廣州地鐵設計研究院股份有限公司自2021年成立院士專家工作站以來，組建了一支包括董勤喜院士在內的高水平科研團隊，依托強大的院士專家團隊，聚集核心科技人才的科研智慧，圍繞粵港澳大灣區軌道交通發展重大技術問題及行業共性關鍵技術進行攻關。

提升基礎設施韌性有現實需求

董勤喜，1962年11月生，山東蘭陵人，高性能并行計算專家，土木工程學家，日本工程院外籍院士，日本土木學會會士，海南大學二級教授，博士生導師。長期致力于超級計算環境下的超算算法及結構大數據存貯研究。

董勤喜院士主要從事CAE工業軟件及超級計算環境下的超算算法及結構大數據存儲研究，精通歐美科學計算工業軟件的關鍵核心算法及數據存儲格式，是目前國內外能夠解讀和修改工業軟件源代碼的少數專家。擁有完全可控的超算支撐軟件平臺，研發的E級超算軟件，成為日本防災減災工程和復合材料仿真領域不可替代的支撐軟件之一。實現了計算機某半導體器件50億自由度規模的熱分析，三維復雜介質20億自由度以上的地震波傳播，地震響應分析的并行計算。獲得日本獎勵表彰五項。領導及參與近20項日本文部科學省、國土交通省、國家研究機構等全國重大科技攻關項目和多個大型企業的重大橫向課題研發項目。

廣州市域軌道交通快線的發展大致劃分為三個階段。

第一階段是創業的探索發展階段，開行了全國第一條市域快線地鐵三號線，但線路缺乏相關的標準。進入第二階段為市域一體化階段，以時速120公里的線路為主，力求達到1小時時空目標，并開行“大站快車+快慢車”的發車模式。目前所處的第三階段為灣區一體化階段，以實現“3060”時空目標為目的，即實現中心城區至南沙副中心、外圍城區中心30分鐘直達，廣州與灣區各城市中心60分鐘直達，到佛山、東莞中心30分鐘可達。因此線路時速也提升至160公里，以地鐵18號線22號線為典型代表。

進入新時期，基礎設施建設從規劃、設計、建造、運維等，在數字化、智能化的條件下，如何進一步提升重大基礎設施的韌性，筑牢安全屏障，謀求更高質量的發展，都成為現實需求。

超級計算

賦能城市基礎設施韌性建設

廣州地鐵設計研究院股份有限公司黨委書記、董事長農興中表示:“交通基礎設施的建設投入非常大，要實現可持續的高質量發展，那么包括交通基礎設施在內的城市基礎設施，在遭遇極端天氣或自然災害時要擁有一定的抵御應對能力，才能實現可持續運營。”

近年來，國內各地基礎設施建設全面加強，交通、能源、水利等基礎設施發展取得了歷史性成就，有力保障了我國經濟社會發展。面對新型基礎設施發展新要求，“韌性建設”應運而生，成為21世紀城市化進程的關鍵詞，共創更包容、更智慧、更宜居、更有韌性的未來城市正成為行業共識。

廣州地鐵設計研究院股份有限公司組建的院士專家工作站，聚焦城市基礎設施韌性，瞄準城市交通基礎設施未來發展方向，結合城市高質量可持續發展的需求，針對智能化建設、交通一體化、超級計算、數字化協同建造、智能感知與智能設計以及機器人檢測等先進技術，展開深度交流。

在2023工業互聯網大會“數字助力碳達峰碳中和高端論壇”上，董勤喜院士發表了《超級計算賦能二氧化碳地質封存多場耦合軟件研發》的主旨演講。董勤喜指出:“CO2多場耦合的超算解析軟件研發對支撐CCUS/CCS項目建設具有關鍵指導作用，對評價CO2地質封存容量和安全穩定性至關重要，更是未來我國實現‘雙碳’戰略目標的重要技術儲備。”超級計算是解決國家經濟建設、社會發展、科學進步、國家安全和國防建設等領域一系列重大挑戰性問題的重要手段。目前主要應用于“高、精、尖”的前沿科學和工程研究。而國外商業軟件的數據讀取 (單一串行)未能考慮現在及未來超大規模計算需求。商業軟件前處理部分，成為超級計算的嚴重瓶頸。國家戰略性，高水準的工業工程數值模擬需要自主研發的超級計算軟件，實行大規模的高速計算。

軌道交通

建設支撐大灣區城市群發展

軌道交通是交通體系的排頭兵，對城市發展具有先導性、基礎性、保障性的作用。

2021年印發的《國家綜合立體交通網規劃綱要》是我國未來綜合交通發展的總規劃，體現了“統、合、聯”的新理念和新思路，其關鍵核心是推動區域性（城市群）綜合交通體系的建設和管理。而廣州，應該是多種交通模式融合的典型示范城市。

目前，我國都市群軌道交通發展的現狀是：特大、大城市以地鐵為主的大運能交通骨干線網基本形成，但多制式、多模式、一體化的軌道交通發展不均衡，地鐵占據主導地位。根據中國城市軌道交通2022年度統計報告，截至 2022 年底，中國大陸地區（以下文中涉及全國數據均指中國大陸地區，不含港澳臺）共有55個城市開通城市軌道交通（以下簡稱城軌交通）運營線路308條，運營線路總長度10287.45公里。其中，地鐵運營線路8008.17公里，占比77.84%；其他制式城交通運營線路2279.28公里，占比22.16%。當年新增運營線路長度1080.63公里。

對于一個城市來說，交通網絡化是一個整體，從高速城際、市域市郊，到城市軌道交通，應是一個完整網絡體系，滿足百姓的出行要求。所以根據城市的需求、城市的發展，特別是城市人口的布局、經濟的發展，按照運力形成協同發展，提升綜合運輸效能，是城市交通規劃的前提。

軌道-隧道-土體-建筑物三維模型

在城鎮化快速發展的過程中，將城市軌道交通、高鐵、普鐵、城際、航空與其他陸路交通互聯互認，可極大方便乘客，激活融合發展的新生態，通過大灣區軌道交通網形成“站、產、城”融合。

近5年，粵港澳大灣區城市軌道交通新增1000公里的里程。如今的大灣區軌道交通仍處于快速發展中，僅廣佛深莞四個城市，在建和擬建的地鐵里程就已接近1000公里。

工作站一直致力于研究：基于數字孿生、全面感知、大數據人工智能深度學習等地鐵智能運維平臺及安全管理體系，正在實現城市軌道交通運維從靜態向動態，從人工向智能，特別是面向乘客的智慧系統要讓乘車人更加便捷，但要按需設置，不要為了智能而智能。同時，基于大數據的軌道交通“全域多規合一”新型模式規劃，將軌道交通建設與城市空間、土地資源、居民需求、生態環境整體協同。

目前，廣州地鐵設計研究院股份有限公司已牽頭完成“十三五”國家重點研發計劃“先進軌道交通”專項項下課題，成功獲批“十四五”國家重點研發計劃“重大自然災害防控與公共安全”重點專項項目，在“巖溶地區軌道交通建設”“隧道近距穿越軌道交通”“軌道交通上蓋建筑減振降噪”“軌道交通綠色建造技術”等領域，實現了多項關鍵技術的突破且成效顯著。