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未来交通“黑科技” | 万米悬索桥或改变世界格局

2017-06-19

来源 : 光明日报

作者 : 刘文杰

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交通与城市生活中的每个人息息相关,交通拥堵不仅被称为城市“肠梗阻”,也让大家心情焦躁。人类能不能发展更快、更智能、更安全、更便捷的交通?在2017世界交通运输大会上,交通“黑科技”展现出了魅力,很多科幻电影里的场景或许很快就会出现在真实生活中。

VR和AR:现代交通设计的升级

VR(虚拟现实技术)和AR(虚拟增强技术)是从3D到4D的颠覆,它或许将引领现代交通设计的升级。同济大学已经用AR和VR技术完成无车校园设计。

据设计团队成员、同济大学杜豫川介绍,同济大学于2016年年底开始了核心区域无车的校园交通设计,使用的主要技术就是AR和VR。

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用安装在手机上的摄像头拍摄校园街景,用装载有雷达的车辆“扫街”,这两种方式得到的画面呈点云形式,运用云端计算模式和分布式处理,建成了同济大学指定区域的虚拟面域模型。

之后,再用AR呈现现实场景和人的交互参与,通过AR重现了校园交通标线、车道等,模拟了人车出行的各种状况,制作了若干个方案以供筛选,最终,中间走人、两边走自行车的方案胜出。

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除了校园交通设计,AR和VR还可以重现更大的实景,比如正在规划设计中的成都天府国际机场。这一机场外部枢纽的车流动线设计,就是通过VR和AR把车流和人流都放进模型做重构和仿真,达到了很好的效果。VR和AR技术从整体构思到细枝末节都能兼顾。

因此,在军事设计和道路设计领域,VR和AR技术作为辅助设计的强大工具正逐渐普及。

万米悬索桥:或将改变世界格局

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桥梁跨径问题是工程界自我超越的指标体系之一。悬索桥作为最自然的桥型,一直在跨径上实现突破——1931年,美国华盛顿大桥跨径破千米;36年后,金门大桥跨过1280米;1998年,日本明石海峡大桥跨径1991米。我国的大跨径悬索桥也于20世纪初进入国际视野——2005年,主跨550米的卢浦大桥建成;2008年,主跨1088米的苏通长江大桥通车;2009年,舟山连岛工程西堠门大桥的主跨达到1650米……

60年间,悬索桥的建造数量翻了3倍,而最大跨径定格在了仍在规划阶段的墨西拿海峡大桥——主跨3300米,连接起西西里岛和亚平宁半岛。

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悬索桥跨径的极限是多少?著名桥梁专家、中国工程院外籍院士邓文中曾通过公式推导,论证了在保证设计荷载、通行安全的前提下,建设万米级悬索桥是可行的。

万米级悬索桥虽不被日常交通出行所必需,但却是一种趋势的展望和技术的探索。如果万米级跨径悬索桥实现,世界上所有的海峡都可以被跨越,全球的交通出行、商贸往来、地缘政治格局或将被改变,桥梁将成为国际沟通最关键的要素,世界格局将因桥梁跨径的增大而改变。

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在挑战桥梁跨径的过程中,BIM技术(建筑信息模型技术)将发挥重要作用。简单地说,BIM技术的基本运作是从地图获取地理信息、用参数调整模块、进行反复拼接组合,它能让设计方案拥有一种自我完备的体系,可以具有相对的自我演变功能。

例如,交通设计方案修改遇到隧道单洞变双洞、主塔角度调整等大幅度变动时,运用BIM技术也不过是改变几个参数,钢筋使用量、概预算表等都将随之自动改变。

中交公路规划设计院BIM项目团队2016年刚刚为马尔代夫设计了一家五星级酒店,从酒店的陆地建筑、水上建筑到泳池、后期检修通道,甚至最后展演时的视频,都是通过BIM技术设计制作而成的。据设计团队的工程师彭运动讲,只要BIM构件库够完善,设计一座桥可能只需花十几分钟。

无人驾驶:未来交通全自动

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高速公路收费口往往是高速路上的“堵点”之一,虚拟支付为解决这一问题带来曙光。交通运输部路网监测与应急处置中心研究员董雷宏介绍,2017年年初,湖南省在全国范围内率先推出了“不停车手机移动支付”,用户下载手机App,关联身份信息、支付信息和车辆信息,通过审核之后,就可以完成注册。带着这样的手机,通过高速公路卡口,感应识别设施快速识别后,立即放行,车辆驶出高速公路时,将按照实际路径收费。

湖南预计在2017年年底全部人工收费车道均实现手机支付,40%的收费车道实现不停车手机支付。虚拟支付对交通移动支付的影响将是颠覆性的。

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2016年4月12日,搭载着前视摄像头、毫米波雷达、高精地图、自动巡航、APP控制系统等技术的“睿聘”无人驾驶汽车,从重庆长安汽车研究总院发车,踏上了重庆至北京2000多公里的征程。

按照长安智能驾驶研究所所长梁锋华的介绍,无人驾驶车辆按照自动化程度被分为四级,“睿聘”是第三级。试驾耗时6天,经过6个省,通过丘陵、山区、平原等地形。睿聘完成了变道、超车、避让行人等动作,甚至还主动识别了高速公路的限速标识和解除限速标识。

在高速公路路段,车辆时速可达到120公里,而在城市道路路段,时速为40公里。长安计划在2025年实现四级无人驾驶,也就是全自动无人驾驶。自动驾驶汽车是未来智能交通系统最重要因素,自动驾驶与智能交通的协同使人类交通出行更加安全和智能。

无人值守的收费站或许就在不远处,无人驾驶、无人机……被“黑科技”支撑起来的未来交通世界,更像一个无人力的世界。

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