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刘文杰:未来交通“黑科技”
2017年06月15日 09:47 来源:光明日报 作者:刘文杰 字号

内容摘要:右上图:英国无人驾驶汽车。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。

关键词:交通;科技;黑科技;悬索桥;设计

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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。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。

  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

  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。

  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。

  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。

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