轨道交通政策和重点研究方向的研究力度。
科技创新带动业务扩展,争取政府政策支持
在发展勘察设计主业的同时,积极发挥技术和人才优势,结合行业发展的需求,先后成立了中国地铁工程咨询有限公司、北京安捷工程咨询有限公司、北京城建信捷轨道交通工程咨询有限公司等。这些专业公司的成立增强了总院的综合实力。
随着近三年来技术创新项目的投入逐年增加,科技成果及成果转化大比例增加,企业持续自主创新的能力不断增强。依托总院在科技创新和转化方面的实力,我们努力争取政府政策的支持,总院已经申请北京市高新技术企业认证。北京市政府对高新技术企业将给予税收减免、人才引进等多方面优厚的政策扶持,总院也将继续加大技术创新的投入。
北京城建集团有限责任公司
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