勤耕春事早 桃李满长安
  科技力量服务美好出行
中国交通报 2021年05月08日 第7479期

  在虎门大桥和港珠澳大桥之间,深圳至中山的跨江通道——深中通道建设正在有序推进。建成后,它将成为粤港澳大湾区的重要交通枢纽,为人们美好出行添上浓墨重彩的一笔。在深中通道建设中,长安大学沙爱民教授团队承担了“面向大交通量与重载特点的高性能海底沉管隧道路面材料与结构设计”科技攻关项目,为海底沉管隧道路面铺装方案优化设计与提升性能贡献科技力量。

  作为一所具有鲜明行业特色的高校,长安大学自1951年建校起,就将服务国家建设和交通运输、国土资源、城乡建设行业发展作为自己的重要使命,矢志创新、接续奋斗。近年来,学校面向国家重大战略需求,全面增强科技创新能力,提升科学研究水平,以科技力量服务国家建设和交通运输行业发展。




港珠澳大桥。


中国科学院院士、长安大学教授彭建兵(左三)开展野外地质调研工作。


长安大学教师指导学生开展道路加速加载试验。


长安大学教师指导学生做桥梁模型试验。


师生在车联网与智能汽车测试技术工程研究中心做试验。


长安大学科研团队探讨公路灾害智能监测预警系统。



科技攻关 为交通运输事业贡献力量

  2020年7月,世界最大跨径公铁两用斜拉桥——沪苏通长江公铁大桥顺利通车。在大桥建设过程中,为了缩短工期、提高施工效率,建设者首次大规模采用了塔梁同步施工的建设方案,桥塔建造与主梁拼装同步进行,桥塔线形控制、索力控制、主梁线形控制相互耦合,施工控制难度大大增加。为了保证塔梁同步施工的安全,长安大学教授赵煜带领科研团队承担了施工过程中桥塔变形实时监测项目。该技术基于图像原理,可以实现结构二维变形的高精度实时动态测量,为沪苏通长江公铁大桥建设过程中的桥塔变形监测提供了重要技术支撑,有力保障了大桥建设的安全性和高质量。

  这样重大工程建设中的科技攻关,对于有着“公路黄埔”之称的长安大学来说,并非个例。在此之前,举世瞩目的超级工程港珠澳大桥建设过程中,6个长安大学科研团队深度参与科技攻关,有效保证了大桥的顺利完工和安全运营。其中,沙爱民教授、陈华鑫教授团队承担了“节段式沉管隧道路面关键技术”研究,谢永利教授团队参与了“外海厚软基大回淤超长沉管隧道设计与施工关键技术”研究,杨志强教授团队承担了“岛隧工程深水深槽长距离沉管隧道最终接头测控技术”研究,为港珠澳大桥长距离海底沉管隧道的设计施工提供了重要技术支撑。贺拴海教授团队承担了“青州航道桥主桥施工过程精细化分析及控制”研究,刘健新教授、李加武教授团队承担了“江海直达船航道桥的结构抗风性能试验”研究,王元庆教授团队承担了“职业健康、安全、环保一体化管理实践后评价”专题研究,为大桥建设过程中实现职工健康、工程安全与环境保护目标作出了重要贡献。

  港珠澳大桥建成通车后,黄平明教授团队承担了港珠澳大桥智能化运维技术集成应用项目“跨海集群设施服役状态评估及智能维养技术与装备”研究,为智慧港珠澳建设贡献长大力量。

  港珠澳大桥的建设也凝聚了一批长安大学优秀校友的心血与智慧,无论是总体规划、前期施工方案制定,还是管理、设计、施工、监理、运维等各个环节,都有长安大学校友的创新智慧。

  造型优美、设施完善的北京大兴国际机场“凤凰展翅”的背后,也有长安大学两个科研团队参与科技攻关,机场建设指挥部总工程师郭雁池是长安大学优秀校友的代表。他们以充满科技力度和人性温度的设计,让北京大兴国际机场更加灵动与便捷。

搭建平台 为科研成果产出提供重要载体

  近年来,长安大学高度重视科研平台建设,为开展高质量的科学研究提供了重要载体。无论是传统交通运输基础设施建设,还是新技术应用研究,都能见到长安大学科研工作者埋首实验室辛勤耕耘的身影。

  作为长安大学重要科研平台之一,道路加速加载试验研究中心主要进行道路材料和结构的长期性能及道路功能试验研究,包括路面长期性能加速加载试验与新型路面研究。

  近年来,该研究中心的科研团队瞄准我国公路建设中的重大课题和关键技术,开展路面结构理论研究和路面材料组成优化研究,围绕我国高速公路建设中存在的长期性能不足,对涉及冻土地区公路、长寿命路面、盐渍土路基等西部特殊恶劣环境条件下高等级公路修筑技术难题开展技术攻关,先后承担了国家科技支撑计划课题“多年冻土区高速公路高性能路面结构与材料耐久性能研究”、国家重点研发计划综合交通运输与智能交通重点专项“道路基础设施智能感知理论与方法”、国家自然科学基金重点项目“环保型路面全寿命周期设计理论与方法”等多项课题的研究,科研成果在青藏公路、港珠澳大桥等多个重大项目建设中应用,有力支撑了我国公路交通重大工程建设。

  同时,科研团队面向国家战略需求,围绕城镇化发展、“海绵城市”建设过程中面临的公路基础设施建设与自然、人居环境之间的矛盾,在国际上率先提出了“路面不仅是汽车行驶和行人行走的通道,而且是人们工作和生活的环境”的理念,建立了环保型路面设计理论与方法。团队研发了具有我国自主知识产权的透水路面、低噪声路面、低吸热路面、尾气分解路面、主动融冰雪路面、明色反光路面等新型路面,使我国在环保型路面领域达到国际先进水平,对建设环境友好型、资源节约型社会产生了积极影响和示范带动作用,为国家新型城镇化建设尤其是“海绵城市”建设提供了强有力的技术保障。

  面向未来国家建设需求和世界交通科技发展前沿,长安大学道路加速加载试验研究中心科研团队还着眼于运用“互联网﹢”技术,面向智能道路,积极研发路面发电、智能传感、无线传输等高新技术,期待在路面能量收集与利用、路面信息状态智能分析等关键技术上取得突破,引领道路工程领域的技术创新,辐射和促进材料、信息、电子、能源等相关产业发展。

  另一个重要科研平台——车联网与智能汽车测试技术工程研究中心,则在自动驾驶、智能交通科研领域取得了突出成就,为智慧交通发展提供了重要的科技支撑。该研究中心从车路协同系统概念入手,建立了智能汽车测试的金字塔模型,开发出世界上首套无人车室内测试平台,研发了无人车,在北校区汽车综合性能试验场的基础上,通过电子化、信息化和智能化改造,完成了车联网与智能汽车测试场的建设。

  团队先后承担国家重点研发计划综合交通运输与智能交通重点专项“高速公路智能车路协同系统集成应用”、新能源汽车重点专项“自动驾驶电动汽车封闭测试环境构建与场地测试”课题研究,并与齐鲁交通信息集团联合建设国内首个智能网联高速公路测试基地——齐鲁交通智能网联高速公路测试基地。双方在充分研究论证的基础上,围绕车路协同、自动驾驶等关键技术方向,对齐鲁交通集团所属的一条高速公路进行智能化改造和附属基础设施建设,全力打造国内首个面向自动驾驶与车路协同核心技术研发和示范的智能网联高速公路测试基地示范区。

  车联网与智能汽车测试技术工程研究中心承担了该测试基地的总体建设规划和技术研发工作,按照交通运输部制定的自动驾驶测试基地技术标准,提出了高速公路基础设施改造技术方案,构建覆盖整个高速公路测试基地的多模式异构车联网系统,满足车—车、车—路、车—人之间的高速低延迟数据通信和高清视频传输,建立高精度道路与场景模型,为自动驾驶车辆提供实时的高精度地图导航和动态交通目标信息,打造标准化智慧路网管控与服务平台,实现道路基础设施要素资源的全面数字化、“人车客货”互联互通,用数据管理和决策为车辆运行提供全方位支撑。

防灾减灾 保障交通建设与人居安全

  构建安全高效的交通运输系统得益于路桥建养技术的进步,同样与地质勘测及防灾减灾科学研究息息相关。在这一领域,长安大学科研团队成果颇丰。

  中国科学院院士、长安大学教授彭建兵在工程地质和灾害地质领域深耕40年,带领团队围绕“松散层大变形”这一重要科学问题开展研究,结合国家自然科学基金重大项目“黄土高原重大工程灾变机理与防控”、重点项目“人类活动的黄土滑坡响应机理与灾害预警”、国际(地区)合作与交流重点支持项目“东非裂谷区地裂缝灾害机理与防控”等,提出了地裂缝成因新观点,创新了黄土滑坡成因理论。

  在此基础上,团队研发了地裂缝和黄土滑坡系列防控技术,突破了西安地铁适应地裂缝变形的技术瓶颈和高速铁路、东非铁路的地裂缝减灾难题,降低了西安、北京等城市的地裂缝灾害风险;指导多个滑坡治理工程的实施,为国家经济发展和防灾减灾作出了重要贡献。团队还创新性地提出了区域稳定动力学的理论与方法体系,解决了黄河上游积石峡、黑山峡和陕西黑河等大型水电工程的一系列重大工程地质问题,为西部水电工程的开发建设作出了重要贡献。

  2021年1月,长安大学教授张勤科研团队第三次利用北斗技术,成功预警甘肃永靖县黑方台突发性黄土滑坡,有力保障了当地人民的生命和财产安全。该监测预警系统是张勤教授团队承担的国家自然基金重点项目“基于空天地技术的滑坡识别与智能监测预警”和国家重点研发计划项目“特大滑坡实时监测预警与技术装备研发”的研究成果,为后续开展滑坡等突发性地质灾害的监测预警和技术装备研发奠定了重要基础。

  张勤带领的科研团队——长安大学空间定位与灾害监测研究所,下设“北斗导航定位”“遥感InSAR技术”“GNSS遥感”和“大地测量反演”4个研究方向,其中一些方向处于国际前沿。研究所还建立了我国第一批北斗分析中心。该团队参与完成的“InSAR毫米级地表形变监测的关键技术及应用”项目获得2018年度国家科技进步奖二等奖。该项目在“基于人工角反射器等约束形变测量方法”方面的研究成果应用于山西省太原市地表沉降监测、重庆市滑坡地质灾害监测,为保障当地人民的生命和财产安全作出了重要贡献。

  加快构建综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通,是民之所向、大势所趋。在我国建设新型交通运输体系的进程中,长安大学科研团队将持续发挥专业优势,以孜孜不倦的科学研究和无私无畏的奉献精神,助力实现人们对交通出行的美好愿景,为加快建设交通强国贡献智慧和力量。

  本版文图由 长安大学 提供
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