如果你近期搭乘過上海地鐵,是否留意到,在車廂門和屏蔽門之間悄然出現的兩塊夾板?
這是上海申通地鐵集團有限公司為防止屏蔽門夾人事件發生而想出的點子:在屏蔽門內側安裝長度更長、面積更大的夾板,同時把站臺邊緣的防踏空橡膠條加寬,這樣就把站臺、車門與屏蔽門之間的空隙進一步縮小,提升了防止乘客和物品被夾的保險系數。這個方法簡單、便宜,從源頭上解決了問題。目前這種夾板已經在上海地鐵推廣,很快就會覆蓋上海所有的地鐵線路。
上海申通地鐵集團是當前上海軌道交通投資建設和運營的責任主體。自從1993年上海地鐵1號線(南段)通車至今,上海申通地鐵集團共運營管理總長896公里的21條軌道交通線、517座車站,網絡規模穩居世界前列。
多次摘得全國市政金杯示范工程獎、全國安裝之星獎等國家級獎項的9號線;接連斬獲中國土木工程詹天佑獎的16號線、12號線、11號線;捧回中國建設工程魯班獎的18號線;問鼎被譽為國際工程界“諾貝爾獎”——菲迪克工程項目獎的10號線、12號線……這些看似平平無奇的上海地鐵線路背后深藏著不為人知的“功與名”。
上海地處長江三角洲,土質松軟,地下水豐富,在這里建造任何地下工程都好像“在豆腐里打洞”。因此,有國外專家曾斷言:“上海建不了地鐵!”
正因如此,從20世紀50年代就開始規劃的上海地鐵,足足等到1993年才建成運行。相比同時期提上日程、到1969年便實現了首次通車的北京地鐵,算是“起了個大早,趕了個晚集”。即便是“趕晚集”,上海地鐵建設的歷程也著實讓人欽佩。
時至今日,畢湘利依然記得20世紀90年代初在上海求學時,擠公交的地獄級體驗。那是中國城市化進程的迅猛發展期,上海人口快速增長。當時有一首流行歌曲就叫《別擠了》:“別擠了,別擠了,為什么乘車這樣難!”有人測算過,高峰期的公交車車廂竟能容下近140位乘客,也就是1平方米內要容納12雙腳。
上海人民的日常出行亟須向地下要空間。以中國工程院院士劉建航、上海地鐵總工程師王振信為代表的一批先驅工作者,從20世紀60年代開始,在浦東塘橋段的農田里開展盾構隧道實驗、在衡山路段構建兩條600多米的試驗隧道、在漕寶路修建了地下連續墻圍護結構的基坑車站……他們通過開創性的施工方法,最終為修建上海地鐵探索出一條可行的路。
2002年底,上海獲得2010年世界博覽會舉辦權。根據測算,地鐵至少要承擔40%的交通量,才能保證世博會每天的正常運行。為迎接意料之中的挑戰,2004年到2005年,上海市決定進一步深化軌道交通體制改革,重組成立了上海申通地鐵集團有限公司。當時,上海全市只有4條地鐵線路,不足100公里。
接下來的幾年時間是上海地鐵人“激情燃燒的歲月”。他們創造了100臺盾構機齊頭并進、100座車站同時建設、100公里新線同時投運的建設紀錄,終于在2010年世博會前建成400公里的地鐵線路,被世界地鐵協會譽為“世界城市地鐵建設發展史上的奇跡”。
上海申通地鐵集團也在這崢嶸歲月里迅速成長,發展為國內地鐵建設領域的領頭羊。
2005年,上海申通地鐵集團在質疑聲中提出策劃全自動駕駛模式。當時不少專家認為,在勞動力資源豐富的情況下,沒有必要冒著安全風險推行無人駕駛。“但我們真正的目標,恰恰就是安全。”畢湘利說,“我們去國外做了一系列考察,看到很多國家的全自動地鐵線路技術已經非常成熟。而在技術已經成熟的情況下,系統比人更可靠——這是一個最簡單的道理。”
2006年1月,上海申通地鐵集團選定在有上海地鐵“白金線路”之稱的10號線上,率先應用全自動駕駛。這條線路途經新天地、南京路、五角場等商業旅游中心,連接復旦大學、同濟大學、上海交通大學等重點高校,通往虹橋機場、火車站等交通樞紐。之所以選擇如此高難度的挑戰,是因為他們預見到,未來的地鐵將全面進入大流量時代,只有確保在這樣的線路上實現自動駕駛,才能滿足時代需求。
經過一系列探索,國內首條大客流全自動駕駛地鐵線路在上海誕生,如今全自動駕駛線路已經在全國廣泛應用。實踐證明,這種線路在安全性、高效性和可靠度上都超越了人工駕駛。
2002年,上海地鐵開始了基于通信的列車自動控制系統(CBTC)研究;2005年,上海地鐵又在全球范圍內率先形成了CBTC技術標準并啟動了系統建設。相比于當時世界上主流的基于軌道電路的列車控制系統(TBTC),這種新型信號系統提供了一種更為高效的列車前后追蹤模式:每一列車都可以實時獲知前車和后車的精確位置,這樣在客流量高峰期,地鐵列車之間的時間間隔就可以更近,甚至在兩分鐘以內。在那之后,國內的地鐵線路陸續開始推廣應用CBTC。
上海地鐵像這樣的“首例”還有很多,或許從半個多世紀前劉建航、王振信們立志“在豆腐里打洞”開始,工程創新的基因就已融入了上海地鐵蜿蜒數百公里的血脈。
“為創新而創新是錯誤的,不實用的創新是沒有意義的。”“地鐵是干什么的?就是載客的。我們的任何創新都不能偏離這個初衷。讓地鐵故障更少、成本更低,更安全、更有效率地載客,就是我們所有創新的目的。”
就像文章開頭提到的屏蔽門夾板,就是堅守這一初衷的小而美的創新。
在近些年新建的地鐵站,屏蔽門幾乎成了標配。這在安全管理和節能減排方面起到了一定作用,但也出現了一些因地鐵夾人導致的嚴重后果。為了防止這類事故發生,業內人士想過很多辦法,有人提出在每個車門處安裝攝像頭,或者增加紅外線檢測、人臉識別等設施,并把這些監測設備獲得的信號上傳系統,這樣一旦檢測到有人進入危險空間,地鐵就無法開車。這些方法都足夠高科技,但成本非常可觀。
上海申通地鐵集團反其道而行之,不做“加法”做“減法”。他們通過精細測算,確定了在保持安全行駛的前提下,站臺與列車間隙的最小距離,并據此安裝了防夾擋板和防踏空橡膠條。這些設施增加了站臺門在關閉時與乘客的接觸面積,一旦發生乘客被夾情況,門在遇阻后會自動打開,乘客即可安全退回站臺。
另一個事例同樣頗有“四兩撥千斤”的效果。
在上海地鐵18號線上,地鐵隧道采用了新型承插式管片。這種管片相比過去的螺栓式管片有一個最大的特點,就是“難拼”。它像中國傳統的榫卯結構,需要非常小心翼翼地拼接,稍有敷衍就拼不上去,從而使拼裝管片的操作精度從厘米級提升到了毫米級。
“這就是用設計工藝倒逼施工工藝。我們不需要找人盯著施工單位,因為只要施工人員不認真、誤差大,這活就干不下去。”畢湘利笑道。
2023年12月,上海地鐵18號線一期工程榮獲中國建筑界最高獎項——中國建設工程魯班獎(國家優質工程)。這次獲獎有兩個特點:第一,18號線是以整條線路獲獎的;第二,這是國內首條通車后無A類整改項目的線路,意味著200多個驗收項目全部通過。這樣的成績,顯然有賴于日復一日、點點滴滴處的精益求精。
在授受采訪中,畢湘利提到一個在網絡上流傳甚廣的故事。某知名公司引進了一條香皂包裝生產線,但這條生產線有個缺陷:時不時會有一些盒子沒能成功裝入香皂。公司投入數十萬元資金,聘請自動化專家設計了一套技術裝備,能檢測到流水線上的空肥皂盒,然后用機械手把它推走。另一家鄉鎮企業購買了同樣的生產線,遇到了同樣的問題,老板責令工人盡快解決。工人苦思冥想后,想出一個土辦法:在生產線旁邊放臺電風扇吹風,空的香皂盒直接就被吹走了。
“把問題搞簡單的人太少了,把問題搞復雜的人太多了。在工程上,最好的創新就是最簡單、最實用的。”畢湘利笑道,“我們講究的創新,是需求引領、問題導向。遇到問題,再去解決問題——這種‘被動創新’才是我們工作的常態。”
畢湘利坦言,上海地鐵的絕大多數創新舉措,都不是“從0到1”——與基礎研究不同,工程最重要的是控制風險、保障安全。因此,相比“從0到1”的耀眼突破,他們更喜歡做“從9到10”的補充完善,讓已經比較成熟的技術變得更加成熟,從而讓地鐵比之前好一點,再好一點。
“從9到10”的創新,同樣容不得半點懈怠。
2005年起,上海申通地鐵集團就成立了后來成為國家企業技術中心的研發機構,以進一步培育自主創新的能力。2010年,張江高科地鐵站從地面改到地下后,留下了一段廢棄軌道,大家干脆圍繞這段線路打造了上海軌道交通綜合實驗基地。2021年,在工業和信息化部的支持下,基地升級為“產業基礎技術服務平臺”,不僅服務集團內部,還承擔了服務整個行業的任務。
與此同時,上海申通地鐵集團積極向外探索,通過與校企共建院士專家工作站、博士后工作站、聯合工程中心、協同創新中心等,把地鐵領域科技創新的各方資源整合起來,打通創新鏈條,同時培養并向外輸送了一批高級工程應用型人才。
相關數據顯示,如今,上海地鐵每年運輸的客流量已經達到了36億人次,接近全國鐵路一年運輸的客流量。
人們早已習慣了這個封閉又開放的地下生態系統:步履匆匆的打工族借此避過堵車和遲到的風險;“吃貨”們自覺地把食物封口收好;音樂愛好者需要戴上耳機才能欣賞最喜歡的歌;而有些過于熟悉這里的人,每次等車都能精準選到座位最充裕的車廂……
2021年春節前夕,地鐵站終于開到了上海申通地鐵集團的“家門口”——吳中路站。這是全球首例軟土層地下大跨無柱車站,它沒有傳統的支柱結構,代之以凈跨達到21.6米、有著光滑內壁的拱頂結構。吳中路站一改地下空間給人帶來的壓抑、逼仄的視覺感受,像一條流光溢彩的時空隧道,兩邊分別投射著浦東和浦西高樓林立的城市剪影。在這里,可以看到每個地鐵閘門都是敞開的,高峰期人們可以絲滑地魚貫而入,但如果有人沒有按照規定刷卡,閘門就會立刻關閉,送上一記溫柔的“智能閉門羹”。
“在描述地下工程空間的通達性和關聯性方面有個理論叫‘空間句法’,它強調空間與個人和社會的關系——人類是渴望陽光的生物,如果大家有更好的選擇,就不會選擇在地下出行,因此我們希望打造出更好的地鐵,讓人們在這里感到更舒適、更安全。”畢湘利說。
這就是他們創新的意義。
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