【科學(xué)向未來】

　　交通與城市生活中的每個(gè)人息息相關(guān)，交通擁堵不僅被稱為城市“腸梗阻”，也讓大家心情焦躁。人類能不能發(fā)展更快、更智能、更安全、更便捷的交通？在2017世界交通運(yùn)輸大會(huì)上，交通“黑科技”展現(xiàn)出了魅力，很多科幻電影里的場(chǎng)景或許很快就會(huì)出現(xiàn)在真實(shí)生活中。

VR和AR：現(xiàn)代交通設(shè)計(jì)的升級(jí)

　　VR(虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))和AR(虛擬增強(qiáng)技術(shù))是從3D到4D的顛覆，它或許將引領(lǐng)現(xiàn)代交通設(shè)計(jì)的升級(jí)。同濟(jì)大學(xué)已經(jīng)用AR和VR技術(shù)完成無車校園設(shè)計(jì)。據(jù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員、同濟(jì)大學(xué)杜豫川介紹，同濟(jì)大學(xué)于2016年年底開始了核心區(qū)域無車的校園交通設(shè)計(jì)，使用的主要技術(shù)就是AR和VR。用安裝在手機(jī)上的攝像頭拍攝校園街景，用裝載有雷達(dá)的車輛“掃街”，這兩種方式得到的畫面呈點(diǎn)云形式，運(yùn)用云端計(jì)算模式和分布式處理，建成了同濟(jì)大學(xué)指定區(qū)域的虛擬面域模型。之后，再用AR呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景和人的交互參與，通過AR重現(xiàn)了校園交通標(biāo)線、車道等，模擬了人車出行的各種狀況，制作了若干個(gè)方案以供篩選，最終，中間走人、兩邊走自行車的方案勝出。

　　除了校園交通設(shè)計(jì)，AR和VR還可以重現(xiàn)更大的實(shí)景，比如正在規(guī)劃設(shè)計(jì)中的成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)。這一機(jī)場(chǎng)外部樞紐的車流動(dòng)線設(shè)計(jì)，就是通過VR和AR把車流和人流都放進(jìn)模型做重構(gòu)和仿真，達(dá)到了很好的效果。VR和AR技術(shù)從整體構(gòu)思到細(xì)枝末節(jié)都能兼顧。因此，在軍事設(shè)計(jì)和道路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，VR和AR技術(shù)作為輔助設(shè)計(jì)的強(qiáng)大工具正逐漸普及。

萬米懸索橋：或?qū)⒏淖兪澜绺窬?/strong>

　　蘇通長(zhǎng)江大橋。

　　橋梁跨徑問題是工程界自我超越的指標(biāo)體系之一。懸索橋作為最自然的橋型，一直在跨徑上實(shí)現(xiàn)突破——1931年，美國(guó)華盛頓大橋跨徑破千米；36年后，金門大橋跨過1280米；1998年，日本明石海峽大橋跨徑1991米。我國(guó)的大跨徑懸索橋也于20世紀(jì)初進(jìn)入國(guó)際視野——2005年，主跨550米的盧浦大橋建成；2008年，主跨1088米的蘇通長(zhǎng)江大橋通車；2009年，舟山連島工程西堠門大橋的主跨達(dá)到1650米……60年間，懸索橋的建造數(shù)量翻了3倍，而最大跨徑定格在了仍在規(guī)劃階段的墨西拿海峽大橋——主跨3300米，連接起西西里島和亞平寧半島。

　　懸索橋跨徑的極限是多少？著名橋梁專家、中國(guó)工程院外籍院士鄧文中曾通過公式推導(dǎo)，論證了在保證設(shè)計(jì)荷載、通行安全的前提下，建設(shè)萬米級(jí)懸索橋是可行的。

　　萬米級(jí)懸索橋雖不被日常交通出行所必需，但卻是一種趨勢(shì)的展望和技術(shù)的探索。如果萬米級(jí)跨徑懸索橋?qū)崿F(xiàn)，世界上所有的海峽都可以被跨越，全球的交通出行、商貿(mào)往來、地緣政治格局或?qū)⒈桓淖儯瑯蛄簩⒊蔀閲?guó)際溝通最關(guān)鍵的要素，世界格局將因橋梁跨徑的增大而改變。

　　在挑戰(zhàn)橋梁跨徑的過程中，BIM技術(shù)(建筑信息模型技術(shù))將發(fā)揮重要作用。簡(jiǎn)單地說，BIM技術(shù)的基本運(yùn)作是從地圖獲取地理信息、用參數(shù)調(diào)整模塊、進(jìn)行反復(fù)拼接組合，它能讓設(shè)計(jì)方案擁有一種自我完備的體系，可以具有相對(duì)的自我演變功能。

　　例如，交通設(shè)計(jì)方案修改遇到隧道單洞變雙洞、主塔角度調(diào)整等大幅度變動(dòng)時(shí)，運(yùn)用BIM技術(shù)也不過是改變幾個(gè)參數(shù)，鋼筋使用量、概預(yù)算表等都將隨之自動(dòng)改變。中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院BIM項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)2016年剛剛為馬爾代夫設(shè)計(jì)了一家五星級(jí)酒店，從酒店的陸地建筑、水上建筑到泳池、后期檢修通道，甚至最后展演時(shí)的視頻，都是通過BIM技術(shù)設(shè)計(jì)制作而成的。據(jù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的工程師彭運(yùn)動(dòng)講，只要BIM構(gòu)件庫夠完善，設(shè)計(jì)一座橋可能只需花十幾分鐘。

無人駕駛：未來交通全自動(dòng)

　　高速公路收費(fèi)口往往是高速路上的“堵點(diǎn)”之一，虛擬支付為解決這一問題帶來曙光。交通運(yùn)輸部路網(wǎng)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置中心研究員董雷宏介紹，2017年年初，湖南省在全國(guó)范圍內(nèi)率先推出了“不停車手機(jī)移動(dòng)支付”，用戶下載手機(jī)App，關(guān)聯(lián)身份信息、支付信息和車輛信息，通過審核之后，就可以完成注冊(cè)。帶著這樣的手機(jī)，通過高速公路卡口，感應(yīng)識(shí)別設(shè)施快速識(shí)別后，立即放行，車輛駛出高速公路時(shí)，將按照實(shí)際路徑收費(fèi)。湖南預(yù)計(jì)在2017年年底全部人工收費(fèi)車道均實(shí)現(xiàn)手機(jī)支付，40%的收費(fèi)車道實(shí)現(xiàn)不停車手機(jī)支付。虛擬支付對(duì)交通移動(dòng)支付的影響將是顛覆性的。

　　2016年4月12日，搭載著前視攝像頭、毫米波雷達(dá)、高精地圖、自動(dòng)巡航、APP控制系統(tǒng)等技術(shù)的“睿聘”無人駕駛汽車，從重慶長(zhǎng)安汽車研究總院發(fā)車，踏上了重慶至北京2000多公里的征程。按照長(zhǎng)安智能駕駛研究所所長(zhǎng)梁鋒華的介紹，無人駕駛車輛按照自動(dòng)化程度被分為四級(jí)，“睿聘”是第三級(jí)。試駕耗時(shí)6天，經(jīng)過6個(gè)省，通過丘陵、山區(qū)、平原等地形。睿聘完成了變道、超車、避讓行人等動(dòng)作，甚至還主動(dòng)識(shí)別了高速公路的限速標(biāo)識(shí)和解除限速標(biāo)識(shí)。在高速公路路段，車輛時(shí)速可達(dá)到120公里，而在城市道路路段，時(shí)速為40公里。長(zhǎng)安計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)四級(jí)無人駕駛，也就是全自動(dòng)無人駕駛。自動(dòng)駕駛汽車是未來智能交通系統(tǒng)最重要因素，自動(dòng)駕駛與智能交通的協(xié)同使人類交通出行更加安全和智能。

　　無人值守的收費(fèi)站或許就在不遠(yuǎn)處，無人駕駛、無人機(jī)……被“黑科技”支撐起來的未來交通世界，更像一個(gè)無人力的世界。

　　(作者：劉文杰 系中國(guó)公路學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng))