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成果介紹旱澇問題嚴重困擾著我國城市。城市道路受內澇影響最為嚴重，交通癱瘓和經濟損失，存在巨大的安全隱患；同時，城市道路快速排水引起的干旱缺水、道路塌陷、綠地缺水等水環境問題矛盾突出。針對城市道路及道路綠地水環境特征，研發了一套可復制、可推廣的“水綠交融”為基礎、“旱澇兼治”為目標的城市道路及綠地水環境系統解決方案，構建系統的理論、方法與關鍵技術，統籌解決城市道路及綠地的“旱澇”問題。技術創新點及參數1. 基于城市道路水文特征，針對城市道路的旱澇問題，形成了一套可復制、可推廣的城市道路海綿技術；2. 形成了一套貫穿“評價-設計-建造-測控-優化”全過程數字化城市道路海綿系統設計方法；3. 形成了一系列城市道路海綿系統規劃設計相關技術：（1）城市道路海綿系統量化評價技術；（2）城市道路海綿系統分區分級規劃設計技術；（3）城市道路水文模擬與測算的雙數字化平臺校驗技術；（4）城市道路海綿系統水-綠耦合動態平衡技術；（5）針對新建城市道路與既有城市道路改造以及有無凍土區域，分別研發了相應的海綿工程技術措施與施工方案。市場前景本項目成果已經在江蘇南京、蘇州、徐州、安徽亳州等地多個海綿道路工程實踐中加以運用，基于5年來傳感器的數據分析，城市道路海綿系統工程均取得了優異的生態、經濟和社會效益。本項目獲2018華夏建設科學技術獎一等獎，獲授權發明專利5項、實用新型專利1項，獲得3項國家及省級設計獎項，發表論文5篇，編制指南一部。

此項目具有面向城市交通信號控制裝備的“軟件和信息服務業”特征的技術屬性。即城市交通信號自組織控制理論與裝備開發技術。 為解決傳統自上而下的城市交通信號控制方法帶來的理論難題（如圖所示）: (1)動態特性的非線性、 (2)狀態參數的時變性、(3)系統邊界的開放性、(4)動力系統的高階性、(5)相鄰路口的耦合性、 (6)信號控制的實時性等系統屬性，造成的無法實現實時性控制的難題。 為此，針對具有復雜系統特征的城市交通信號控制問題，項目在國內首次提出“城市交通信號自下而上自組織控制理論”（如圖2所示）。即通過賦于相鄰路口的自組織屬性，可大幅度減少其控制系統自由度和復雜性。在快速、實時控制的假設前提下，使其信號控制由原來的開放性、大自由度、不確定性問題，改變為非開放性、小自由度、確定性問題。

系統軟件使用了多項當前國際上最新的計算機開發技術，包括COM plus技術、基于UDP協議的遠程通訊技術、ADO數據訪問核心技術、GIS技術、TTS語言引擎技術、MSAGENT技術，以及虛擬儀器組態技術、WINDOWS SDK編程技術等。軟件引入了面向仿真、工業自動化、虛擬儀器儀表等數據圖形領域的圖形儀表組件，包括實時和歷史趨勢圖曲線等，使軟件具有逼真的人機界面，很強的實時數據處理能力。軟件可以允許用戶自行添加管轄區域列表和嵌入GIS地圖，以及監控企業的廠貌圖和設施圖，從而系統軟件更富有地方特色和滿足個性化需求。軟件還創造性地引入了具有當前國際先進水平的TTS(Text To Speech)語音技術，實現中、英文語音報警。軟件界面還引用了Windows XP配色方案，提供多種SKIN更換功能；而MSAGENT的人性化動作配合報警進程，使軟件充分體現“科技以人為本”的設計理念，使軟件界面更加生動、突出。軟件特別在GIS系統中，設計了“放大鏡”功能，使瀏覽地理信息更加清晰。軟件全部使用自主開發、設計的24位真彩色，擁有自主知識產權的ICO圖標和自行開發的通信系統。系統設計了“讀實時數據”等10條命令字通信格式，通過發送命令字方式與現場污染治理設施運行記錄儀進行通信。 系統通過“YSC-Ⅲ型污染治理設施運行記錄儀”、PSTN城市公共電話網絡，實時在線監測企業污水排放數據和污染治理設施的運行狀況；上傳歷史數據，并存入數據庫，以供查詢、生成報表和打印。系統能自動監測企業超標排放報警信號，自動打開報警系統軟件，并接收企業污水排放報警數據。同時，迅速啟動GIS系統，標出報警企業的地理位置和詳細地理信息，包括企業編碼、企業名稱、企業地址、聯系人和聯系電話，并作為一次報警記錄，記錄在日志文件中，以備查詢。同時系統將該企業的報警數據，包括流量排放數據、COD數據、PH數據，以及污染治理設施運行記錄儀運行狀況等數據記錄在系統的數據庫文檔中。 環保監理部門通過系統實時監測企業的污水排放質量、上傳企業的歷史排放數據、對企業實施立即“反控”和定時“反控”等措施，對超標排放的企業在第一時間掌握超標排放企業的信息(包括地理位置)、超標數據，以便快速、有效地采取相應的措施，對超標排放的企業作出相應的處理，使城市環境污染能得有效的控制。

天津城市建設管理職業技術學院是經天津市人民政府批準、國家教育部備案,面向全國招生的公辦全日制高等職業院校。 學院以“立德樹人”為根本，遵循“質量立校、人才強校、特色興校、依法治校”的辦學理念，秉承“篤學、厚德、求是、誠信”的校訓精神，以學生為主體、以教師為主導、以職業能力為本位，著力推行“政行企校研”五元融合的辦學模式，將“工匠精神”和“擔當、守正、有為、共進”企業文化貫穿于人才培養的始終，致力于培養高素質技術技能人才。學院院長張澤玲參加了全國高校思想政治工作會議。 學院現有建筑類、能源類、城市管理類三大骨干專業群，并以此為基礎輻射開發了新能源汽車、機電工程、城市管理服務等相關專業29個，具有國家教育部“高職院校提升專業服務產業能力建設項目”、天津市“高等職業院校提升辦學水平建設項目”、天津市“高等職業院校優質專業群對接優勢產業建設項目”等重點專業。擁有國家教育部職業教育實訓示范基地，建有中國建筑科學研究院授權的天津高職院校唯一的BIM技能等級考試培訓中心。 近年來，學院教師和學生參加各級、各類大賽，獲得多個獎項，成績斐然。2016年，建筑裝飾工程技術專業黃婷婷青年教師團隊獲得全國職業院校信息化教學大賽一等獎、武凱倫學生團隊獲得第九屆全國高?！癇IM”算量大賽總冠軍。 學院作為天津市“十三五”提升辦學能力“國內一流水平優質?！苯ㄔO單位，不斷詮釋“國際化視野、校企化共贏、體系化建設、系統化培養、終身化服務、協同化創新”六化理念，踐行“院校品牌建設、專業組群建設、課程資源建設、師資團隊建設、基地條件建設、賽項平臺建設”六項任務，深化產教融合，促進“產業、行業、企業、專業、職業”五業聯動，全面提升學院辦學實力。 學院依托行業辦學，隸屬天津能源投資集團有限公司。天津能源投資集團有限公司作為華北地區能源行業最大的國有支柱產業為學院優秀畢業生提供了良好的就業崗位。學院還與全國240家企業建立了長期合作關系，為畢業生提供了廣闊的就業前景。近年來畢業生就業率持續保持在98%以上，建院以來為全國及天津市能源、建筑、電力、交通、城市管理等行業培養和輸送了大批高素質技術技能人才。

成果涵蓋如下3個主要關鍵技術，分別是旋流沉砂池細砂強化沉降技術、砂 水分離器細砂強化分離技術和污泥淤沙分離集成技術。（1） 旋流沉砂池細砂強化沉降技術：結合污水廠現場中試模型實驗與數值 模擬結果，確定了城鎮污水處理廠旋流沉砂池細微砂去除技術的構型參數（表 1,其中n為幾何相似比例），由于進水渠流速、有效水深（宜<0. 90m）等直接 影響顆粒入流沉砂區的流動特征與沉砂效能，從流態保障角度建議設計時選擇 多個小型號池型并聯。中試結果表明，優化條件下旋流沉砂池對粒徑d>200 um 的顆粒物去除率為96. 98%,粒徑在100unT200um范圍的顆粒物去除率為84. 26%。（2） 砂水分離器細砂強化分離技術：砂水分離器溢流水回流線路增設一 個旁路平流沉砂池，利強化溢流水中細微砂的去除。研究結果表明，嵌入旁 路平流沉砂池后溢流水碳源截留效果好，SS和ISS分別降低了 52%和78%,除砂 量較原系統增加1.3倍。從粒徑分布來看，嵌入旁路平流沉砂池溢流水200卩m 的顆粒甚微，分離顆粒物的中位徑為117. 5卩m,細砂去除效果顯著。 基于重力沉降和旋流分離的理論基礎，研發一體化砂水強化分離器。設置 旋流水力分離器，通過離心作用和消能作用強化有機物剝離、細微顆粒物分 離，沉降水箱中設置斜板交錯布置和溢流三角堰強化細沙分離效能。運行結果 表明，一體化砂水強化分離器對粒徑^200um的顆粒的分離效率可達96%~98%, 100卩mW粒徑W200 um的分離效率70%~75%,有機物截留率大于85%。（3） 污泥淤沙分離集成技術：針對旋流沉砂池系統難以實現小于100 Pm極 細沙去除的實際，研發了污泥淤沙分離集成技術，該集成技術的主要部件包括 粗篩、儲泥箱、液位控制器、污泥提升泵、污泥淤沙分離器（簡稱“分離器"）、 細篩、溢流污泥箱、振篩機等。其核心設備為污泥淤沙分離器，中試裝置的分 離器筒體直徑為150mm,單臺處理能力為20m/h,該分離器分離示范污水廠活性污 泥細微砂時，ISS去除率為24. 9%,分離度為1.91。中試結果表明，集成設備對示 范污水廠活性污泥中ISS的總去除率為24. 3%、活性污泥MLVSS/ MLSS比值提高 22%。

本項目以發展完整的城市生活垃圾生態填埋處理技術體系為總體目標，主要 研究 內容：①滲濾液好氧生物預處理回灌對加速垃圾穩定化和凈化滲濾液污染的機理；②滲 濾液表面回灌覆蓋層的減量化過程及植被耐受度；③預處理回灌與表面回灌的實施技術 與環境影響控制；④內層回灌加速填埋氣體產生的模式與氣體收集利用技術；⑤滲濾液 回灌排出液凈化達標技術；⑥填埋場封場與生態化恢復技術；⑦填埋場強化導滲與防滲 結構優化技術。課題研究以集成化生態填埋技術工程示范為主要驗收依據。工藝指標為： 滲濾液內層回灌后有機污染削減 70%；表灌減量率約 50%；垃圾有機質降解與填埋沉降 穩定率提高 30%；滲濾液處理達標排放；填埋氣體具有發電利用條件。

根據有關內部統計數據，中國目前有近17％的城鎮污水處理廠產生的污泥去向不明，同時大約67％的污泥以簡單填埋為最終出路。針對目前城市污泥難處理及市場巨大的特點，采用超臨界水氧化技術處理城市污泥，實現城市污泥的無害化處理。超臨界水氧化技術（Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO）是利用水在超臨界狀態下所具有的特殊性質，使氧化劑和有機物完全溶解在超臨界水中并發生均相氧化反應，迅速、徹底地將有機物轉化成無害化的CO2、N2、H2O和無機鹽等小分子化合物。相比傳統的城市污泥處理方案，SCWO具有突出的優勢，能取得巨大的經濟、環境和社會效益。 該系統集有機物去除、脫鹽除渣、余熱利用/制取富氫氣體、防堵塞、防腐蝕多項功能于一體，能夠同時實現城市污泥等有機廢物/廢水的無害化處理與資源化利用過程。城市污泥經過示范裝置處理后出水的COD為25mg/L，氨氮為2mg/L及色度可以與潔凈水媲美，完全能實現達標排放。該裝置實現了城市污泥化學需氧量(COD)減排和脫鹽處理的一體化過程；最大程度地利用反應后液體的熱量，降低了裝置運行成本；在裝置中實現脫鹽處理和泥渣分離；反應后的清潔液體作為裝置的蒸發壁水進行循環利用；采用撬裝式結構形式，方便安裝和運輸；可實現城市污泥超臨界水部分氧化/氣化的產氫過程。

TJSIG 系統軟件是我國第一套自行研制開發的用于城市道路交通設計和交叉口信號 配時優化并給出完備數據分析的軟件。該系統基于國家自然科學基金項目研究成果，集 交通設計理論、交通信號控制理論和交通系統評價理論于一體，既適用于新建道路交叉 口的交通設計、通行能力和服務水平的評估與分析；又可對既有交叉口進行評價和改善， 為城建設計和交通管理部門提供必要的決策支持，徹底改變傳統交通設計和信號配時工 作的枯燥繁瑣。 TJSIG 能夠動態生成交叉口交通設計簡圖和信號配時相位相序參數圖，具有空間設 計與時間設計雙重優化與互反饋功能；支持“相位搭接嵌套”并允許用戶根據交通需求 定制相序；充分考慮我國混合交通條件下自行車與行人的通行安全與效率；預留了公交 優先與控制模塊接口；兼具方案優化生成和既定方案評價的雙重功能；提供六種優化目 標函數；提供多達九種交叉口設計評價指標的分析報表。