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创造世界领先、时代需要的科技成果:公路院加快建设交通强国试点工作纪实

时间:2022-11-14
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聚焦长寿命沥青路面,一辆辆上百吨重的卡车在公路交通试验场足尺路面环道上飞速行驶,为科研人员呈现38种不同路面结构发生的细微变化;

将平安交通大事做细,30余万条乡镇及以上区划指路标志信息,1.5万张风险要素标注数据,近10年公路建设工程安全生产事故案例,海量数据为科研人员洞察公路安全提供支撑。

围绕行业难点、痛点和未来着眼点,交通运输部公路科学研究院(简称部公路院)四项交通强国建设试点任务正在紧锣密鼓、有条不紊地推进中,覆盖了基础设施、智能交通、平安交通和运输模式创新。

部公路院院长张劲泉表示,部公路院正举全院之力集智攻关,在加快建设交通强国中争当排头兵,努力创造世界领先、时代需要的科研成果。

面向未来集智攻关

部公路院召开交通强国建设试点任务动员大会。

2021年11月,部公路院交通强国建设试点任务动员大会部署了为期五年的试点工作,吹响了投身加快建设交通强国的冲锋号。

建院66年来,部公路院累计完成科研成果2000余项,获国家级奖项77项,在“祖国最需要的地方”建功立业,在许多重要领域和前沿方向跻身世界先进行列。如今,交通强国建设试点工作已成为部公路院向世界一流研究院转型发展的好契机和大平台。

“公路院要想建成世界一流研究院,成为加快建设交通强国的科技先锋,就得去解决国家和行业急需解决的难题和问题,做出别人做不出来的原创性、颠覆性成果。”张劲泉说。

目前,部公路院正依托交通强国建设试点工作,改革创新重大科技项目组织管理方式,加强体系化竞争力量配置。

——交通强国建设试点工作催生了新型管理方式。

部公路院领导班子带队,集智攻关,建立责任制,立下“军令状”,做到有责任、有管理、有监管,责任直接明确到人,工作细化到时间节点,目标落实到考核指标,成果指定到领先水平。同时,参照国家重点研发计划管理方法,成立了跟踪责任专家库,集中全院技术精英,对项目全周期跟踪把关。院属中路高科交通科技集团有限公司亦成立集团跟踪责任专家库,对企业承担的试点任务进行技术把关。跟踪责任专家对项目重要环节出具书面意见和修改确认意见,记录存档。

——交通强国建设试点工作孵化了新型激励机制。

除了创新管理方式,在激励方面,部公路院更是“不惜家底,举全院之力”。

据了解,部公路院拿出了内部科技创新专项资金支持64个项目,引入事企赛马、揭榜挂帅、定向与竞争申报相结合等机制,加强对企事业科技创新团队的激发和激励。

“2021年已下达2840万元,2022年下拨经费1645万元,2023年上半年计划投入2580万元,持续支持项目建设。集团那边也以差不多力度对企业承担的试点任务进行支持。可以说是不惜家底,举全院之力,来完成我们承担的试点任务,支持力度绝对是空前的。”张劲泉说。

——交通强国建设试点工作探索了成果转化的新路子。

交通运输部批复同意部公路院开展试点后,部公路院迅速赴20余个交通强国建设试点省份开展科技创新需求调研,与省交通运输主管部门和大型交通企业签署战略合作协议10余项,精准对接科技成果应用场景和工程示范,竭尽所能提供有力科技支撑。

“参加地方试点省份的科技创新需求调研工作,有个明显感觉,地方交通运输主管部门和大型交通企业,对公路院的试点工作成果非常感兴趣,希望能在当地推广应用,特别是希望成熟的成果落地应用,这是地方对公路院的信任。”部公路院物流中心主任蔡翠告诉记者。

解决“老大难”问题

长寿命路面技术,是世界各国公路路面研究的方向。自1997年英国首次明确提出长寿命路面概念以来,世界各国竞相开展长寿命路面的研究。

相比之下,我国长寿命路面技术研发起步稍晚。原创基础理论严重缺乏、应用研究多基础研究少、专业人才多复合人才少,成为我国路面技术存在的突出短板。

依托在公路交通运输领域数十年的积累,部公路院主动承担重任,将“公路基础设施延寿与绿色建养技术研发应用”作为第一项试点任务,全力攻关,破解长期需要解决而未得到有效解决的“老大难”问题。

部公路院王旭东研究团队承担了“使用年限在30年的沥青路面公路技术研发与应用”研究工作。王旭东告诉记者,目前,依托足尺路面试验环道开展长寿命路面建养技术研究,至2022年7月,已完成累计标准轴载7000万次的阶段加载任务,大致相当于我国特重交通荷载下高速公路使用30多年的荷载水平,在世界上首次获取了累计标准轴载7000万次情况下,荷载、环境、使用性能和结构力学响应多元化的科学基础数据。依托相关数据分析,研究提出了承力体系结构疲劳寿命逐层累计和双向疲劳的长寿命沥青路面设计新思路,构建了融合外因、内因与受力状态的三维度服役性能演化统一模型,为长寿命沥青路面设计方法提供理论基础。

按照计划,2025年12月前,该项目将完成足尺试验环道1.2亿累计标准轴次加载,采集面向50年沥青路面使用寿命的服役性能演化数据,研发使用寿命30年的长寿命沥青路面设计方法、设计模型和设计参数。

建设长寿命路面可以推动节约社会资源、保护自然环境等绿色目标的实现。生态化公路网和绿色化公路交通廊道建设,则是直接锚定绿色发展蓝图。

江苏盐靖高速公路组合式低噪声路面施工。

工程因素对发芽初期植物成活生长的影响规律是什么?什么样的生态路面材料,可以降低交通噪声带来的烦恼?……在苏北水网地区,部公路院科研人员用生态化路网建设技术解答了这些问题。

部公路院副研究员李明亮带领团队承担了《生态化公路网建设技术研发及技术指南研制与推广应用》研究工作。他说,针对苏北滨海湿地生物多样性保护,以及苏北水网水体和水生生态保护等问题,开展了基于路网改造的湖—田—湿地生态化建设理论与技术研究。目前,在苏北路网的改造与公路养护工程中实施了低噪声路面、路面与屏障设施协同的综合降噪技术、海绵透水公路、大空隙薄层罩面、多孔路面功能恢复与再生等多项环保和低影响开发技术组合的生态化路网建设方案。通过不同技术的有效组合与功能平衡,实现了路网功能性与生态化同步提升。

依托系列工程实践,李明亮和同事将起草《生态化公路网建设技术指南》。期待这份指导性文件为我国生态化公路网建设实施提供系统性技术支撑,提高我国公路网的可持续发展水平和环境质量状况。

公路交通综合试验场。

引领行业科技发展方向

在集成各种交通方式票务资源的统一出行服务平台上购票,是一种什么体验?它将带来方便快捷,也将带来酣畅淋漓。部公路院第二项试点任务——“公路智能交通技术与装备研发应用”,已将智慧出行大数据应用平台研发列入其中。该平台旨在提升综合运输组合效率,完善交通系统服务能力,改善居民出行服务水平,促进提高公共交通分担率。

围绕一体化按需无缝衔接出行目标,科研人员将研发面向一体化出行的交通大数据应用关键技术体系,研究构建集成各种交通方式票务资源的统一出行服务体系与平台,通过信息集成、运营集成、支付集成,优化资源配置,为用户提供个性化、全链条、一站式的综合交通出行服务,减少出行时间,提升旅客出行效率,实现一体化按需无缝衔接出行。

包括智慧出行大数据应用平台在内,部公路院在“公路智能交通技术与装备研发应用”试点任务中,共布局了公路交通基础设施数字化、营运车辆安全高效运输、公路管控智能化、交通出行便捷高效、交通信息系统安全防护、车路协同证书认证网络信任体系6个方面内容,努力形成一批可复制、可借鉴、可推广的工程应用成果,引领智能交通技术与装备新一轮发展。

通过3—5年时间,公路基础设施数字化体系研究取得系统成果,公路基础设施建设与养护一体化管理平台、高速公路设施设备数字孪生平台、智慧出行大数据应用平台研究基本完成……“公路智能交通技术与装备研发应用”部分试点任务擘画的未来发展蓝图,将引领行业科技发展方向。

据了解,该试点任务目前初步形成了公路交通基础设施数字化技术路径,系列成果已应用于标准制定、示范工程建设。

在标准制定方面,《自动驾驶汽车运输安全服务指南(试行)》已于近日公开征求意见,将有助于进一步规范自动驾驶汽车在运输服务领域的应用,也将有助于我国在自动驾驶领域的竞争中取得更加有利的位置。

《自动驾驶汽车运输安全服务指南(试行)》公开征求意见。

在示范工程建设方面,隧道运维和低碳节能装备目标参数和结构设计成果,支撑了京津冀、长三角、成渝双城经济圈等典型高速公路智慧化建设工作;车路协同相关密钥和证书预嵌入公路信息系统的安全方案,支撑了江西、四川等地的示范试点。

安全大事做细

2021年年末,全国公路总里程528.07万公里,比上年末增加8.26万公里。公路密度55.01公里/百平方公里,同比增加0.86公里/百平方公里,公路密度不断攀升。交通愈加便捷的同时,需要更加关注安全。

安全生产作为民生大事,已经被摆在了前所未有的重要位置,紧而又紧、实而又实,久久为功。

在技术飞速发展的今天,越来越多的高科技手段加入到安全生产工作中,为人民群众生命安全提供科技保障。

部公路院第三项试点任务——“公路安全新技术研发与应用”,便是围绕安全展开的。按照计划,部公路院将围绕公路安全设施可靠性设计技术及标准、公路安全风险辨识评估与预防预控新技术、在役公路安全设施技术状况评定方法和技术标准等领域展开深入研究。通过3—5年时间,形成系统成果,初步实现推广应用。

安全无小事,部公路院的试点工作把平安交通大事做细。

目前,试点项目建立了乡镇及以上区划指路标志信息库,收录信息30余万条;完成15000张风险要素标注数据;搜集近10年公路建设工程安全生产事故案例860余起,初步形成了公路工程建设期施工安全风险和隐患分类。

除了梳理海量数据,部公路院还将目光投向了智能装备。

目前,部公路院科研人员正在研发公路基础设施灾损检测诊断评估机器人,包括“飞行人”“行走人”“爬行人”。

部公路院副研究员晋杰是“爬行人”项目的负责人。他介绍,目前,针对桥梁检测诊断评估机器人移动爬行平台的移动爬行、本体控制系统、动力驱动系统、自主移动与多功能手臂协同控制等技术,以及针对桥梁检测诊断评估机器人多功能手臂的路径规划、目标抵近、机械臂控制等技术,研发进展顺利。按照工作计划,今年年底前将完成自主作业多功能手臂规划控制、机器人移动爬行平台与多功能手臂的协同控制技术研发。

创新运输模式

随着我国经济社会快速发展,收费公路发展的基础条件和政策环境都发生了深刻变化。收费公路面临大规模集中到期、存量债务规模大、管养成本上升等困难和问题。

业内认为,我国高速公路已经成网,并开始进入新的历史阶段。未来收费公路应向“里程税+拥堵费+排放税”过渡,最终实现无站、动态、差异化收费,这对现行管理体制和技术都将产生革命性颠覆。在这个大背景之下,收费公路要有新理论、新思路、新制度、新技术的全面改革创新。

唯有以维新务实的姿态,全面建立新阶段的收费公路政策制度框架,才能解决当下问题并实现新阶段的可持续发展。部公路院第四项试点任务——“公路运输模式创新研究”,便是围绕公路税费制度展开的,将重点研究公路里程税(费)理论方法、制度创新。

通过理论分析,科研人员初步确定了公路里程收费的税费制度选择,从现行燃油税、车购税、通行费等公路税费制度存在不可持续的问题,论证交通税费制度改革的必要性,正在多方案论证并构建里程税(费)基本制度框架,及其与现行交通税费制度的关系。

按照计划,2025年之前,部公路院将研发基于车辆OBD的行驶里程计算原型系统,构建基于里程税(费)的公路投融资体系,建立里程税(费)收入测算方法模型,形成里程税(费)改革实施方案。

包括公路里程税(费)制度创新应用研究在内,部公路院聚焦公路税费制度创新和现代物流、绿色物流、公路计量、汽车动力电池健康诊断、交旅融合发展等领域的新装备、新技术、新标准等关键问题,引领公路交通模式创新发展。

部公路院目前建立了道路冷链运输信息追溯体系框架,完成了化工园区对外危险货物运输安全风险评估方法、指标体系和风险论证工作指南初稿,初步建立基于区块链的危险货物运输电子运单信息共享技术平台,已启动黑龙江等4省的验证应用;纯电动汽车动力电池健康度检测项目与哈密、乌鲁木齐、昌吉、鄂尔多斯等地方政府确定了试点合作意向。

人民满意、保障有力、世界前列,是交通强国建设的总体目标。张劲泉表示,部公路院的交通强国建设试点工作将牢牢把握“人民满意”这个根本宗旨、“保障有力”这个基本定位、“世界前列”这个必然要求,坚持“安全、便捷、高效、绿色、经济”5个价值取向,以钉钉子精神开展好科技创新引领和支撑工作,当好加快建设交通强国的科技先锋!

创新公路计量,服务行业高质量发展。

本文刊发于《中国交通报》2022年11月10日第5版