院士话交通

经济发展，交通先行。新阶段，行业对科技创新提出重大需求，迫切需要解决方案。此次大会共有23位两院院士通过报告形式，为行业实现科技自立自强提供创新路径。本刊选取部分院士主要观点，以期为行业发展提供有益参考。

中国工程院院士/何华武

中国高铁目前的研发重点是推进智能化升级

中国在高速铁路工程建造动车组、列车运行控制、牵引供电、运营管理、安全防控等领域取得了一系列创新成果，形成了成套的技术和装备体系，步入国际先进行列，部分领域达到国际领先水平。目前研发的重点是推进高铁向智能化方向升级，以支撑经济和社会更好发展。

在工程制造方面，基于BIM技术推进工程实景建模、协同设计、数字化施工、可视化运作，以及全生命周期的闭环管理。重点突破设施状态感知、分析处理和运维管理等技术，实现铁路工务设施预防性维修、故障诊断预警，主动运维和资产全生命周期管理。在安全保障方面重点突破基于全面感知的基础设施安全检测监测、动车组运行安全自动监控，多源数据高铁、自然灾害及侵限监测，基于GIS和大数据高铁预警反恐等技术，形成全方位一体化的高铁安全保障体系。在行车调度方面，基于每日调度28000余列客货列车运行，重点突破大数据存储与处理平台，复杂运营场景建模与推演，智能调度决策，行车调度指挥等技术，实现高铁线网安全、速度、密度、质量、效益并举的多重目标。

中国工程院院士/傅志寰

铁路发展支撑经济社会高质量发展

中国铁路100多年的发展历程可大致分为蹒跚起步、奋力发展、快速发展和高质量发展四个阶段。从铁路建设看，截至2020年，全国铁路营业里程由1949年底的2.2万公里增加到14.63万公里，居世界第二位；高速铁路运营里程3.79万公里，居世界第一位。从铁路科技进步看，我国已掌握先进的铁路建设技术，能够建造地质极其复杂、施工难度极高的线路、桥梁和隧道，建成了完整的机车车辆工业体系，能够制造世界最高水平的机车车辆，研发了先进的安全保障技术。铁路的发展，增强了沿线地区经济发展的吸引力和辐射力，缩短了时空距离，打造了同城效应，加快了经济社会运行节奏，促进了城市群、区域一体化，支撑了经济社会高质量发展。

中国工程院院士/张喜刚

桥梁建设需提升自主创新能力

截至2020年底，我国现代桥梁总数已超过100万座，其中不乏具有重大世界影响力的桥梁，我国真正成为了世界第一桥梁大国，尤其在大跨径斜拉桥方面，已处于世界领先水平。改革开放40多年来，我国桥梁经历了学习与追赶、跟随与提高、创新与超越三大发展阶段，工程规模和科学技术均已迈入世界先进行列。

目前，桥梁安全问题仍然突出，在跨海峡通道和复杂山区桥梁的建设中也面临诸多技术挑战。我国桥梁建设急需提升自主创新能力，未来桥梁建设将向外海、深山峡谷及高原山区拓展。这些地区的地质、水文条件复杂，还有各种自然灾害的袭扰，桥梁建设环境复杂、建设难度更大。

我国桥梁建设领域对基础性研究重视程度不够，缺少延续性，原创性成果较少；材料技术与桥梁产业需求吻合度不高，材料研发及产业化水平亟待提升，相关标准亟需及时跟进；在设计基础方面，原始创新性不足，建造技术、设计技术面临变革，设计理论与方法需要不断完善，专业软件亟待国产化，智能建造水平有待提高；在施工过程中，工业化、一体化、智能化水平有待提高；在管理标准化上，需要加强服务，大数据挖掘、评估诊断能力、监测精度及稳定性有待提升，多学科融合的智能桥梁学科体系尚未建立，主要表现在科学统筹、科研力量分散，产研结合不够。

中国工程院院士/严新平

双碳战略是应对全球温室效应的重要措施

实施国内外双碳战略是应对全球温室气体效应的重要措施，将对世界范围的经济社会发展带来影响。国际海事组织制定了一系列航运业减排策略，正在不断实施和推进。美国提出零碳排放行业的战略，推荐使用电池、绿氢、绿氨和氢、氨燃料电池。全球船运也在积极探讨双循环战略下实现绿色航运的技术途径，包括采用低碳或者能效控制、排放控制、碳捕捉及封存、利用技术。实现双循环战略下的绿色航运需要技术、管理、法规、标准等多方面的推进，需要企业出题、研究所攻关、高等院校原创的协作能力。

中国工程院院士/杜彦良

突破全断面掘进机系列产品关键核心技术

中国超长隧道（洞）全断面掘进机施工技术与装备的发展主要经历了完全技术引进、引进消化吸收、联合制造自主施工和自主制造自主施工四个阶段。重大工程需求推动了中国全断面掘进机快速发展，通过自主创新，突破了全断面掘进机系列产品关键核心技术，实现了国产化、产业化。全断面掘进机技术发展特点由常规向超大/微小断面发展、由单一模式向多模式转变。

大直径全断面岩石隧道掘进机针对“三高”环境（高岩石强度、高地应力、高磨蚀性），地质构造复杂（软硬不均、破碎、塌方等）和掘进靠经验（缺乏精确感知、缺少科学决策）的难题，突破了“破岩难、预探难、感知难”的技术瓶颈。异型全断面隧道掘进机针对异型掘进机“开挖成型难、位姿控型难、拼装定型难”难题，突破多刀盘协同开挖、多维度位姿测控、多曲率管片拼装关键技术瓶颈；超大直径泥水平衡盾构针对“换刀难、出渣难、控制难”难题，突破了高水压环境下常压换刀、复杂地层高效排渣和多系统智能感知控制技术瓶颈。

中国工程院院士/邓铭江

超特长隧道洞集群采用TBM技术应关注掘进效率和设备完好率

某在建超特长隧洞全长540公里，采用硬质岩石隧道掘进机(Tunnel Bohr Maschine，TBM)集群施工。

分析TBM掘进效率，需要考虑设备的故障情况，其中以皮带故障率最高，占比接近35%。总结国内外TBM掘进中出现的卡机事故案例，卡机主要分为挤压性大变形卡机、岩爆卡机、断层破碎带卡机和风化蚀变带卡机，而工程TBM掘进中出现的卡机事故主要分为挤压性大变形卡机、断层破碎带卡机和风化蚀变带卡机3种。

为保证TBM设备的完好，皮带故障率和刀具磨损情况需要进一步优化。刀盘转速、扭矩、推力均随围岩变差减小，贯入度则相反，掘进速度随围岩变差先增大后减小，在III类围岩中最大。设备平均完好率达92.3%，可满足连续作业要求；设备平均使用率仅27.9%，大部分设备掘进效率不高。皮带故障占比最高达35%，长距离皮带运输技术有待进一步优化；TBM掘进平均每延米换刀0.16把，偏磨、刀圈断裂、利刀圈不转是刀具异常更换的主要原因，有待针对TBM刀具异常磨损开展针对性研究。

中国工程院院士/陈湘生

城市轨道催生“全域多规合一”城市空间规划模式

近年来，我国将轨道交通建设与城市空间、土地资源、生态环境和居民需求整体协同，在解决土地资源、生态环境和交通拥堵问题上发挥了关键作用，初步实现了环境、社会和经济的三方面可持续发展。

特别是借助城市轨道交通建设开发城市地下空间，最大化利用城市土地资源效能，能够极大地改善和拓展城市空间形态，做到生态环境协调，依此建设城市综合体，减少职住距离，方便市民出行、购物、学习和休闲，实现了社会效益和新增经济效益最大化，形成以“枢纽（换乘站）经济”为驱动源的轨道交通可持续发展新模式。

为了满足居民需求，实现城市轨道交通与城市、土地主体空间之间的协同，需要基于大数据的城市全域需求、综合交通与土地协同，塑造温馨城市空间的“全域多规合一”新型规划模式，这一需求不再是传统的城市各类规划分层、分级、因果关系等多规折腾。全域多规合一的基础是大数据挖掘和深度学习。应注重地下空间的空间尺度和环境协同，使整个城市富有韧性。