8.08万公里，这是新中国成立之初整个中国能通车的公路里程。
到2019年，这个数字变成了484.65万公里，仅高速公路里程就达到了14.26万公里，居世界第一。
70年，条条高速遍神州，公路通到家门口。在这个过程中，我国的公路交通发展也逐步由建设为主过渡到建设养护并重，且养护需求越来越大。 养护体量大、频率高，养护设备昂贵、操作复杂，种种问题造成的养护难，已成为我国公路交通发展面临的一大窘境，也是交通运输工程领域科学家们面临的一大挑战。
同济大学交通运输工程学院副院长杜豫川教授领导的STEP课题组，正致力于解决这一难题。他们立足国家需求，大胆创新实践，利用先进感知与大数据人工智能技术，承担起了新时代智能探路人的使命。 S T E P（R e s e a r c h T e a m for Smart Transport Emerging computing and Perception）课题组，是同济大学交通运输工程一流学科在“交通系统全息感知与智能应用”领域重点建设的一流高峰学科团队。 该团队拥有杜豫川教授、暨育雄教授、沈煜副教授等核心成员，多年聚焦交通系统中运行状态和设
施性能的高精度感知、交通大数据
人工智能分析决策等方面的应用基
础理论和工程技术，已取得多项创
新性成果并推广应用。近期荣获
2019年度上海市科技进步一等奖的
金属粉末涂料
技术及应用”项目，正是课题组攻
关多年的结晶。
道路设施养护维修，是道路建
成通车后的必做“售后”，也是保证
道路在全生命周期内正常运营的基
础。面对我国已然十分巨大，且仍
在不断增长的道路设施体量，足够
范围与频率的道路检测，可为养护闪光棒
决策的制定提供科学支撑。
活顶尖杜豫川介绍，目前，我国已基
本实现高速公路的全线年度检测及
典型国省干线质量检测，但传统的
路面性能检测技术与方法多基于激
光雷达等重型机械，操作复杂且设
备昂贵，我们仍面临着存量设施检
测覆盖度低、更新时间长，进而难
以有效支持养护维修决策的难题。
这一背景下，一种高效便捷、
经济合理、操作方便、易于推广的
路面行驶质量快速检测系统成为了
整个道路检测及养护行业的迫切需
求。STEP课题组推出的“路面表
观损伤智能快速巡检系统”，恰好满
足了这一需求。
该系统由课题组多年产学研联
合攻关成功研发，在路面平整度、
温玉理疗床
路面损坏等多维指标的高频检测和
数据分析等瓶颈问题上取得了突破，
获得了从基础理论到检测装备再到
运维管理系统的系列成果。
经过多年的理论技术攻关，杜
豫川教授团队揭示了复杂车路振动
耦合环境下的路面表观损伤的演化
机理与多尺度联动机制，探究了多
种类型路面损伤的表征方法与特征
规律，为路面病害的轻量化检测与
养护系统决策提供了理论基础。
在此基础上，自主研发了支持
高频检测的轻量化路面性能巡检装
备，实现了路面平整度、路表损伤、
裂缝发育等多维性能参数的快速精
准感知，可保证多指标测量精度均超
过90%，病害识别速度提高至0.1s/
张，综合检测效率提高2～3倍，费
用降低50%以上，可支持检测周期
降至季度/月度检测，实现多维路
面性能指标的高频、快速、低耗检测。
以海量检测数据为支撑，课题
组创建了云边融合的道路设施大数
据管理系统和智能分析平台，建立
了时空完备的路面损伤信息库，可
实现路面自然损伤时空状态追溯和
时空三维索引，完成高频路面性能
状态的数字化管理与跟踪预测。
新时代智能探路人
记同济大学交通运输工程学院副院长杜豫川教授团队
◎ 文/王 鹏创新人物Innovative Characters
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创新人物Innovative Characters
从理论到设备再到管理，课题组最终构建了“路面损伤演化机理—多维高频检测装备—智能养护运维系统”的闭环体系。该系统可精准定位路面病害产生的位置，追溯不同病害在时间序列下的发育状态，为路面养护和预防性养护的最优化策略提供数据支持与科学支撑。
到目前为止，项目成果已在上海市道路设施网络及多地区高速公路系统中得到大规模推广应用，服务
于上海市域内790公里高速公路、310公里城市快速路和18座越江桥隧，覆盖超过95%的城市重要道路基础设施，跟踪未修补损坏188047处，并实现季度数据更新，具备百GB量级的养护外场数据日处理能力，在进口博览会等重大活动中也发挥了重要作用。
同时，相关成果在浙江、山东、四川、河北、广东等十余省市得到推广应用，服务于中电建路桥、招商公路、浙江交投等大型企业，及宁波、湖州、烟台等地的行业管理单位，累计应用里程超过10000公里，为港珠澳大桥、雄安新区道路改造等重大工程提供了相关技术支撑。实践证明，检测效率显著提高，
实现了多车协同检测与校核，获得
了业内专家与工程合作伙伴的高
度评价。3年来，项目成果应用实
现新增产值4.96亿元，新增利润
5385余万元，显著降低了养护工程
的社会影响，经济与社会效益显著。
项目相关成果获得上海市科技
进步一等奖、2017年中国公路学会
科学技术一等奖，授权国家发明专
利8项，国际发明专利5项，发表
高水平学术论文十余篇。
在交通运输工程领域深耕多年，
STEP课题组还在智慧公交大数据
应用系统、城市路网交通运行态势
智能分析及预测系统、大型停车场
车辆运行精准感知与运行重构等方
一个度导航
向取得了突出成果，有效提升了城
市路网交通的智能化和自动化水平，
为我国智能化交通及智慧城市建设
作出了贡献。
杜豫川介绍，接下来，相关成
果将继续服务于高速公路、国省干
道的多维高频路面性能采集及智能
养护，为精细化养护提供可靠数据
来源，满足新时代路网精细化养护
管理新要求，使路网养护周期由“年
度养护-季度养护”转化为“精细
化管理”成为可能。
同时，他们还将推动相关成果
服务我国超过400万公里的农村公
路网，“响应国家数字农村建设规划，
制定适用于农村公路的设施性能评
定和管养技术规范，建立国家农村
公路设施性能检测系统和数据中心，
解决大范围农村公路质量缺乏检测
管理的难题，助力推动社会主义新
农村建设，为乡村致富路保驾护航。”
在起到“基石”作用的基础研
究方面，STEP课题组同样毫不放
松。“现阶段，我们团队仍潜心开展
基于高频重复采集的路面综合性能
的时空连续数据体系构建、基于深
度三维相机的路面宏微观纹理特征
识别、基于多通道探地雷达信号挖
多功能锤子掘的人工智能识别等方面的技术研
究，致力于形成近远期结合的公路
网络基础设施性能监测和系统性优
化方案。”杜豫川介绍。
杜豫川说，未来他们将一如既
往，以时代与国家需求为引领，以
先进科技和海量数据为支撑，坚定不
移创新创新再创新，努力做好新时代
的智能探路
人。
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