开展重载铁路桥梁和路基实时监测与强化技术研究，完成桥梁静动力性能检测方法、基于多层束界法的安全评估和预警方法研究，广域网络化无线监测平台开发。

1、无砟轨道结构防水减振结构。在无砟轨道基座板底部与基床表层/桥面板顶面之间，全宽铺设防水联接层和缓冲保护层。本发明利用全断面铺设的联接层与缓冲保护层实现全面立体防水与整体性，利用特种改性增强剂调整沥青混凝土防护层的动态模量、阻尼特性与变形适应能力实现刚度匹配与缓冲减振功能，利用特种改性增强剂增强沥青混凝土的荷载扩散能力、疲劳耐久性与抗水损害能力，有效解决现有高速铁路无砟轨道路基防水层过早破坏失效与层间唧浆、脱空甚至冻胀等问题，提高轨道下部基础结构的整体性、平顺性、均匀性和长期稳定性，为无砟轨道板提供良好的稳定支撑，以延长轨道板的疲劳寿命，是一种长效的防护方案。 2、一种新型的铁路基床表层结构。适用于高速铁路或客运专线路基基床表层，在无砟轨道结构支承层与基床底层之间铺设，所述结构由上至下包括沥青碎石排水层、粘结层、全断面密实沥青混凝土防水抗冻层。利用沥青碎石排水层的大空隙性与良好渗透性将降水快速排出线下直接动力作用范围，再利用具有一定横坡度的密实沥青混凝土将沿沥青碎石层空隙下渗的水从沥青混凝土层表面横向排出路基范围，为基床底层提供良好的抗冻保护，有效解决无砟轨道路基表面积水、水泥混凝土防水层过早破坏失效与级配碎石基床翻浆冒泥破坏路基稳定性等问题，提高轨下基础结构排水性能和长期稳定性，是理想长效的铁路基床表层设计方案。

该成果基于快速组网的轨道交通建设的工程背景，从能量的角度来研究结构地震反应和损伤水平，采用多种软件平台建立轨道交通列车-无砟轨道-大跨斜拉桥系统计算模型，进行大量计算，分析断层地震效应对轨道交通桥梁系统动力响应及桥梁服役性能的影响。提出了适合高轨道交通桥梁隔震支座的计算方法，并给出定量化的计算公式。将数值分析与既有试验研究相验证对比，评估灾后桥梁服役性能与行车安全性之间的关系。

成果描述：一种测定静载下铁路地基土体变形状态荷载阈值的方法，其操作步骤为:在刚性边壁构成的模型箱内构筑填土模型，通过圆形刚性加载板对填土模型按极限承载力的不同比例系数λi分级施加静载；通过位移传感器测量并计算加载过程中不同时刻t土体的塑性变形速率vi(t)，并取其有效数据点，按负幂函数v(t)=At-α拟合；得到荷载比例系数λi对应的幂指数αi值，并对其按三次多项式拟合得到α~λ曲线，以α~λ曲线的两个曲率极大值点的λΙ和λII对应的荷载pΙ=λΙσf和pII=λIIσf作为土体变形状态的荷载阈值。pΙ和pII能分别为高速铁路无砟/有砟轨道路基设计与优化、变形状态评价与整治原则提供试验依据。该方法具有试验时间较短、判别准则明确的特点，得到的荷载阈值更准确、可靠。市场前景分析：轨道交通基础设施建设领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。

一种测定静载下铁路地基土体变形状态荷载阈值的方法，其操作步骤为:在刚性边壁构成的模型箱内构筑填土模型，通过圆形刚性加载板对填土模型按极限承载力的不同比例系数λi分级施加静载；通过位移传感器测量并计算加载过程中不同时刻t土体的塑性变形速率vi(t)，并取其有效数据点，按负幂函数v(t)=At-α拟合；得到荷载比例系数λi对应的幂指数αi值，并对其按三次多项式拟合得到α~λ曲线，以α~λ曲线的两个曲率极大值点的λΙ和λII对应的荷载pΙ=λΙσf和pII=λIIσf作为土体变形状态的荷载阈值。pΙ和pII能分别为高速铁路无砟/有砟轨道路基设计与优化、变形状态评价与整治原则提供试验依据。该方法具有试验时间较短、判别准则明确的特点，得到的荷载阈值更准确、可靠。

北京交通大学（前沿）高速铁路设备设施服役状态智能感知与态势分析研究项目竞争性磋商

高速电机直驱的单级高速离心鼓风机由高速电机、单级离心鼓风机以及测控系统等附件组成。叶轮采用三元流动技术设计，通过高速电机变转速调节，鼓风机可以工作在40%-100%的流量范围，整机效率达到85%以上。 高速电机采用空气轴承，其极限速度相对于传统轴承大为提高，突破了以往高速电机设计的瓶颈，从而使得本产品同时具有大功率和高转速的特点；由于空气轴承采用的是气体润滑方式，轴承发热量很小，旋转阻力很低，使得本产品的效率相对于传统高速电机大为提高，同时又不产生滑油的二次污染，更适合于某些特定工作环境。 该技术具有完全自主知识产权，在国内外同类技术中具领先地位。 产品特点：空气轴承高速电机转速超过3万转；鼓风机采用先进的三元流理论设计，效率高，节能效果显著，比普通低速压气机节能30%以上；通过调节高速电机转速，流量调节范围可低至40%；体积大大减小，可大大减少占地面积，方便替换老式、低效的鼓风机；低运行费用、低成本。 应用领域：中央空调用压缩机、污水处理用曝气风机、热电厂烟尘的脱硫处理、钢铁厂的鼓风供氧、水泥厂的送料供气等，可替代如螺杆压缩机、罗茨鼓风机、多级低速离心鼓风机等低效率的压缩机、鼓风机。 主要性能指标：1. 供气流量为50-500立方米/分钟；2. 压升为0.4-1.5bar；压气机整级效率达85%以上。

高速永磁电机无需借助维护困难、体积庞大的齿轮增速箱即可同轴连接至风机、压缩机、真空泵、透平膨胀机、燃气轮机等高速负载或原动机，提高了系统的可靠性、降低了维护成本，并可实现无油驱动。 东南大学电气工程学院课题组紧紧把握这一契机，在高速永磁电机的电磁设计、温升分析与冷却设计、转子结构分析等方面做了深入的研究工作。设计并应用了36000转/75kW, 24000转/140kW, 18000转/300kW工业鼓风机/空压机用高速永磁同步电机。

铁路勘测设计一体化、智能化是系统地研究和建立以数字化信息为基础，以计算机应用技术拉通勘测设计全过程为主要特征的新的生产作业模式。所以，该系统应将使用各种勘察手段所采集的铁路线路及其相关的地形、地理、地质、水文等资料加工成数字化信息，通过接口界面进行信息处理并传输到工程数据库中。先进的计算机网络必须覆盖各专业CAD终端，各专业在集成化设计环境中共享工程数据的信息，完成本专业设计，同时输出数字化和可视化的设计成果，供后序专业应用。设计完成后，全部CAD设计电子文件通过网络直接归档，从而实现铁路勘测设计一体化。随着各专业设计专家系统的建成与不断完善，再实现勘测设计智能化。在一体化新的作业模式下，勘测设计的全过程可以理解为对一般数字化信息流的采集、加工和扩充的过程。外业的勘测和勘探资料是这股数字化信息流的源头，各专业的设计工作是对信息流的加工和扩充。最终完成的数字化信息就是设计成果和归档资料。设计与管理所面向的不再是原来的书面资料和图纸，而是在工程数据库统一管理下，在网络的终端上有序受控流动的数字化信息流。所以，实现勘测设计一体化的过程就是从以非数字化为基础的现有作业模式向以数字化为基础的新的作业模式转化的过程。实现这一转化需要建立新的勘测设计流程，研究解决新模式带来的一系列技术层面和管理层面的关键问题。 1)勘测设计资料数字化是新的生产作业模式的基础，只有后道工序需用计算机处理的资料是数字化的资料，才能保证整个设计过程形成数字化的信息流。这就需要外业勘测时尽量利用各种测量仪器的数字化功能，使第一手资料即是数字化的形式，同时资料整理必须利用计算机来完成，才能获得满足内业设计要求的数字化勘测成果。为了实现外业数字化勘测，重点应研究以下问题：充分开发利用航测、全站仪及各种遥感设备的数字化功能；研究既有地图如何实现高精度、高清晰度扫描数字化处理；开发在勘测现场的铁路线路初步设计方案比选系统，改变外业队的作业方式，建立与数字化勘测相适应的装备水平、劳动组织、作业内容和管理制度。 2)建立工程数据库是新的生产作业模式的核心，新模式与原有模式的重大区别之一就是外业与内业之间、各专业这间需要共享的数据都要通过数据进行存取，所有的设计成果都由数据进行保存与管理。所以，如何开发一个符合铁路勘测设计行业特点、功能强大的工程数据库管理系统是本项目研究的一个重点。为此，需要研究与解决以下关键技术问题：做好标准化工作，制定铁路勘测设计一体化数据格式标准，规定每个专业的哪些数据需要进；如何处理非结构化数据；如何制定适应铁路勘测设计特点的数据结构。 3)建立铁路勘测设计集成化设计环境是新的生产作业模式的关键，新模式与原有模式的重大区别之一，就是全部内业设计均在集成化设计环境中进行。设计集成化环境是以计算机网络为平台，工程数据为核心，设计流程管理为主线，各专业设计软件与程序数据库接口为主要内容的计算机集成应用体系。为此，需要研究与解决以下关键技术头题：建设技术先进的计算机网络系统；研究出一种适应各种软件和各种数据需求的专业设计软件与工程数据库的接口方案；开发设计流程管理系统，保证整个设计在受控，有序的条件下进行。从而实现完全消除专业间书面资料的往来传动，每个设计人员在自己的计算机站点上就可完成设计和前后工各种间的信息交换。 4)建成计算机档案管理系统是新的生产作业模式的重要内容，新模式与原有模式的重大区别之一，就是全部电子设计文件采用光盘存储并由计算机管理。计算机档案管理可实现在网络环境下直接检索、查询、浏览和下载电子档案文件，并为电子设计文件重复利用提供了极大的方便。为此，需要研究与解决以下关键技术问题。正确处理管理型软件与管理方式之间的关系，就是说，所编的档案管理软件应满足行业的需要，适应各设计院在档案管理上存在种种差别的实际情况，而不是让各设计院改变档案管理方式来适应所编的软件；能浏览各种格式的电子文件，使软件具有良好的实用性。 5)采用人工智能技术是实现铁路勘测设计智能化的主要途径。传统CAD技术的特点是辅助设计人员进行计算与绘图，没有智能功能。总结国内外经验后，我们认为，以专家系统、智能CAD为主要内容的人工智能技术在铁路设计中的应用是实现铁路勘测设计智能化的主要途径。铁路选线是带全局性的非常错综复杂的设计问题，一直以人工以验为主进行设计，只能对有限的方案进行研究，设计周期长，推荐方案往往不是最优的。所以，必须要研究铁路新线设计智能CAD系统，以提高设计质量。采用综合地质勘探方法来解决特定的工程地质问题被证明是行这有效的。由于综合地质勘探模式有几十种，采用哪一种模式来解决某一个具体工程地质问题往往是很复杂的、模糊的。采用的模式不适合，就不能有效地解决问题，所以要研究铁路地质综合勘探方法专家决策支持系统，以显著提高地质工作质量

软土在我国有广泛的分布，为保证列车的高速、平稳运行，高速铁路对路基的沉降 变形控制要求很严，然而由于没有成熟可靠的软土路基沉降计算理论，致使目前我国已 修建运营的多条高速铁路软土路基出现沉降变形过大的情况，严重威胁到高速铁路的运 营安全。 本课题组近年来结合铁道部“CFG 桩复合地基沉降计算理论和设计方法”、“低矮路 堤复合地基沉降变形规律和设计方法”和 863 计划项目“高频重载条件下铁路路基不均 匀沉降设计理论和方法”等多项课题，对软土路基沉降计算理论开展了较为深入的研究， 在软土地基、路基本体及列车动荷载作用下沉降变形规律研究基础上，提出了一套较为 系统的软土路基沉降计算方法，尤其是对高速铁路无砟轨道路基广泛采用的桩网结构、 桩筏结构，建立了基于 Mindlin-Boussinesq 联合应力的沉降计算方法；针对列车动荷载 长期作用下易产生过大附加变形的软土地基低矮路堤，提出了可考虑高循环动荷载次数 的动力隐式与静力蠕变相结合的长期变形计算方法。 研究成果在多条高速铁路建设中得到应用。