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北交大为青藏铁路安装顺风耳和千里眼

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来源: 作者: 2019-05-17 02:18:44

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截至2006年6月,北京交通大学共承担青藏铁路项目近40项,合同金额达2800余万元。涉及青藏铁路众多重要建设项目如信息化、高原冻土施工及生态保护、青藏线无线移动通信及测控技术、高原铁路运营组织等,取得了服务青藏铁路的多项科研成果———

青藏铁路建设面临高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱3大世界性困难。这项被国际社会称为“可与长城媲美的伟大工程”如何建设?建设后如何运营管理?这需要在建设早期就进行运能资源配置及运营时运输组织和经营管理的研究。这项任务落在了北京交通大学交通运输学院杨浩教授及其团队肩上。

交通运输学院是义不容辞的。因为该院是这所有110年历史的高校成立最早的学院之一,其交通运输规划与管理学科是该领域全国3个重点学科之一,而铁路运输组织更是路内具优势的学科。

从2002年8月到2003年10月间,杨浩教授带领团队在尚处建设早期的青藏铁路沿线考察调研,分析了高寒地区恶劣的自然环境对青藏铁路建设和运营带来的不利影响;在掌握青藏铁路客货流结构、特点、发展趋势的基础上,综合运用了多种方法,预测出青藏铁路未来年度(至2020年)的客货运量,揭示出客货运量的季节变化及其时空分布特征;较系统地对青藏线的整个运营管理、运输组织进行了前期研究,提供了重要理论基础。今天,青藏铁路采取的就是这一项目确定的开行方案。

专家说,青藏铁路成败的关键在路基,路基成败的关键在解决冻土问题。在路基和冻土这两个研究领域,北京交通大学土建学院曾在俄罗斯留学近十年、专门从事冻土研究的刘建坤教授成为青藏铁路项目第一批聘请的专家之一,他为我国破解冻土难题立下了汗马功劳。

在另一方面,魏庆朝教授及其团队进行的站场路基、加筋路基的监测和研究,时间跨度长,工作强度大。心脏不大好的魏教授坚持上高原的次数已经数不清楚了。项目组所做的对站场路基、冻土地基的沉降变形、水平位移、地温及路基温度、水份变化等实验和监测,获得的观测数据不但为路基沉降变形提供了可靠资料,而且可以对该路段的工后沉降值进行预测,用以验证路基设计的合理性,并为类似路段的路基设计提供根据。2005年初,魏庆朝教授主持了另一个项目———青藏铁路冻土区工程长时间监测系统建设,这个项目和学校电信学院钟章队教授联手,可通过运用GSM-R通讯技术实现监测数据的自动收集、自动传输,大大提高了整条青藏铁路路基的安全系数。

风火山隧道是世界上海拔最高的隧道(轨面标高4905m),也是青藏铁路上的一项重大关键工程。隧道长1338m,全部穿越多年冻土区,技术难度极大。风火山地区严重缺氧,生态极其脆弱,工程施工特别艰巨。经过Guess一季度由盈转亏 中国市场疲软
中铁二十局集团与北京交通大学三年多联合攻关,终于破解了多年冻土隧道施工难题,创造了许多新技术、新方法、新工艺,为优良、高效、安全地建成风火山隧道提供了全过程的、强大的技术支持。该项目综合技术成果经鉴定到达了国际领先水平,被评为2004年度青海省科技进步一等奖,2005年度国家科技进步二等奖。

应用先进技术为青藏铁路保驾

为青藏铁路提供可靠的通讯保证,是确保这条穿越世界屋脊的钢铁巨龙实现真正腾飞的重要环节。青藏铁路长达1142公里。其中,960公里的线路在海拔4000米以上,550公里线路有助缓解和治疗高血压的饮食
建设在多年冻土区,这对通讯络的计划、部署、运营及维护提出了极高的要求。如今运用在青藏铁路上的GSM-R技术,是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台、专门为满足铁路应用而开发的数字式无线通信系统。比起传统的通讯系统,GSM-R系统提供的解决方案拥有许多优势。早在10多年前就跟踪这项技术的钟章队教授带领团队,在2003年年初非典情势最为严峻的时期,日夜奋战,仅用三个多月时间就完成了GSM-R摹拟实验室建和实验的工作。就是在这个实验室,项目组把青藏铁路应用GSM-R的各种情况摹拟演示了出来,从科研角度验证GSM-R能够适应青藏铁路、中国铁路的工程建设要求,符合铁道部要求的“先进、成熟、经济、适用、可靠”等技术引进条件。2004—2005年,钟章队教授和他的团队在青藏线测试段展开了许多创新性工作,成功实施GSM-R青藏铁路实验段项目,使整个青藏铁路的通信工程得以在此基础上全线铺开,使青藏铁路成为中国乃至亚洲第一条使用GSM-R通信信号一体化综合平台的铁路。

如果说,GSM-R是青藏铁路这条高原神龙的顺风耳,那么GPS定位技术的应用,无疑给它安上了千里眼。由于青藏铁路的特殊性,要求在列车控制方面,地面设备越少越好,以防止在高海拔区的不稳定带来控制误差。同时,也尽可能减少地面硬件设施的人力维护工作。采纳GPS的信号系统和无线通信技术,实现对列车的控制和管理,就是基于此考虑的。在将GPS引用到青藏线建设的具体操作过程中,承担着“青藏线列车卫星定位技术与信息传输系统的实验”、“GPS数据处理和验证”项目的蔡伯根教授和他的团队,必须到现场的实际关键点进行验证,以确认测绘数据能否满足列车控制的需要。在项目进行的一年多时间里,蔡教授与团队一起,前后七次沿青藏铁路全线“跑点”。全线45个站内,每个进出站信号机、调车信号机、道岔、安全线绝缘节等总计1017个点,均需人工去验证。轨道车在全线每个千米标、区间通过信号机点前均停车测试,总计约1400个点。每一个点,都需要实地验证,电子地图数据必须与测绘结果完全一致。在蔡伯根提供的日程表上,笔者看到,连续8个工作日,从格尔木到拉萨,蔡伯根团队每天工作10小时以上,有时只休息2—3小时就又开始下一站的工作。

谈及这段经历,蔡伯根说,“尽管我们的工作只是全部工程中很小的一部分,但在青藏铁路这条线上,每个点都有我们的脚印和汗水,不管将来到甚么年龄,回想起来,都是一件很值得自豪的事情。”

依托国家重点实验室:孵化“数字青藏铁路”

作为北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室首席教授的贾利民教授说,青藏铁路建设为科研工作者提供了一个非常大的舞台,也为他实现早在十五年前就提出来的“综合监控中心”这个理念提供了良好机会。一流的高原铁路需要一流的运营管理模式。这就急需一流的技术支持。贾利民教授和他的团队、学生们克服重重困难,终究在青藏线上实现了将铁路运输、调度、组织、行车、安全、监控等11个业务部门信息的全面集成。构成完全具有自主知识产权的统一监控、统一调度指挥中心系统。在国内第一次实现了交通运营、安全保障、应急救援的全过程可视化集中统一管理。

贾利民教授和团队的最终目标是:通过集成铁路基础信息共享与发布、运营过程可视化综合监控与指挥、运营安全综合监控与预警、应急救援指挥决策支持等四大功能,构成青藏铁路综合监控及调度指挥中心系统,实现对青藏铁路运营、安全保障、应急救援的全过程可视化集中统一管理,最终实现青藏铁路运营的精确、高效、安全的全过程数字化管理———“数字青藏铁路”。

截至2006年6月,北京交通大学共承当青藏铁路项目近40项,合同金额达2800余万元。涉及青藏铁路众多重要建设项目如信息化、高原冻土施工及生态保护、青藏线无线移动通讯及测控技术、高原铁路运营组织等。学校主管科技工作的副校长李学伟先后8次赴青藏线,与青藏办、青藏铁路公司、青藏铁路建设指挥部研讨科技攻关等相干工作。数百名师生屡次赶赴青藏线工程现场,克服高原缺氧、跨越重重难关,顽缓解运动后肌肉酸痛的秘诀
强拼搏、刻苦攻关。

据了解,北京交通大学服务青藏铁路的多项科研取得丰硕成果:“青藏铁路运营综合监控中心系统”全面集成青藏铁路运营管理相干的11项业务及安全生产动态信息。形成完全具有自主知识产权的统一监控、统一调度指挥中心系统。在国内第一次实现了交通运营、安全保障、应急救援的全过程可视化集中统一管理;成功实施GSM-R青藏铁路试验段项目,使整个青藏铁路的通信工程顺利全线铺开;与中铁二十局集团联合攻关,破解了多年冻土带风火山隧道施工困难,该项目综合技术成果经鉴定到达了国际领先水平,被评为2004年度青海省科技进步一等奖,2005年度国家科技进步二等奖。与青藏铁路公司合作服务青藏线项目荣获教育部“2006中国高校—大型企业合作科技创新10大案例”奖。

在7月1日中国铁路实现“世界屋脊”铁路开通梦想之际,学校党委书记王建国和副校长李学伟应邀全程参与了“青一号”进藏列车首发仪式,感受了这一伟大工程与梦想的实现。这是团队合作的成功,是科研和建设工程协作的结晶,其中也包含了交大建校110年来秉持“知行”校训、践行“挑战极限、勇创一流”的青藏铁路精神在世界屋脊创造的不朽事迹。

■背景

二○○六年七月一日,中国铁路首创了客运火车穿越“世界屋脊”的历史。青藏铁路———这项被国际社会称为“可与长城媲美的伟大工程”,仅用短短4年多时间即宣布全线贯通。作为一所长期与铁路有着密切关系的高校,北京交通大学充分发挥专业特色和优势,“挑战极限、勇创一流”,从科研和人才培养等多方面为青藏铁路提供了服务。据《光明》

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