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未来的高科技道路

发布时间:2025-09-05 14:02:02  /  浏览次数:320 次

【导语】随着汽车技术的迅猛进(jìn)步,道路基础设施也迎来了智能化升级的新时代。英国已率先建成644千米的智慧高速公路系统,通过埋设感应线圈和安装侧射式传感器实现智能管理。智慧道(dào)路不(bù)仅(jǐn)有(yǒu)效(xiào)缓(huǎn)解(jiě)了(le)交(jiāo)通(tōng)拥(yōng)堵(dǔ),还(hái)推(tuī)动(dòng)了(le)能(néng)源(yuán)利(lì)用(yòng)、信(xìn)息(xi)交(jiāo)互(hù)和(hé)道(dào)路安(ān)全等(děng)领(lǐng)域的(de)突(tū)破(pò)性(xìng)创(chuàng)新(xīn)。从(cóng)压(yā)电(diàn)道(dào)路技(jì)术(shù)到(dào)模(mó)块(kuài)化(huà)智(zhì)慧(huì)系(xì)统(tǒng),再(zài)到(dào)自(zì)发(fā)光(guāng)路面和智能温控系(xì)统(tǒng),现(xiàn)代(dài)道(dào)路正(zhèng)逐(zhú)步(bù)转(zhuǎn)变(biàn)为(wèi)集安(ān)全、节(jié)能(néng)、智(zhì)能(néng)于(yú)一(yī)体(tǐ)的(de)新(xīn)型(xíng)基(jī)础(chǔ)设(shè)施(shī)。本(běn)文将(jiāng)深(shēn)入(rù)探(tàn)讨(tǎo)这(zhè)些(xiē)前(qián)沿(yán)技(jì)术(shù),展(zhǎn)望(wàng)智(zhì)慧(huì)道(dào)路的(de)未(wèi)来(lái)发(fā)展(zhǎn)趋(qū)势(shì)。

随(suí)着(zhe)汽(qì)车(chē)技(jì)术(shù)的(de)快(kuài)速(sù)发(fā)展,道路基础设施也在同步升级。英国已建成总长约644千米的智慧高速公路系统,主要应用于M1等交通繁忙路段。这种道路通过两种核心传感器:埋设在路面下的铜质感应线圈和安装在道路两侧的侧射式传感器,实现智能管理。

铜制感应线圈每隔数百米布设一组,当金属物体(如车辆)经过时会产生感应电流,侧射式传感器则通过双(shuāng)向(xiàng)投(tóu)射(shè)的(de)探(tàn)测(cè)光(guāng)束(shù)监(jiān)测(cè)通(tōng)行(xíng)车(chē)辆(liàng)的(de)速(sù)度(dù)、数(shù)量(liàng)和间距。

为了舒缓交通拥堵,智慧道路可通过路标显示、路况引导和车道合理分配等缓解交通压力。

英国自2014年大规模应用智慧道路技术以来,在缓解交通拥堵方面取得成效的同时,也暴露出新的安全隐患。例如:系统在车流高峰时引导车辆使用路肩通行,导致与占用路肩的故障车辆的碰撞事故显著增加。针对这一问题,英国交通运输部门正考虑全面取消路肩通行方案,以提升道路安全性。

智慧道路的发展远不止于调节限速和车道管理。全球范围内,智慧化正在多个方向实现突破性进展:

道路可以充电

在能源利用领域,压电道路技术展现出巨大潜力。通过在沥青中嵌入压电晶体,可将车辆通行产生的振动转化为电能。英国兰开斯特大学获得450万英镑资助,正致力于解决能源转换效率和储能等关键技术难题。虽然这项技术尚未大规模应用,但其作为新型可再生能源的前景值得期待。

美国"整合道路"公司开发的模块化智慧道路系统代表了另一重要发展方向。这种预制式道路通过内置光纤网络和压力传感器,能够实时监测交通状况,为驾驶者提供天气、事故等即时信息。该公司已在堪萨斯州建成0.8千米的试验路段,验证了技术的可行性。下一阶段将重点研发道路为电动汽车无线充电的功能,这或将彻底改变未来交通能源供给模式。

这些创新(xīn)技(jì)术(shù)表(biǎo)明(míng),智(zhì)慧(huì)道(dào)路正(zhèng)在(zài)从(cóng)单(dān)纯(chún)的(de)交(jiāo)通(tōng)管(guǎn)理(lǐ)工(gōng)具(jù),向(xiàng)集能(néng)源(yuán)生(shēng)产(chǎn)、信(xìn)息(xi)交(jiāo)互(hù)、电(diàn)力传输于一体的综合基础设施转变。随着5G通信、物联网等技术的融合发展,未来道路将实现更智能、更安全的交通服务。

透过感知车重、通行频率等,得到车速和交通量

会发光的道路

荷兰设计师达安·罗斯加德在2014年提出的"发光线"概念,为道路照明带来了革命性改变。他在阿姆斯特丹西南侧一段4.5千米的道路边线涂刷特殊磷光涂料,这种涂料白天吸收阳光能量,夜晚可持续发光8小时。美国犹他州交通运输部的研究人员正在改进这项技术,提升涂料的耐候性和延长发光时间。

罗斯加德工作室(Studio Roosegaarde)发明的“发光线”

继罗斯加德后,又有很多研究人员致力于发光道路的性能研究。例如美国犹他州交通运输部的研究员正设法提升发光涂料的耐候度,并拉长发光时间。

沥青也能防冻

在道路防冻技术方面,以色列SAN Hitech公司开发的"消雪计划"取得了突破性进展。该技术通过在沥青路面铺设发热合金带,配合温度传感器监测系统,能在检测到路面结冰时15分钟内启动加热功能。测试表明,这套系统即使在-50℃的极端环境下也能有效融雪除冰。

测试证明,路面下的发热合金得以融雪、清理路面冰雪

这些创新技术正在改变传统道路的功能边界。从自发光路面到智能温控系统,现代道路已从单纯的通行载体转变为集安全、节能、智能于一体的新型基础设施(shī)。随着材料科学和物联网技术的进步,未来道路将实现更多突破性的功能创新。

文中图片均来源于《How it works》杂志

作者:《how it works》科普团队

审核:王航 北京市市政工程设计研究总院有限公司 道交一院副总工