“寒韧智途”——东北高寒区交通基础设施韧性智能养护基座
2025年11月29日,随着最后一批微胶囊相变自发热融冰涂层完成摊铺,渤海大学研发的“寒韧智途——东北高寒区交通基础设施韧性智能养护基座”宣布整体上线。系统首次实现道路、桥梁、隧道、铁路“空天地”数据闭环,标志着我国高寒交通基础设施养护由“被动抢修”转入“韧性智养”新阶段。
一、极寒场景痛点催生技术集成
东北高寒区年度冻融循环120次、极端低温42℃,沥青路面服役3年即出现大面积网裂、坑槽,桥梁钢结构疲劳寿命缩短30%。传统人工巡检窗口期不足60天,年均直接经济损失逾45亿元。“寒韧智途”依托国家重点研发计划“交通基础设施韧性提升”专项,历时四年完成关键技术攻关与示范验证。
二、系统架构:1座基座+3大中枢+N类场景
1.空天地感知层
5500万像素极寒无人机载双目模组,40℃续航65min,定位误差≤2cm;
植入式光纤光栅传感器,实时采集桥面应变、路面温度、冰层厚度等18类指标,数据回传时延<1s。
2.数字孪生中枢
1∶1还原1.2万公里高速、500座桥梁、38座隧道,分钟级更新;
冻融损伤预测模型FDAM™,基于280TB历史病害数据,预测精度92.7%,提前6个月输出结构风险等级。
3.AI养护决策中枢
自改进YOLOv8Cold网络,0.1s识别0.5mm级微裂缝,准确率96.4%;
多目标优化算法耦合造价、气候、交通量,自动生成“最佳养护时间窗+材料配方+施工路径”,综合节约成本28%。
4.韧性材料中枢
微胶囊相变自发热融冰涂层,35℃环境下2h内融化2cm冰层,碳排放降低55%;
高韧环氧沥青混合料,冻融劈裂强度比≥95%,试验路段预计寿命延长8年。
三、经济与社会效益:
绿色效益:减少融雪盐使用30万吨,相当于减排CO₂12万吨
产业带动:孵化传感器、新型建材、智慧施工装备高新技术企业6家,形成“寒区交通智能养护”产业链
四、未来展望:打造“东北亚寒区交通韧性走廊”核心引擎
面向“十五五”,团队将联合吉林、黑龙江、内蒙古共建“东北亚寒区交通韧性试验场”,5年内部署50万公里感知节点,为东北全面振兴、冰雪经济腾飞贡献“渤海智慧”与“交通动能”。(供稿人:渤海大学 许宇岑 王泽旖 耿伊硕 张润天 孙铭梓)

















