学科专业评审组:机械组
项目名称:基于智慧物联网的高速公路智能检测系统开发及应用
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:三等奖
提名单位意见: 该项目针对中国高速公路及隧道的智能化、物联化等亟待解决的关键技术,课题主要基于智慧物联技术搭建了高速公路隧道机电设备及交通网络系统之间的无线物联智能检测系统,主要包括三方面技术(1)开发了基于Mesh网络的长大隧道机电设备无线物联网测控系统及可视化控制管理平台,实现了多系统平台的软件管理与实时可视化,实现了高速公路长大隧道中机电系统的联网检测和智能化管理,提高了智能化程度。(2)开发了智能融冰除雪系统及管理平台,通过计算机可视化管理软件,借助交通气象环境传感技术及预测方法,实现对路面温度及结冰情况预警,依据监测、研判、预警结果,适时启动系统泵站和融雪剂溶液喷洒终端机构,精准撒布适量的融雪剂,降低路面液体冰点,降低相关交通事故的发生;(3)开发了隧道危化品车辆检测系统,采用激光测量技术扫描车辆,激光雷达在检测车辆轮廓信息的同时也对车辆位置、速度做出实时监测,以丰富的高精数据资源支撑隧道内的精细化管理,构建有效的隧道内行车安全监管系统,实现异常状态下的快速响应、动态处置,提升系统的运行效率和服务能力。该项目获授权发明专利2项、实用新型13项、软著9项、SCI论文1篇(他引35次);成果已成功应用于广西南天、大凭、平天高速公路机电工程项目的安装调试和运维,效果良好,经鉴定,其整体技术达到国内先进水平。对照陕西省科学技术进步奖授奖条件,提名该项目申报2025年陕西省科学技术进步奖三等奖。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:
主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:王亮亮
    排名:1
    行政职务:教育部工程研究中心副主任
    技术职称:高级实验师
    工作单位:西安建筑科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目总负责人,全面主持项目关键技术研究工作。首次提出无线物联网与隧道机电设备的深度融合,开发了一种多传感器融合的导航巡检机器人【主要知识产权7:实用新型专利】,实现了巡检机器人在高速公路隧道日常运维中的应用;开发了一种氢燃料四足机器人【主要知识产权4:实用新型专利】,主要用于隧道机电设备故障检测;开发了一种隧道机电设备故障检测方法;同时研发了一种高电压绝缘材料【主要知识产权1】,解决了在长大隧道中信号弱与信号屏蔽等问题;开发了基于激光雷达和视觉相机数据融合的移动机器人控制系统【主要知识产权10:计算机软件著作权】。以上技术的成功开发,提升了高速公路隧道机电设备的智能化与网络化程度。
    曾获国家科技奖励情况:无
  2. 姓名:危兵星
    排名:2
    行政职务:党委书记
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁一局集团电务工程有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目总负责人,全面主持项目关键技术研究工作。组织项目组开发了一种隧道施工台车的钻孔控制系统及方法【主要知识产权2:发明专利】,提高了在隧道壁上打出法兰底座安装孔的工作效率,降低了工作人员劳动强度;开发了一种地铁站用消防报警装置【主要知识产权3:发明专利】,解决了高速公路长大隧道中消防装置的安全隐患;开发了基于Mesh网络的长大隧道机电设备无线物联网测控系统及可视化技术【主要知识产权8:计算机软件著作权】;组织项目组开发了高速公路道路运行监控调度系统和高速公路维护保养系统,实现了多系统平台的软件管理与实时可视化,实现了高速公路长大隧道中多种机电系统的联网检测和智能化管理。
    曾获国家科技奖励情况:无
  3. 姓名:何健
    排名:3
    行政职务:原党委书记
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁一局集团电务工程有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要负责本项目物联网系统安装总体设计,全面主持隧道机电设备无线物联网测控系统的安装调试工作,开发了长隧道危化品车辆检测系统【主要知识产权9:计算机软件著作权】,通过车辆多特征信息、时空信息等进行车辆匹配,自动进行图像分析,实现车辆遗撒物的检测及预警;组织实施了隧道监控系统各子系统的安装方案设计、施工和机电设备的调试,保障了本成果的推广应用,并协助完成本成果的后期改进和完善。
    曾获国家科技奖励情况:无
  4. 姓名:孙长飞
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安建筑科技大学
    对本项目技术创造性贡献:负责项目关键技术研发工作,对项目的顺利完成做出重大贡献,提出基于Mesh网络的长大隧道机电设备集成化与信号增强技术与在线检测技术,实现了高速公路长大隧道中多种机电系统的联网检测和智能化管理;参与开发了一种隧道机电设备故障检测方法,主要用于隧道复杂环境的实时监测;开发了一种多传感器融合的导航巡检机器人【主要知识产权7:实用新型专利】,实现了巡检机器人在高速公路隧道日常运维中的应用;开发了基于激光雷达和视觉相机数据融合的移动机器人控制系统【主要知识产权10:计算机软件著作权】,提高了高速公路隧道机电设备的网络化程度与设备的整体智能运维。
    曾获国家科技奖励情况:无
  5. 姓名:郭新伟
    排名:5
    行政职务:科技部部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁一局集团电务工程有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要参与人,组织项目组研发了基于 Mesh 网络的长大隧道机电设备无线物联网测控系统及可视化技术,开发了一种地铁站用消防报警装置【主要知识产权3:发明专利】,主要解决了高速公路长大隧道中消防装置的安全隐患问题,有助于实现高速公路长大隧道中多种机电系统的联网检测和智能化管理。
    曾获国家科技奖励情况:无
  6. 姓名:白云恩
    排名:6
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁一局集团电务工程有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目分课题主要负责人,全面主持项目分课题关键技术研究工作,提出了基于 Mesh 的长大隧道环境下可自愈网络控制技术,开发了一种隧道机电无线物联网设备控制方法、一种高速公路隧道机电设备检测装置【主要知识产权5:实用新型专利】,实现长大隧道中分节点的故障检测;开发了一种组合式环境数据检测终端【主要知识产权6:实用新型专利】,实现了常规故障下的网络自愈功能。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:王征兵
    排名:7
    行政职务:经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁一局集团电务工程有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要参与人,主持隧道机电设备无线物联网测控系统的安装调试工作,开发了一种高速公路隧道机电设备检测装置【主要知识产权5:实用新型专利】,实现长大隧道中分节点的故障检测;开发了一种高速公路路面智能融冰除雪系统与针对隧道危化品车辆检测技术,在隧道前、隧道内布置多个激光雷达+监控摄像机+红外热成像一体式探测单元,以及长隧道危化品车辆温度检测系统【主要知识产权9:计算机软件著作权】,通过车辆多特征信息、时空信息等进行车辆匹配,自动进行图像分析,实现车辆遗撒物的检测及预警。
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安建筑科技大学
    单位贡献:1.与第二完成单位合作完成了创新点一、二、三的研究,对创新点一、二、三有主要贡献。 2.开发了《基于激光雷达和视觉相机数据融合的移动机器人控制系统V1.0》《机械设备运行监测系统V1.0》、《多传感器融合的智能巡检机器人控制系统管理平台V1.0》、《基于智能识别技术的缺陷检测自动化检测系统V1.0》等; 授权完成了《氢燃料四足机器人》、《一种多传感器融合的导航巡检机器人》、《一种直流无线输电装置》、《一种安全预警头盔》等实用新型专利;开发了用于机电设备物联网系统的高电压绝缘材料,并撰写SCI一区论文1篇。 3.参与了课题成果在广西南天、平天高速公路的推广落地应用。

  2. 单位名称:中铁一局集团电务工程有限公司
    单位贡献:1.首次在工程实践领域提出基于 Mesh 的长大隧道环境下可自愈网络控制技术,采用无线连接的方式进行互连,节点间建立多跳的无线链路,实现长大隧道中网络自愈功能,提高数据传输的稳定性;发明了一种隧道机电无线物联网设备控制方法;撰写《基于物联网技术的隧道机电无线物联控制系统研究》和《计算机图像处理与识别技术在机电设施物联网系统中的应用》等相关研究论文; 2.与合作高校共同发明了《一种隧道施工台车的钻孔控制系统及方法》、《一种高速公路隧道机电设备监测装置》、《一种组合式环境数据监测终端》、《一种改进型检测机器人》、《一种地铁站用消防报警装置》等专利技术,并成功应用于工程实践,取得了一定的经济和社会效益。 3.发明了《基于无线 Mesh 网络的长大隧道可自愈无线控制系统》、《危化品车辆检测数据采集分析系统》、《长隧道危化品车辆温度检测软件》等软件系统,提高了项目管理水平和运维智能化水平。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处