(来源:千龙网)
高速公路施工现场,无人压路机群驶过瞬间,现场工程师就能通过手机查看到建设路径、进程、质量等数据。这套融合物联网传感、卫星定位、AI(人工智能)算法等技术的高速公路全生命期智能建造理论与技术方案,是由清华大学、天津大学和河北工业大学团队共同研发的成果,也是京津冀三地构建基础研究协同创新机制的生动实践。
以北京“三城一区”为主平台,以中关村为主阵地,以京津、京雄新质生产力走廊为骨干,以天津滨海新区、河北雄安新区、石家庄为重要支点,北京(京津冀)国际科技创新中心正在构筑起高效协同创新网络,架起基础研究直通产业应用“桥”。越来越多的基础研究成果,从实验室丝滑走上生产线。
真金白银聚合三地优势科研
清华教授王睿自豪地说,高速公路全生命期智能建造理论与技术方案已在京津冀地区20余条道路的智能建养工程中应用。“是京津冀自然科学基金合作专项的支持,给3所学校的默契合作创造了理想的平台。”
如他所言,该专项的资助模式被总结为“五统一”,即统一组织、申请、评审、立项、管理,旨在引导三地优势科研团队联合开展研究,形成联合开展科学研究、人才培养、申报其他科研项目、发表科研论文、建设科研平台,共享科研数据、科研仪器、科研成果的区域协同合作机制。
在这些真金白银的支持下,王睿联合天大教授周海祚、河北工大教授王雪菲,发挥各自在岩土工程、智能建造等领域的优势,带领团队向着公路智能建造和养护领域发起攻关,携手打通了从基础研究到产业应用的“最后一公里”。
如今,京津塘高速、塘承高速、津沧高速等道路都实现了智能建养。团队还打造了贯穿三地的路网大数据管控平台,显著提升施工效率与质量。
包括王睿团队的成果,该专项围绕京津冀“六链五群”产业布局及合成生物制造等重点领域,资助了277项三地合作项目,促进700余个科研团队形成紧密合作。已验收的114项项目中,累计有23项项目实现不同形式转化应用,有效赋能京津冀三地经济实现高质量发展。
京雄合力打造世界首创
河北雄安新区有一座规模宏伟的“地下城”:综合管廊约380公里、停车场超2200万平方米。地面上精度达米级的北斗导航系统一度到了这里也失灵。
北京邮电大学教授路兆铭带领团队,利用其世界首创的“北斗+5G室内分布”多源融合定位技术精准破题:先把北斗信号接收下来,再借助长相类似“小蘑菇头”的室内分布系统转发出去。
简单的一句话,他们稳扎稳打地干了5年多。
“在北邮完成了核心技术研发后,雄安新区提供了非常好的测试环境。”路兆铭举例,“开放了超过200万平方米的地下空间作为测试场景,覆盖地下停车场、地下管廊等。还协调了智慧停车运营企业,将定位数据接入‘雄安行’App。”
“一路走来,雄安新区为我们技术的测试与迭代升级提供了最好的试验场。”路兆铭由衷地说。
这个由首都高校作为技术源头,提供从理论研究到核心算法的全链条支持;雄安新区发挥产业基础和应用场景优势,搭建转化“快车道”的模式,让论文里的成果更快走进现实。
路兆铭说,该技术的应用场景还在不断拓展。比如,在大型商业综合体,系统可实现人员定位与应急疏散导航;在地下综合管廊,能为巡检机器人提供精准路径指引。基于该技术研发的“邮芯1号”北斗室内外连续定位模组,可实现车辆在隧道、山区等信号盲区的全程监控,大幅提升运输安全。“我希望这个京雄合力培育的‘种子’可以遍地开花,团队也在向着这个目标不断努力。”
三地协同落地“纸上梦想”
在天津滨海—中关村科技园的实验楼里,一种3D打印的大型多层点阵夹芯板,正源源不断地被制造出来。其结构内部均匀“生长”着三叉形状的“筋骨”。
通过它,整个海洋工程的格局会发生“魔术”般的改变。作为“魔术师”,北京理工大学机械与车辆学院教授刘长猛说:“点阵结构具有轻量化、高度强、多功能等优点。一旦外力较大,能屈能伸的‘筋骨’可以顺势卸力,恰好有效解决了海洋装备中应力集中等问题。”
但受制于传统制造方法,以及成本高昂等因素,这种结构一度成了力学家的“纸上梦想”。
3D打印技术,让梦想变为现实。刘长猛领衔的跨尺度智能增材制造团队从根本上打破了传统限制,依托在增材制造、点阵结构力学与多弧协同控制等领域的长期基础研究积累,建立了大型金属点阵结构3D打印新方法,将“纸上梦想”落地。他说:“这个技术的核心就是利用3D打印,让‘筋骨’在空间任意位置上‘生长’,形成点阵结构。”
面对大规模批量化制造的需求,团队还研发了中国最大的金属3D打印制造装备。
值得一提的是,这是一次京津冀三地间的默契合作。刘长猛说:“核心技术在北京研发;打印材料来自河北,因为该省有强大的钢材制造业基础;天津滨海的中试基地能让技术快速对接产业需求。”
其实,不仅海洋,特种车辆、飞机等都是点阵结构大展拳脚的领域。刘长猛说:“我们的目标,是用3D打印技术建造千米级的海洋浮式平台,推动未来材料、未来能源、未来空间等未来产业发展。”
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