在加快建設交通強國的指引下,我國公路交通領域再結碩果。通過系統(tǒng)性創(chuàng)新與實踐,交通運輸部公路科學研究院承擔的公路基礎設施延壽與綠色建養(yǎng)、公路智能交通技術與裝備、公路安全新技術、公路運輸模式創(chuàng)新4項試點任務取得突破性進展,在公路基礎設施提質更新、路網(wǎng)安全高效運行、智慧綠色轉型發(fā)展、運輸服務模式創(chuàng)新等方面形成了十大標志性技術成果。這些成果不僅詮釋了我國公路交通從規(guī)模擴張向質量效益的深刻轉變,更為全球交通治理貢獻了中國智慧。本文將呈現(xiàn)“十大標志性成果”,解碼其技術內(nèi)核與示范價值,為行業(yè)高質量發(fā)展提供新范式、注入新動能。
足尺路面試驗環(huán)道大科學試驗裝置。
服役壽命30年的新一代耐久瀝青路面技術與實證
當前,我國高速公路約99%里程都是瀝青路面,而現(xiàn)階段我國瀝青路面的設計壽命僅為15年,只相當于歐美發(fā)達國家的30%—50%。針對瀝青路面服役壽命短、養(yǎng)護頻繁的行業(yè)難題,面向國家公路網(wǎng)綠色、耐久、高質量發(fā)展需求,聚焦瀝青路面長期服役的演化機理、設計理論和建造技術,以服役壽命30年為目標,創(chuàng)新提出使用年限30年的瀝青路面“材料設計均衡化、結構設計功能化、施工工藝均一化、質量控制過程化”四化建造技術體系,并通過足尺環(huán)道實證和實際工程驗證,實現(xiàn)結構安全壽命由15年提升為30年、路表功能壽命由5—8年提升為15年的“雙壽命倍增”。研究揭示了超長周期下瀝青路面時變損傷機理與性能演化規(guī)律,首創(chuàng)以結構剛度為核心的使用年限30年瀝青路面設計新理論,創(chuàng)立路面混合料性能均衡設計新方法,創(chuàng)建低變異性耐久瀝青路面施工新技術,為我國公路瀝青路面的基礎研究和應用技術研究提供重要支撐。
新建高速公路區(qū)域路網(wǎng)指路標志信息選取設計。
公路交通安全設施可靠性設計方法
面向安全保障完善可靠、增強設施耐久性和可靠性等交通強國建設要求,針對指路標志信息選取對區(qū)域路網(wǎng)信息一致性考慮不足、對出行路徑規(guī)劃引導和路網(wǎng)流量調(diào)配不夠,以及護欄設計可靠度均衡性不足等問題,以強化安全設施功能、提升系統(tǒng)可靠性為核心,重點突破路徑信息優(yōu)化算法與護欄防護功能函數(shù)等基礎理論瓶頸,創(chuàng)新建立“方向—地點—距離”多維信息的指路標志智能視覺理解模型,指路標志路徑指路信息準確率達到93%,交通標志的識別速度達到毫秒級,為標志設計信息化與科學化提供技術基礎;構建主動引導與被動防護高度協(xié)同的安全設施可靠性設計方法,有效支撐交通安全設施傳統(tǒng)設計理念和設計方法的變革,促進行業(yè)轉型發(fā)展。研究成果在江蘇、安徽等地區(qū)進行了應用,可支撐行標《公路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》中護欄可靠性設計標準的確定,持續(xù)提升群眾出行獲得感,助力人民滿意交通建設。
綜合降噪組合技術示范段。
城鎮(zhèn)化地區(qū)公路交通噪聲綜合防治方法
針對城鎮(zhèn)高密度居住區(qū)和生態(tài)環(huán)境保護區(qū)公路交通噪聲精準控制和科學防治難題,為有效解決老百姓“家門口”的噪聲污染,研究突破低頻噪聲精準識別、聲源—傳播—受聲點全路徑降噪組合設計和降噪功能綠色快速修復等關鍵技術難題,形成覆蓋聲源識別、系統(tǒng)防治、功能修復的全鏈條綜合降噪解決方案,實現(xiàn)城市復雜交通環(huán)境與生態(tài)保護重點區(qū)域交通噪聲的高效、精準治理。成果形成國家標準《聲學 道路表面對交通噪聲影響的測量 第2部分:近距法》、交通運輸行業(yè)標準《路面對輪胎噪聲影響的近距測試方法》,綜合降噪方法與材料在廣西、江西、江蘇等地示范應用超過100公里,胎—路噪聲數(shù)據(jù)采集超過2000公里,綜合降噪量達到10—15分貝。成果有效支撐城鎮(zhèn)化地區(qū)噪聲治理與生態(tài)環(huán)境改善,加快基礎設施綠色轉型,助力綠色交通發(fā)展和宜居城市建設。
交通安全設施人工智能識別模型。
公路機電設備數(shù)字化管理平臺。
公路設施設備高效感知與評估決策技術
為實現(xiàn)公路設施設備狀態(tài)高效采集、識別、評估和數(shù)字化運維管理,助力公路行業(yè)數(shù)字化轉型發(fā)展,研究突破了公路基礎設施信息快速智能采集、設備運行狀態(tài)實時監(jiān)測、設施服役狀態(tài)智能診斷等關鍵技術,形成了公路服役性能檢測裝備、設施高精采集處理裝備,開發(fā)了公路建設與養(yǎng)護一體化管理平臺、公路機電設備數(shù)字化管理平臺,為公路設施設備精細化管理提供技術支持。成果支撐了《交通運輸部關于推進公路數(shù)字化轉型 加快智慧公路建設發(fā)展的意見》等文件的編制,形成《道路交通標志和標線編碼》等10余項國家和行業(yè)標準,在深中通道、黃茅??绾Mǖ?、常泰大橋、北京東六環(huán)隧道等10余個重大工程進行了示范應用,研發(fā)的快速無損車載式一體化采集設備實現(xiàn)了全國500余萬公里的數(shù)字化檢測評定與管理,年產(chǎn)業(yè)應用超過30億元,為我國公路數(shù)字化轉型發(fā)展提供了有力的技術保障。
長治市國道環(huán)線自由流收費前端系統(tǒng)。
公路自由流收費新技術及裝備
面向當前公路通行效率和公眾出行體驗提升的迫切需求,在兼容高速公路現(xiàn)有ETC系統(tǒng)的基礎上,融合北斗技術應用,研究突破了車輛在全天候(雨雪霧、強光、黑夜)、高速(時速120公里)行駛狀態(tài)下對所有收費車型(含拖掛車、專項作業(yè)車等)的準確識別、精準計費和通行費用實時結算等技術難題,在路網(wǎng)層面實現(xiàn)了收費模式從原有停車收費或低速(時速小于等于20公里)不停車收費,向無物理收費站、無需減速通行的根本性轉變,通行能力提升83%。成果支撐了我國第一條開放式自由流收費公路(山西省長治市國道環(huán)線)的建設運營,自2023年2月通車以來計費準確率99.9%、平均實收率保持在60%以上,年計費額較原有固定收費站模式提升近2倍,提出的“長治自由流收費”模式也支撐了山西省G108臨汾段、G208晉中段自由流收費工程的開展,具備良好的行業(yè)推廣價值。
新一代道路運輸車輛專用自動緊急制動系統(tǒng)裝備隧道環(huán)境測試。
基于車路協(xié)同的道路運輸車輛自動緊急制動技術及裝備
針對道路運輸車輛事故嚴重程度高、易發(fā)生群死群傷惡性事故等問題,面向低能見度、濕滑路面、急彎陡坡、隧道等復雜環(huán)境下道路運輸車輛碰撞事故預防迫切需求,突破了基于車路協(xié)同的碰撞風險目標融合感知與車輛預見性制動控制等技術難題,研發(fā)了新一代道路運輸車輛專用自動緊急制動系統(tǒng)裝備與測試裝置,有效提升了我國道路運輸車輛復雜環(huán)境下緊急避險的安全性與可靠性。成果有效推動我國新出廠道路運輸車輛自動緊急制動系統(tǒng)的全車型100%裝配應用,支撐了《營運貨車安全技術條件 第1部分:載貨汽車》等5項交通運輸行業(yè)標準修訂,落實了《“十四五”全國道路交通安全規(guī)劃》與《交通運輸系統(tǒng)安全生產(chǎn)治本攻堅三年行動方案(2024—2026年)》中關于推進我國道路運輸車輛自動緊急制動系統(tǒng)的普及應用相關要求。核心技術裝備實現(xiàn)出廠前列裝我國客貨運輸車輛頂尖生產(chǎn)企業(yè)銷售車型,覆蓋全國20多省運輸企業(yè),事故率平均降低34.7%。
車載式智能化公路風險評估裝備及系統(tǒng)。
路域內(nèi)外因素耦合的高速公路安全風險智能化評估技術與裝備
隨著高速公路建設向地質條件復雜、生態(tài)環(huán)境脆弱的深山峽谷延伸,疊加水文、地質變化與極端天氣,以及沿線周邊安全風險隱患增多等因素,公路安全運行重大災害事件時有發(fā)生。研究應用深度學習與大模型技術建立針對交通環(huán)境的多任務感知模型,實現(xiàn)標志標線破損及視認距離、護欄技術狀況、標志設置及內(nèi)容語義理解等風險要素的智能識別,準確率達到90%。建立了涵蓋氣象、災害、結構、路域內(nèi)外環(huán)境等多要素動態(tài)耦合的高速公路運行安全風險評估體系,構建了高速公路運行安全風險評估模型,參數(shù)覆蓋四大類27項風險鏈路。成果支撐交通運輸部2025年汛期公路災害風險隱患排查工作,在全國20個省份落地應用,累計評估3萬公里,顯著提升風險預警和防控的精準性與時效性。
公路橋梁災損檢測診斷評估機器人。
公路災損全域多功能智能檢測評估裝備
針對區(qū)域性自然災害、事故災難等災損信息快速獲取難度大、人員抵近現(xiàn)場難、災損快速檢測評估能力不足等問題,面向區(qū)域、道路、災損點位三個維度的災損智能檢測與快速評估需求,研發(fā)了面—線—點協(xié)同的多功能災損智能檢測裝備,攻克了區(qū)域災損識別率低、路面災損檢測越障能力差、橋梁狀態(tài)評估移動作業(yè)難等關鍵技術問題。開發(fā)了公路基礎設施災損檢測飛行機器人及診斷評估系統(tǒng),研發(fā)了復雜環(huán)境下快速抵進災害現(xiàn)場評估災損情況的檢測機器人智能平臺,以及集成遠端執(zhí)行器的車臂協(xié)同穩(wěn)定性控制與多傳感器數(shù)據(jù)融合技術的橋梁自主檢測機器人,實現(xiàn)50公里路域災損信息的采集與評估小于24小時,為災中指揮、災后救援與搶通保通提供有力決策支持。成果支撐了地震、地質災害條件下公路設施狀況和災損情況的快速檢測,為快速掌握災后公路基礎設施受損情況、確定應急救援通道和實施救援提供基礎支撐。
道路冷鏈運輸監(jiān)測系統(tǒng)和掌上冷運App界面。
基于電子運單的道路危險貨物運輸監(jiān)管系統(tǒng)和冷鏈運輸監(jiān)測系統(tǒng)
聚焦專業(yè)化物流運輸領域,針對危險貨物道路運輸電子運單數(shù)據(jù)質量、跨區(qū)域查詢時效性、安全監(jiān)管有效保障等方面存在的不足,以及道路冷鏈運輸有效監(jiān)測手段缺乏、難以支撐貨物在途溫控信息追溯等實際情況,突破危險貨物電子運單跨區(qū)域批量交換、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合校驗、應急處置信息精準匹配,以及冷藏車輛溫控監(jiān)測信息動態(tài)采集、全程可溯、綜合評價等關鍵技術難題,研發(fā)升級基于電子運單的道路危險貨物運輸監(jiān)管系統(tǒng)和道路冷鏈運輸監(jiān)測系統(tǒng),有效提升危貨運輸監(jiān)管能力和冷鏈運輸服務質效。成果有效推動危險貨物道路運輸電子運單在全國范圍內(nèi)的推廣應用。截至2025年第二季度,危險貨物運輸企業(yè)運單月均覆蓋率達99.02%,車輛月均覆蓋率達94.55%,部省上傳接口正常率100%,查詢接口正常率98.70%;危險貨物運輸應急處置知識庫注冊用戶數(shù)突破1.9萬,日均訪問量超過2300人次。道路冷鏈運輸監(jiān)測系統(tǒng)接入企業(yè)40余家、車輛1000余輛,支撐了《危險貨物道路運輸規(guī)則 第5部分:托運要求》《冷鏈運輸電子運單技術要求》等國家標準的制定。
路面高速沉彎儀數(shù)字化計量示范應用。
公路基礎設施質量關鍵指標計量體系及數(shù)智化計量新模式
針對公路基礎設施質量關鍵指標在動態(tài)、復雜、極端條件下的“測不了、測不準、測不全”等難題,以測量裝置、測量方法、校準規(guī)范、計量模式為主線,開展了沖擊力、摩擦力、承載性能等關鍵參量的量值溯源新模式研究,突破了動態(tài)微形變數(shù)字化復現(xiàn)、計量標準體系化研發(fā)、在線遠程計量模式構建等關鍵技術瓶頸,形成了全面、高效支撐基礎設施質量提升的數(shù)智化計量新模式。制修訂《橋隧結構監(jiān)測系統(tǒng)在線校準方法》《激光式高速彎沉測定儀校準規(guī)范》等國家、行業(yè)計量技術規(guī)范10余部。成果成功示范于全國30余個省級行政區(qū),實現(xiàn)了西藏、青海等高海拔地區(qū)的常態(tài)化計量服務,支撐公路基礎設施高效、準確、可靠檢測200余萬公里,進一步完善了行業(yè)質量基礎設施(NQI)體系,為公路基礎設施質量和安全性能提升提供了有力支撐。
(本文刊發(fā)于《中國交通報》2025年9月26日第9版)
來源:科學技術處、中國交通報
編發(fā):辦公室
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