成果名称

济南城区四维地质平台关键技术研究及应用

成果登记号

知识产权

完成单位

序号

单位名称

通讯地址

1

济南轨道交通集团有限公司

济南市历下区解放东路5号

2

山东省地质调查院

山东省济南市历下区二环东路5948号

3

武汉中地数码科技有限公司

武汉东湖新技术开发区关山大道598号武汉中地科技园综合楼A1100

4

山东省地矿工程勘察院

济南历下区经十路13632号

5

河海大学

江苏省南京市鼓楼区西康路1号

完成人

序号

姓名

工作单位

对成果的贡献

1

李虎

济南轨道交通集团有限公司

项目整体负责

2

李罡

济南轨道交通集团有限公司

制定平台构建方案

3

尚浩

山东省地质调查院

模型建模技术研究

4

门燕青

济南轨道交通集团有限公司

应用技术研究

5

朱恒华

山东省地质调查院

模型构建技术研究

6

商金华

济南轨道交通集团有限公司

决策指挥模块构建

7

王鑫

济南轨道交通集团有限公司

泉水保护研究

8

杜晓峰

济南轨道交通集团有限公司

公众服务模块构建

9

曾纯品

山东省地矿工程勘察院

水文地质动态监测网方案编制

10

束龙仓

河海大学

地下水数值模拟研究

11

周洋

山东省地质调查院

三维地质模型构建

12

李双

山东省地质调查院

三维地质模型构建

13

刘辉

武汉中地数码科技有限公司

三维模型效率优化

14

周宗青

山东大学

理论标准研究

15

雷炳霄

山东省地矿工程勘察院

分层监测技术设计

16

黄永亮

济南轨道交通集团有限公司

数据库建设

17

宿庆伟

山东省地矿工程勘察院

数据分析处理

18

武朝军

济南轨道交通集团有限公司

平台融合研究

19

沈通

济南轨道交通集团有限公司

系统服务维护管理

20

刘子奇

武汉中地数码科技有限公司

多源数据管理

21

耿付强

山东省地矿工程勘察院

水文地质动态监测网实施

成果公报内容

济南是历史文化名城，山东省的政治经济文化教育中心，因境内有众多泉水出露，被誉为“泉城”。为引领城市发展，改善交通拥堵和空气质量，在信息化、数字化趋势下，历经30年的论证与研究，本着保护泉水原则，提高工程建设效率与安全性，实现指导轨道交通线网规划、泉水保护、服务地铁建设期及运营期等，形象展示分析地铁建设与泉水保护的关系，用智慧的方法开展轨道交通建设，在多轮多位院士专家的建议下，济南轨道交通集团有限公司联合山东省地质调查院等多家单位于2018年10月16日，应用物联网、云计算、人工智能、增强现实等先进信息技术，基于数字孪生理论，针对济南城区范围内的地质环境，启动并建设了一套系统的（含地上建筑地理地貌特征、地下管线、空间开发、浅部工程地质、深部地层、浅部潜水、深部承压水）、多尺度的（模型的精度依据应用不同而区别处理）、四维的（三维空间地质环境随时间变化）、可视化（形象化展示是平台的核心任务）的信息系统平台，让济南市拥有一套智能化BIM+GIS的四维地质环境展示分析管理平台（以下简称“四维平台”）。四维平台围绕当前亟待解决的地质和泉水保护问题，建立了全国首个轨道交通水文地质动态监测网，整合城市三维地质结构、区域稳定性、工程地质和水文地质数据，开展综合性调查和必要的地质勘查工作，系统查明济南市地质背景，建立集地质模型和水流模型于一体的四维地质环境数据管理和服务信息系统，实现了济南市超大规模地质环境数据的存储、集成、管理、展示和分析，面向管理人员、专业技术人员、社会公众提供了三个不同版本的地质环境信息服务。

验收（评价)专家名单

序号

姓名

单位

专业领域

职称

1

武  强

中国矿业大学（北京）

水工环地质

中国工程院院士

2

石建省

中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心

水文地质

俄罗斯自然科学院院士、研究员

3

徐军祥

山东省地质矿产勘查开发局

水工环地质

教授级高工

4

李利平

山东大学

岩土工程

教授

5

寿冀平

山东省地质科学研究院

水工环地质

研究员

6

宋印胜

山东矿业协会

水工环地质

研究员

7

刘正银

山东省交通规划设计院有限公司

水工环地质

研究员

组织验收（评价）单位：山东省交通运输厅、山东省交通运输科技管理服务中心

验收（评价）意见

2020年10月22日，山东省交通运输科技管理服务中心在济南组织“济南城区四维地质平台关键技术研究及应用”成果评价工作。评价委员会（名单附后）在听取项目组汇报和演示的基础上，审阅了相关技术文件，经质询、讨论，形成意见如下：

一、项目组提交的技术文件齐全，内容完整，符合评价要求。

二、集成了济南多部门60余年来的各类勘探数据，构建了泉水保护动态监测网，开展了轨道交通四维地质环境耦合建模及平台研发与应用等方面研究。取得主要创新成果如下：

1、研发了“半自动-交互-自动”建模方法，首次构建了济南城区-350米以浅近2000平方公里的可更新高精度的四维地质环境耦合模型。实现了将岩溶地下水流模型、地质结构属性模型等多模型的有机融合。

2、基于数字孪生理论，突破了大数据归一化组织管理技术、BIM+GIS融合分析技术、三维时空大数据高效共享技术，建立了轨道交通地质环境动态监测网和四维地质环境数字化档案，实现了四维地质环境大数据的应用与共享，为济南轨道交通规划建设提供了重要管理和应用平台。

3、基于小波变换和小波相干分析的方法，分析了趵突泉泉域的强径流带位置分布，基于监测数据定量评价了济南泉域地下水补给影响，为轨道交通规划选线、监测网选点提供了依据。

三、研究成果以济南市轨道交通一期建设、二期规划编制为应用背景，实现了轨道交通建设全生命周期应用，对济南泉水保护、地下空间开发利用和智慧城市建设等具有重大意义，可在国内其它城市推广应用。

综上所述，该成果实现了地铁及周边地质环境的全空间一体化建模及地下水的四维动态可视化，经济社会效益显著，应用前景广阔，成果总体达到国际先进水平。在北方岩溶地区四维地质环境耦合模型构建方面达到国际领先水平。

建议：依据轨道建设需求，进一步完善提升平台功能，为智慧地铁建设提供定制化地质服务。