本文內容來自2023中國工程院智慧公路工程科技論壇-智慧公路發(fā)展高峰對話。中國工程院盧春房、姜德生、鄭健龍、張喜剛院士,新加坡工程院李德纮院士,山東高速集團原董事長周勇,就智慧公路發(fā)展傳授觀點。
盧春房,中國工程院院士、中國工程院主席團成員、中國工程院工程管理學部主任、中國鐵道學會理事長。
盧春房院士:智慧公路提升綜合交通運輸效率
我國綜合交通運輸體系在效率方面還有很大的提升空間,智能化、智慧化技術應用是提升綜合交通運輸效率的重要方向,比如發(fā)展智慧公路。天氣、事故、違章駕駛、隧道技術、安全管理等是影響高速公路運行效率的幾個關鍵因素。解決上述問題就需要發(fā)展“智慧的車,聰明的路”。此外,效率提升還需要與基礎設施建設相匹配,避免基礎設施的閑置浪費。“交通強國戰(zhàn)略研究”提出一個評價指標——基礎設施利用率,用來衡量交通基礎設施的效率和效益,在0.6~0.85之間是比較合適的,今后在基礎設施規(guī)劃建設中,要把效率和效益放在重要位置。
姜德生,中國工程院院士、光纖傳感材料與傳感技術專家、武漢理工大學戰(zhàn)略科學家、博士生導師,湖北交通投資集團首席科學家。
姜德生院士:智慧公路傳感網絡
光纖波分時分混合組網的陣列光柵傳感網絡,我國率先實現(xiàn)在一根光纖上面可以制備80多萬個傳感器,并在工程領域開展應用,在智慧交通領域可以有效解決基礎設施智慧化數據監(jiān)測問題。通過陣列光柵技術可以將光纖制成大容量的應變傳感器、振動傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等,在一些重要的交通基礎設施進行應用,可以實現(xiàn)全時全域的數據監(jiān)測,滿足米級甚至厘米級數據采集需求,大幅提高數據監(jiān)測的范圍和精度,提升交通基礎設施智慧化水平。具體到智慧公路領域,陣列光柵傳感網絡有助于推動實現(xiàn)智慧公路車道級監(jiān)測,在道路橋梁新建、改擴建、養(yǎng)護維修等場景均可應用。目前該項技術已應用于湖北花湖機場、部分公路橋梁建設,有效降低了成本并取得了良好的效果。
鄭健龍,中國工程院院士,道路工程專家。長沙理工大學教授、博士生導師,公路養(yǎng)護技術國家工程研究中心主任。
鄭健龍院士:公路綠色建設養(yǎng)護
公路綠色建設養(yǎng)護的基本目標是保證路網的安全高效運行,同時盡可能減少資源消耗。公路綠色建設養(yǎng)護關鍵體現(xiàn)在公路結構、路面材料、養(yǎng)護管理三個方面:第一,要發(fā)展長壽命的公路結構,目前我國的公路結構設計壽命、使用壽命都偏短。第二,要發(fā)展可再生的材料,研究開發(fā)生物瀝青替代傳統(tǒng)的礦物瀝青,通過油石分離技術將公路廢棄料中的石料完整分離出來,重新加以利用;探索將廢舊瀝青高品質、高附加值的開發(fā)利用,例如作為電池的電極材料。第三,要發(fā)展智能化養(yǎng)護管理,采用智能化的手段來對現(xiàn)有道路進行科學評價,進而作出科學養(yǎng)護決策,實現(xiàn)用最低的成本來保證最高的公路運輸效率。
張喜剛,中國工程院院士,橋梁工程專家。中國交通建設集團有限公司首席科學家、高端科技智庫專家委員會主任。
張喜剛院士:智能橋梁
智能橋梁是指在材料、工藝、裝備等橋梁工程技術得到充分發(fā)展的基礎上,將橋梁全生命周期數字化、智能化,實現(xiàn)橋梁的智能建造、智能感知、智能管控、智能評估、智能決策、智能養(yǎng)護,全面融入智慧公路發(fā)展體系的新一代橋梁工程。目前已從以下四個方面推進智能橋梁發(fā)展工作:第一,推動制定智能橋梁發(fā)展規(guī)劃。第二,從國家戰(zhàn)略層面布局研究工作,長大橋梁安全長壽與健康運維、橋梁智能與綠色建造兩大重要方向已經列入了新的全國重點實驗室體系。第三,有計劃地系統(tǒng)推動智能橋梁關鍵核心技術研發(fā);第四,推動橋梁重點工程開展智能化先行先試,包括智能造塔機、梁的智能化預制和智能化架設等。
李德纮,新加坡工程院院士,智慧交通專家。浙江大學求是講席教授、博士生導師,浙江大學伊利諾伊大學厄巴納香檳校區(qū)聯(lián)合學院院長。
李德纮:公路智能收費國際經驗
1975年新加坡就開始基于地區(qū)通行證以人工方式在市區(qū)進行公路收費,收取的費用是擁堵費,而不是公路通行費或養(yǎng)護費。1998年采用基于專用短程通信技術的電子公路收費,新加坡中心商務區(qū)的擁堵得到了相當程度的緩解。2020年新加坡建成衛(wèi)星式公路收費系統(tǒng),在新加坡全域進行公路收費,收取的費用也轉變成公路使用費,新加坡采用衛(wèi)星以及路側單元RSU混合制方式,解決了技術上最大的難點——精度問題,明確車輛定位和明確車輛數量兩者對精度的要求有數量級上的差別。2023年夏季新加坡局部區(qū)域開始試行衛(wèi)星式公路收費。
周勇,山東高速集團有限公司原黨委書記、董事長,第十三屆山東省政協(xié)常委。
周勇董事長:智慧公路山東實踐
山東智慧高速建設以實現(xiàn)全壽命的數字建設養(yǎng)護、全過程的數字安全通暢、全方位的優(yōu)質服務體驗為目標,“十四五”期間要實現(xiàn)交通基礎設施全要素數字化初見成效,建成高速公路數據中心,建成包括濟青北線、濟青中線、濟青南線在內的濟南到青島的區(qū)域智慧高速網絡。
具體舉措主要有:第一,高起點統(tǒng)籌規(guī)劃,現(xiàn)在智慧高速建設沒有統(tǒng)一的標準,也沒有可以借鑒的實際經驗,要從頂層設計層面全面統(tǒng)籌考慮。第二,推進智慧工程項目實踐,京臺高速濟南—棗莊段,采用綠色建造技術,支持車路協(xié)同試驗,具備全天候通行條件,享有伴隨式信息服務,實現(xiàn)車道級定位;即將通車的濟青中線,在京臺高速濟南—棗莊段的功能基礎上,將實現(xiàn)“雨雪不封路,隧道不降速”,還有配套的智慧服務區(qū)及低碳場景建設等。此外,全景式的智能網聯(lián)測試基地為智慧高速智能設備集成融合提供了支撐。第三,開展高速公路數字化轉型,在高速公路全生命周期場景推進數字化建設,推進BIM技術在工程實踐應用,開展數據中臺、技術終端、視頻平臺、地理信息平臺建設,將設計、建設、管理、運營、服務等業(yè)務數據匯集應用,提升高速公路數字決策的能力和水平;通過打造智慧決策、應急指揮、出行服務、業(yè)務管理、視頻融合、統(tǒng)計分析、運行監(jiān)督、收費運營、氣象服務九大功能,實現(xiàn)了路網態(tài)勢一張圖、應急指揮一張網、出行服務一體化。