针对轨道交通列车、线路和桥梁服役状态检测/监测相互独立、协同评价滞后等导致系统性故障辨识难、服役状态评价实时性差、车-线-桥系统协同维护难等问题。上海工程技术大学机械与汽车工程学院方宇教授团队协同学校城市轨道交通学院、同济大学、上海申通地铁集团有限公司、中铁上海设计院集团有限公司等单位,在国家自然科学基金等重大项目支持下完成科技创新成果《面向轨道交通车-线-桥系统服役状态的检测/监测关键技术与应用》,荣获上海市科学技术奖二等奖。

负责人介绍:
团队负责人方宇,入选上海市东方英才计划,现为上海工程技术大学机械与汽车工程学院院长,上海工程技术大学康复装备技术创新中心主任,兼任上海市机械工程学会常务理事、上海市技术转移协会理事。长期从事智能装备与精密检测领域的教育数学、科学研究与工程实践,近年来获得国家级教学成果二等奖1项、上海市教学成果特等奖1项、一等奖1项、二等奖2项。主持国家自然科学基金项目、上海市自然科学基金项目、企业委托重大横向课题等20余项,累计到账科研经费1000余万元,以第一完成人获2024年上海市科技进步二等奖、第十一届中国技术市场协会金桥奖——突出贡献个人奖。在IEEE Transactions等高水平期刊上发表论文50余篇,授权发明专利20余项。

获奖成果发表学术论文45篇,授权发明专利23项。研究成果在上海轨道交通市域嘉闵线工程设计、安徽省太平湖特大桥主桥健康监测等重大项目中应用,取得了4.06亿元的经济效益。

创新成果一:建立了基于空间的车-线-桥耦合动力学分析方法
揭示了列车、线路和桥梁的耦合动力响应特性,探明了复杂因素下桥梁变形与轨道几何不平顺的映射关系,实现了列车、线路和桥梁耦合动力响应精细化计算,解决了复杂线路条件下轨道交通车-线-桥系统服役状态精确刻画的难题。

车-线-梁耦合动力学分析方法

复杂环境下桥梁变形与轨道几何不平顺映射关系
创新成果二:形成了车-线-桥耦合系统服役性能检测/监测技术体系
研究了振动-噪声-图像融合的轮轨状态监测与安全预警技术,发明了轮轨短波不平顺检测方法,轮轨力检测精度超过85%;基于线-桥一体多源数据监测技术,实现了100%的索力检测,解决了系统服役性能评估多源数据的协同获取难题。

列车在线监测及安全预警
创新成果三:开发了车-线-桥服役状态智能监测平台
建立了多维颗粒度的服役状态评价指标矩阵,形成基于多源数据融合的系统服役状态评价体系,实现了车-线-桥服役状态的智能辨识、综合评价与安全预警,解决了轨道交通系统服役状态评价过程指标维度低、协同评价难等难题。

列车-线路-桥梁服役状态智能监测平台
经教育部科技查新工作站咨询与成果评价:研究成果在车-线-桥系统服役性能检测/监测技术方面达到国际领先水平,有效提升了轨道交通安全运营保障能力,促进了轨道交通高质量发展,具有显著的经济效益和社会效益。

