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公路科技先锋 筑梦交通强国:公路院“十大成果”助力强国建设

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在加快建设交通强国的指引下,我国公路交通领域再结硕果。通过系统性创新与实践,交通运输部公路科学研究院承担的公路基础设施延寿与绿色建养、公路智能交通技术与装备、公路安全新技术、公路运输模式创新4项试点任务取得突破性进展,在公路基础设施提质更新、路网安全高效运行、智慧绿色转型发展、运输服务模式创新等方面形成了十大标志性技术成果。这些成果不仅诠释了我国公路交通从规模扩张向质量效益的深刻转变,更为全球交通治理贡献了中国智慧。本文将呈现“十大标志性成果”,解码其技术内核与示范价值,为行业高质量发展提供新范式、注入新动能。

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足尺路面试验环道大科学试验装置。

服役寿命30年的新一代耐久沥青路面技术与实证

当前,我国高速公路约99%里程都是沥青路面,而现阶段我国沥青路面的设计寿命仅为15年,只相当于欧美发达国家的30%—50%。针对沥青路面服役寿命短、养护频繁的行业难题,面向国家公路网绿色、耐久、高质量发展需求,聚焦沥青路面长期服役的演化机理、设计理论和建造技术,以服役寿命30年为目标,创新提出使用年限30年的沥青路面“材料设计均衡化、结构设计功能化、施工工艺均一化、质量控制过程化”四化建造技术体系,并通过足尺环道实证和实际工程验证,实现结构安全寿命由15年提升为30年、路表功能寿命由5—8年提升为15年的“双寿命倍增”。研究揭示了超长周期下沥青路面时变损伤机理与性能演化规律,首创以结构刚度为核心的使用年限30年沥青路面设计新理论,创立路面混合料性能均衡设计新方法,创建低变异性耐久沥青路面施工新技术,为我国公路沥青路面的基础研究和应用技术研究提供重要支撑。

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新建高速公路区域路网指路标志信息选取设计。

公路交通安全设施可靠性设计方法

面向安全保障完善可靠、增强设施耐久性和可靠性等交通强国建设要求,针对指路标志信息选取对区域路网信息一致性考虑不足、对出行路径规划引导和路网流量调配不够,以及护栏设计可靠度均衡性不足等问题,以强化安全设施功能、提升系统可靠性为核心,重点突破路径信息优化算法与护栏防护功能函数等基础理论瓶颈,创新建立“方向—地点—距离”多维信息的指路标志智能视觉理解模型,指路标志路径指路信息准确率达到93%,交通标志的识别速度达到毫秒级,为标志设计信息化与科学化提供技术基础;构建主动引导与被动防护高度协同的安全设施可靠性设计方法,有效支撑交通安全设施传统设计理念和设计方法的变革,促进行业转型发展。研究成果在江苏、安徽等地区进行了应用,可支撑行标《公路工程结构可靠性设计统一标准》中护栏可靠性设计标准的确定,持续提升群众出行获得感,助力人民满意交通建设。

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综合降噪组合技术示范段。

城镇化地区公路交通噪声综合防治方法

针对城镇高密度居住区和生态环境保护区公路交通噪声精准控制和科学防治难题,为有效解决老百姓“家门口”的噪声污染,研究突破低频噪声精准识别、声源—传播—受声点全路径降噪组合设计和降噪功能绿色快速修复等关键技术难题,形成覆盖声源识别、系统防治、功能修复的全链条综合降噪解决方案,实现城市复杂交通环境与生态保护重点区域交通噪声的高效、精准治理。成果形成国家标准《声学 道路表面对交通噪声影响的测量 第2部分:近距法》、交通运输行业标准《路面对轮胎噪声影响的近距测试方法》,综合降噪方法与材料在广西、江西、江苏等地示范应用超过100公里,胎—路噪声数据采集超过2000公里,综合降噪量达到10—15分贝。成果有效支撑城镇化地区噪声治理与生态环境改善,加快基础设施绿色转型,助力绿色交通发展和宜居城市建设。

交通安全设施人工智能识别模型。

公路机电设备数字化管理平台。

公路设施设备高效感知与评估决策技术

为实现公路设施设备状态高效采集、识别、评估和数字化运维管理,助力公路行业数字化转型发展,研究突破了公路基础设施信息快速智能采集、设备运行状态实时监测、设施服役状态智能诊断等关键技术,形成了公路服役性能检测装备、设施高精采集处理装备,开发了公路建设与养护一体化管理平台、公路机电设备数字化管理平台,为公路设施设备精细化管理提供技术支持。成果支撑了《交通运输部关于推进公路数字化转型 加快智慧公路建设发展的意见》等文件的编制,形成《道路交通标志和标线编码》等10余项国家和行业标准,在深中通道、黄茅海跨海通道、常泰大桥、北京东六环隧道等10余个重大工程进行了示范应用,研发的快速无损车载式一体化采集设备实现了全国500余万公里的数字化检测评定与管理,年产业应用超过30亿元,为我国公路数字化转型发展提供了有力的技术保障。

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长治市国道环线自由流收费前端系统。

公路自由流收费新技术及装备

面向当前公路通行效率和公众出行体验提升的迫切需求,在兼容高速公路现有ETC系统的基础上,融合北斗技术应用,研究突破了车辆在全天候(雨雪雾、强光、黑夜)、高速(时速120公里)行驶状态下对所有收费车型(含拖挂车、专项作业车等)的准确识别、精准计费和通行费用实时结算等技术难题,在路网层面实现了收费模式从原有停车收费或低速(时速小于等于20公里)不停车收费,向无物理收费站、无需减速通行的根本性转变,通行能力提升83%。成果支撑了我国第一条开放式自由流收费公路(山西省长治市国道环线)的建设运营,自2023年2月通车以来计费准确率99.9%、平均实收率保持在60%以上,年计费额较原有固定收费站模式提升近2倍,提出的“长治自由流收费”模式也支撑了山西省G108临汾段、G208晋中段自由流收费工程的开展,具备良好的行业推广价值。

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新一代道路运输车辆专用自动紧急制动系统装备隧道环境测试。

基于车路协同的道路运输车辆自动紧急制动技术及装备

针对道路运输车辆事故严重程度高、易发生群死群伤恶性事故等问题,面向低能见度、湿滑路面、急弯陡坡、隧道等复杂环境下道路运输车辆碰撞事故预防迫切需求,突破了基于车路协同的碰撞风险目标融合感知与车辆预见性制动控制等技术难题,研发了新一代道路运输车辆专用自动紧急制动系统装备与测试装置,有效提升了我国道路运输车辆复杂环境下紧急避险的安全性与可靠性。成果有效推动我国新出厂道路运输车辆自动紧急制动系统的全车型100%装配应用,支撑了《营运货车安全技术条件 第1部分:载货汽车》等5项交通运输行业标准修订,落实了《“十四五”全国道路交通安全规划》与《交通运输系统安全生产治本攻坚三年行动方案(2024—2026年)》中关于推进我国道路运输车辆自动紧急制动系统的普及应用相关要求。核心技术装备实现出厂前列装我国客货运输车辆顶尖生产企业销售车型,覆盖全国20多省运输企业,事故率平均降低34.7%。

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车载式智能化公路风险评估装备及系统。

路域内外因素耦合的高速公路安全风险智能化评估技术与装备

随着高速公路建设向地质条件复杂、生态环境脆弱的深山峡谷延伸,叠加水文、地质变化与极端天气,以及沿线周边安全风险隐患增多等因素,公路安全运行重大灾害事件时有发生。研究应用深度学习与大模型技术建立针对交通环境的多任务感知模型,实现标志标线破损及视认距离、护栏技术状况、标志设置及内容语义理解等风险要素的智能识别,准确率达到90%。建立了涵盖气象、灾害、结构、路域内外环境等多要素动态耦合的高速公路运行安全风险评估体系,构建了高速公路运行安全风险评估模型,参数覆盖四大类27项风险链路。成果支撑交通运输部2025年汛期公路灾害风险隐患排查工作,在全国20个省份落地应用,累计评估3万公里,显著提升风险预警和防控的精准性与时效性。

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公路桥梁灾损检测诊断评估机器人。

公路灾损全域多功能智能检测评估装备

针对区域性自然灾害、事故灾难等灾损信息快速获取难度大、人员抵近现场难、灾损快速检测评估能力不足等问题,面向区域、道路、灾损点位三个维度的灾损智能检测与快速评估需求,研发了面—线—点协同的多功能灾损智能检测装备,攻克了区域灾损识别率低、路面灾损检测越障能力差、桥梁状态评估移动作业难等关键技术问题。开发了公路基础设施灾损检测飞行机器人及诊断评估系统,研发了复杂环境下快速抵进灾害现场评估灾损情况的检测机器人智能平台,以及集成远端执行器的车臂协同稳定性控制与多传感器数据融合技术的桥梁自主检测机器人,实现50公里路域灾损信息的采集与评估小于24小时,为灾中指挥、灾后救援与抢通保通提供有力决策支持。成果支撑了地震、地质灾害条件下公路设施状况和灾损情况的快速检测,为快速掌握灾后公路基础设施受损情况、确定应急救援通道和实施救援提供基础支撑。

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道路冷链运输监测系统和掌上冷运App界面。

基于电子运单的道路危险货物运输监管系统和冷链运输监测系统

聚焦专业化物流运输领域,针对危险货物道路运输电子运单数据质量、跨区域查询时效性、安全监管有效保障等方面存在的不足,以及道路冷链运输有效监测手段缺乏、难以支撑货物在途温控信息追溯等实际情况,突破危险货物电子运单跨区域批量交换、多模态数据融合校验、应急处置信息精准匹配,以及冷藏车辆温控监测信息动态采集、全程可溯、综合评价等关键技术难题,研发升级基于电子运单的道路危险货物运输监管系统和道路冷链运输监测系统,有效提升危货运输监管能力和冷链运输服务质效。成果有效推动危险货物道路运输电子运单在全国范围内的推广应用。截至2025年第二季度,危险货物运输企业运单月均覆盖率达99.02%,车辆月均覆盖率达94.55%,部省上传接口正常率100%,查询接口正常率98.70%;危险货物运输应急处置知识库注册用户数突破1.9万,日均访问量超过2300人次。道路冷链运输监测系统接入企业40余家、车辆1000余辆,支撑了《危险货物道路运输规则 第5部分:托运要求》《冷链运输电子运单技术要求》等国家标准的制定。

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路面高速沉弯仪数字化计量示范应用。

公路基础设施质量关键指标计量体系及数智化计量新模式

针对公路基础设施质量关键指标在动态、复杂、极端条件下的“测不了、测不准、测不全”等难题,以测量装置、测量方法、校准规范、计量模式为主线,开展了冲击力、摩擦力、承载性能等关键参量的量值溯源新模式研究,突破了动态微形变数字化复现、计量标准体系化研发、在线远程计量模式构建等关键技术瓶颈,形成了全面、高效支撑基础设施质量提升的数智化计量新模式。制修订《桥隧结构监测系统在线校准方法》《激光式高速弯沉测定仪校准规范》等国家、行业计量技术规范10余部。成果成功示范于全国30余个省级行政区,实现了西藏、青海等高海拔地区的常态化计量服务,支撑公路基础设施高效、准确、可靠检测200余万公里,进一步完善了行业质量基础设施(NQI)体系,为公路基础设施质量和安全性能提升提供了有力支撑。

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(本文刊发于《中国交通报》2025年9月26日第9版)

来源:科学技术处、中国交通报

编发:办公室



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