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  • 公路交通综合试验场,助力首都交通智慧发展

    2018-11-02 10:04:01 来源:北京日报 评论:
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    近年来,交通运输科技创新捷报频传。科技是国之利器,建设交通强国的关键就在于全面提升交通运输的科技创新能力及水平。在通州区马驹桥镇大杜社,有一座总占地约2.4平方公里的试验场。这座试验场名为公路交通综合试验场,隶属于已有62年历史的交通运输部公路科学研究院。其拥有节能减排测试系统、智能驾驶测试场地、ETC测试平台、足尺路面试验环道、智能降雨模拟系统、足尺桥梁结构加载系统等多个大型科研设施,以及八自由度驾驶模拟器、激光式高速弯沉测定仪等300余套大型仪器设备。

      作为公路院“一个基地+两根链条”科技创新体系的重要组成部分,公路交通综合试验场自“六五”开始论证和选址,“八五”开始建设,“九五”初具规模,历经三十多年,走过了漫长的历程。多项交通领域的重大科研成果从这里诞生,在这里经历考验,对行业发展产生了巨大影响。日前,试验场被授牌为交通运输部首批认定的三家“自动驾驶封闭场地测试基地”之一,着力于开拓探索智能交通研究领域。

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      着眼未来,公路院将立足行业需求、紧跟世界前沿,努力提升公路交通综合试验场服务国家战略、服务行业的水平,不断提高基础科研和创新创造能力,为交通强国建设提供更加有力的支撑。

      以交通强国为己任 建设世界一流科研机构 

      交通运输部公路科学研究院成立于1956年,主要从事道路工程、桥梁工程、交通工程、智能交通、汽车运用工程、运输与物流、交通经济与政策研究、公路生态与环境保护工程等领域的科学研究与技术开发。

      自建院以来,作为公路交通科技的主力军,公路院牵头承担了大量国家、省部级和地方重大科研项目。1960年代的渣油路面、钻孔灌注桩和双曲拱桥三项技术,1970年代完成的青藏公路多年冻土地区黑色路面修筑技术课题成果,1980年代《公路建设规模和资金问题研究》课题提出的车辆购置附加费政策建议被国务院采纳,都对行业发展产生了巨大影响。

      新世纪以来,公路院在智能交通技术、现代化公路养护技术、桥梁维修与加固技术、公路交通安全技术、节能减排技术等领域取得众多的创新性重大研究成果。先后完成各类科研成果2000余项,获国家级奖项73个、省部级奖550项。

      集科研创新与产业开发于一体,交通运输部公路科学研究院已成为交通运输行业规模最大、多领域、跨学科,在国内外具有重要影响力的综合性科研机构。目前,公路院已拥有较为完善的“一个基地+两根链条”科技创新体系,其中,一个基地指的就是公路交通综合试验场。

      科学研究离不开科学实验,公路院取得今天的成绩,它的实验室——“公路交通综合试验场”功不可没。

      超前布局持续升级 夯实基础托举科技创新

      1986年3月,公路院完成试验场项目建议书,被批准立项。1991年7月,试验场一期工程在通州区破土开工,1995年8月交工验收。根据原国家计委“试验场应考虑承担京津地区汽车试验任务”的指示,公路院在大量调研工作基础上,完成了《汽车实验工程设施工程可行性研究报告》。1996年4月,试验场二期工程开工,1997年10月交工验收。

      1998年11月,试验场通过了原交通部组织的竣工验收。

      随后的几年时间里,根据我国公路交通运输事业发展中交通安全、环保、智能运输等科研需要,试验场又相继建设了试验场室内配套实验室、智能运输系统实验室和公路交通安全与环境实验室、路基路面结构实验室、公路环境保护综合实验室、公路桥梁安全检测加固实验室、汽车运输实验室迁建等一系列大型专业试验系统,规模、水平和能力持续壮大、增强。

      “十一五”以来,为了实现将公路院建设成为“国际一流科研机构”的目标,更好地服务于交通运输发展方式转变创造保障条件,试验场又陆续建设了公路养护及运行管理技术实验室、运输站场和现代物流实验室、足尺路面加速加载试验环道及基础设施工程等项目。

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      走过30余年的发展历程,经过公路院人的不懈努力,一座总占地约2.4平方公里的公路交通综合试验场在通州区崛起。然而,公路院人追求创新和发展的脚步从未停止。据公路院科研保障中心基本建设部主管卢伟介绍,今年7月,试验场成为交通运输部首批认定的三家“自动驾驶封闭场地测试基地”之一,成为交通运输行业自动驾驶车辆、智能道路基础设施和新型交通运营模式的研发和测试基地。在一期智能驾驶试验路的基础上,试验场将在东半区打造智能驾驶测试区,构建支持智能车辆、道路设施、通信设备的研究和测试的完整智能交通研究测试体系。

      试验场里的高精尖

      ■ 足尺路面试验环道

      讲述人:张蕾,博士,公路院基础研究创新中心研究员。主要从事沥青路面结构与材料相关科研及技术推广应用。曾先后承担多项国家重点研发计划课题等项目,研究成果先后获得国家科技进步二等奖1项、省部级奖项5项。2016年,荣获第十一届“中国公路青年科技奖”。

      足尺路面试验环道,顾名思义,就是全尺寸按照现实道路建造的实验环形道路。从2000年由沙庆林院士在业界提议,到2006年由公路院正式提议建设,一直到2014年得到交通运输部的正式批复,足尺路面试验环道的诞生在中国公路技术研究史上具有里程碑式的意义,标志着我国公路基础科研正向世界顶尖水平迈进。

      足尺路面试验环道长约两公里,目前设置了38种路面结构形式。这些结构形式都是能够更好地服务长寿命路面的“潜力股”,从世界范围内搜集而来,其中包括在我国高速公路占主导的新一代半刚性基层沥青路面,以及6种抗车辙路面、13种水泥混凝土路面等路面结构。

      为了能在较短时间内模拟出整个路面在全寿命周期内的服役性能,试验过程采用了加速加载形式,即每天每个时段都有4辆100吨级的卡车不间断在路面上行驶,其在路面上作用一次相当于标准轴载的车辆作用50—100次的水平,测试效率因此得以大大提高。利用这种测试方式,再综合环境等各方面因素对试验数据加以分析,得出哪种是最优化的路面结构。这对中国公路建设、养护和管理并重的发展形势,适应大交通量和重载交通时代的来临,具有非常重要的经济效益和社会效益。

      短短2公里的试验环道,看似平淡无奇,实际上蕴藏着一条丰富的“生物链”。为了掌握加载周期后车辆及路面的状况,除了使用常规检测手段以外,路面内还预先埋设了2000多个传感器,时时对路面的温湿度环境、荷载作用下的响应情况等进行动态监测,从而形成大数据库,综合评价整个路面的全寿命情况。

      值得一提的是,在边建设、边试验、边产出的过程中,科研团队逐渐意识到,这个大数据库,是一个应用前景潜力巨大的宝藏。例如,通过埋设传感器对道路桥梁设施进行健康检测和灾害预警,这对未来智慧化道路的体系建设将起到关键作用。因此,依托于足尺路面试验环道平台,创新中心于2017年提出了利用大数据技术打造道路信息监控分析平台的研究项目,得到科技部资助并立项,成为国家重点研发计划的项目之一。

      此外,2015年11月,公路院筹划成立了足尺路面试验环道专家委员会,汇集行业内多家教学单位、科研机构,每季度召开一次会议,共享足尺路面试验环道的科研成果,发挥各自优势合作开展研究的同时,共同推动试验环道的发展建设。

      ■ 桥梁结构试验平台

      讲述人:樊平,公路院桥隧研究中心实验运营部负责人,主要负责实验室管理和中心条件建设。

      桥梁结构试验平台主要是为各种类型桥梁结构提供试验加载、测试等的测试平台,平台由水平加载台面和“L”型反力墙组成,并配置了多功能液压伺服加载系统和各种类型反力装置,能够满足各类型桥梁结构的静力、拟静力及疲劳等试验。

      平台建成以来,完成了多项公路院承担的国家科技支撑项目、863项目及省部级重大科研项目的桥梁结构试验,为公路院桥梁方向的科研提供了重要试验支撑。

      2009年,泰州长江大桥开工建设,该桥为世界上首座主跨超过1000米的三塔两跨悬索桥,设计、施工难度都非常大。为了攻克多塔悬索桥施工中关键技术,公路院联合国内多家实力雄厚的科研院所成立了科研攻关团队,依托国家科技支撑计划项目“多塔连跨结构与工程示范”展开了研究工作。公路院完成的主要工作之一就是依托试验平台完成了三塔两跨和五塔四跨悬索桥的模型试验。该项目试验内容多,任务重,整个项目研究耗时3年,凭借桥梁结构实验室团队的团结协作和拼搏,公路院出色地完成了课题,并获得公路学会特等奖。

      2013年,完成了广东某座主跨跨径为254米斜拉桥的锚拉板足尺静力试验和疲劳试验,试验成功指导了该桥的设计和施工,为大桥的顺利建成提供了数据支撑。

      2017年,公路院依托“桥梁结构安全技术国家重大实验室扩建”项目,完成了桥梁结构实验室主体工程的扩建。新建实验室长度超过100米,配置了7000吨压力试验系统和350吨阻尼器试验系统,完全满足进行各种类型结构足尺试验的条件要求,投入运营后将大幅提升公路院桥梁领域科研设备水平,为提供高质量、高水平的科研服务提供支撑和保障。

      ■ 智能驾驶测试区

      讲述人:李振华,公路院智能交通研究中心条件与实验室运营研究室主任。负责智能交通研究中心科研试验技术研发和条件保障、智能交通技术交通行业重点实验室的日常运营。

      公路院于1996年成立智能交通研究中心,1998年申报科技部的国家ITS中心,可以说已成为中国智能交通领域的一面旗帜。其中,最具有代表性的成果就是ETC的技术探索、标准制定、全国联网、路网中心的建设等。

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      智能交通系统是一个包含了路、车、云服务后台等在内的系统。目前试验场内的自动驾驶测试路是早期建设的智能交通试验路,曾在2007年世界ITS大会上作为前沿成果进行展示,到2015年时基础设施已出现了老旧情况。科技发展到自动化阶段,智能交通的研究人员在一代代积累的基础上不断改进。2015年下半年,公路院开始在整个试验场范围内筹备智能交通和自动驾驶系统的升级改造。

      一期工程已于2017年10月正式竣工,投入试运行。二期工程则根据一期工程的试运行情况,结合将来发展新需求,打造配套的实验室、定位系统、高精度地图、通信系统等。整个智能驾驶测试区建成后,试验道路总长将达30余公里,整体划分为7个测试区域和1个服务区域。拥有智能驾驶试验路、动态广场、高速环道等试验道路,建成相关方向实验室5个、相关设备共110余套。

      其中,动态试验广场即柔性测试场景,通过布置标线、标识、标牌、可移动信号灯等设施,可搭建“S”型路线测试场地、弯道行驶测试场地等各种不同形态、不同规模的道路交通场景。城市场景试验路设置典型的公路交通场景和城市道路模拟场景,部署车路通信设施、路侧智能设施、气象及隧道模拟等。此外,在试验室一带还将创建一个自动驾驶应用的社区场景,包括小区里多路口、窄路、无红绿灯等。力争用多个测试区域基本将自动驾驶能遇到的所有场景涵盖。

      近年来,依托智能驾驶测试区,公路院开展了自动驾驶、车路协同、营运车辆安全辅助驾驶等相关研发和测试工作。2016年,联合华为和东风汽车,共同开展基于LTE-V/5G的车路协同解决方案研究和原型系统开发。2017年,与百度公司合作,开展智能驾驶场景研究与场景库开发测试,该项工作已获得北京市重点科技项目支持。2017年8月,公路院为智能货车提供智能辅助驾驶系统的测试评估服务,评估依托该型号车辆开展货运车辆队列行驶的可行性。此外,还承担了国家重点研发计划“基于智能网联电动汽车的城市公共交通模式”等多项国家级和省部级项目。

      聚焦首都交通发展

      “出行云”平台助力北京市民出行

      综合交通出行大数据开放云平台,简称“出行云”平台,于2016年11月17日在第三届世界互联网大会上线运行。“出行云”平台深入落实国家大数据发展战略,率先推动交通运输行业政企出行信息资源开放,支撑各类出行信息服务产品研发推广。经过两年多的积极探索,平台已经建立了较为完善的“3+2+1+n”发展体系。

      平台具备出行数据开放、应用服务开放、决策支持服务等功能,向社会开放综合交通出行数据,支持各主体向公众提供综合交通出行信息服务,向管理部门提供大数据决策分析应用。平台已具备PB级数据存储、亿次/每秒运算能力,并达到互联网国际安全水平。

      平台建立了成员单位和使用用户两个维度的用户体系。面向成员单位,以共建共管为原则成立“出行云”平台联席会议,共吸引了68家成员单位。目前平台共接入政企159项共7TB开放数据集,涵盖地面公交、出租汽车、班线客运、水运、移动互联、铁路民航等领域。联合百度、高德等互联网企业向行业管理部门提供百余项出行信息服务接口。同时接入16家企业43项决策支持服务应用,涵盖城市管理、路网管理、公交管理等类型,极大支撑了出行大数据创新,致力于为北京市民的出行提供更便捷的服务。

      重大科研设施仪器对外开放共享

      公路院立足于院十三五规划中“建设世界一流科研院”的中长期发展目标,结合实际情况,于2016年底提出以实验室资源重组、节约、优化为基础,实现实验室管理集约化为目的,构建新型实验室管理机制的新理念。

      2017年初,组建了新型科研保障机构科研保障中心。公路院大型仪器设备均集中在公路交通综合试验场各学科专业实验室,按道路工程、桥梁及隧道工程、汽车运用工程、智能交通工程、交通安全工程、公路交通环境工程等学科划分功能区,依托于科研业务部门,由科研保障中心负责统一管理。

      2016年,按照交通运输部关于加快落实《国务院关于国家重大科研基础设施和大型仪器向社会开放的意见》有关要求,公路院制定了大型科研基础设施和大型科研仪器的开放共享制度,完成了交通运输部公路科学研究院仪器设备在线共享服务平台的建设,实现了重大科研设施和大型科研仪器设备对外开放共享。

      目前,公路院拥有单台(套)50万元以上大型科研仪器共267台(套),其中可开放共享且已上报至重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台的共148台套。2017年度大型科研仪器年平均运行机时为803.46小时,年平均对外服务机时为168.3小时。


  • 关键字: 交通强国 智能驾驶 测试区
  •    责任编辑:梁兰春
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