兩部委聯合印發《“十三五”交通領域科技創新專項規劃》

科技部 交通運輸部關于印發“十三五”交通領域科技創新專項規劃的通知

國科發高〔2017〕121號

各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團科技廳(委、局)、交通運輸廳(委、局),各有關單位:

為貫徹落實《國家創新驅動發展戰略綱要》《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》《“十三五”國家科技創新規劃》,明確“十三五”交通領域科技創新的總體思路、發展目標、重點任務布局和規劃實施,提升交通領域技術研發與科技創新能力,科技部、交通運輸部聯合制定了《“十三五”交通領域科技創新專項規劃》,現印發你們,請結合本部門、本地區的實際貫徹落實。

科 技 部    交通運輸部

2017年5月2日

附全文:

“十三五”交通領域科技創新專項規劃

交通運輸業是經濟社會發展的基礎性、先導性、戰略性產業和服務性行業。隨著我國經濟的不斷發展,城鎮化進程快速推進,城市空間拓展、交通系統建設以及機動性需求的爆發式增長之間的矛盾日趨嚴重。為破解制約社會經濟發展的交通問題,必須高度重視并充分發揮科技創新的引領和支撐作用。

“十三五”是我國全面建成小康社會和進入創新型國家行列的決勝階段,是深入實施創新驅動發展戰略、全面深化科技體制改革的關鍵時期,也是貫徹落實中央“四個全面”戰略布局,加快“四個交通”發展,推進交通運輸現代化的重要時期。為實現交通運輸業轉型發展需求,“十三五”期間將安全、便捷、高效、綠色、智能、綜合作為未來交通運輸業相關領域發展的主導方向,系統部署交通科技創新的重點任務,引領和支撐我國交通領域健康發展,依據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》并參考《推進“一帶一路”建設科技創新合作專項規劃》《交通領域“十三五”科技發展戰略研究報告》《中長期鐵路網規劃》《綜合運輸服務“十三五”發展規劃》以及《“十三五”現代交通運輸體系發展規劃》等國家相關行業和領域規劃,特制訂《“十三五”交通領域科技創新專項規劃》(以下簡稱《規劃》)。

《規劃》包括軌道交通、道路交通、水運交通、空中交通、綜合交通運輸與智能交通等交通運輸主要模式和方向,系統闡述2016年至2020年我國交通領域科技創新的指導思想、發展目標、重點任務及政策措施,是“十三五”時期我國交通領域科技創新工作的重要依據。

一、需求與趨勢

(一)我國交通運輸科技發展取得顯著成績

1. 交通運輸現狀

交通運輸是國民經濟構成中的先行和基礎產業,是社會生產、生活組織體系中不可缺少和不可替代的重要組成部分。“十二五”是我國交通運輸發展最快的五年,也是交通基礎設施投資力度最大的五年。“十二五”末,我國綜合交通網絡總里程達到495萬公里,高速鐵路營業里程、高速公路通車里程、城市軌道交通運營里程及港口泊位數量均位居世界第一。高速公路“五縱五橫”和高速鐵路“四橫四縱”基本貫通,基本形成快速鐵路網、高速公路網,西部地區高速鐵路從無到有,東、中、西、東北“四大板塊”之間實現高速鐵路連通,綜合交通網絡骨架初步形成,綜合樞紐建設明顯加快,各種運輸方式銜接效率顯著提升。

2. 交通運輸科技發展

我國交通運輸行業始終瞄準國際交通科技發展前沿,在交通裝備、交通信息化與智能化、交通安全和交通基礎設施等方面的技術創新取得了重大突破,并取得了一批標志性的重大科技成果,極大地提升了我國交通運輸業的核心競爭力和可持續發展的能力,發揮了科技對交通運輸的支撐和引領作用,具體如下:

(1)突破了一批交通運輸重點裝備的關鍵技術,使我國高速列車、重載列車、城軌列車和電動汽車等交通運輸裝備水平躍居世界前列。

(2)攻克了一批交通運輸信息化和智能化關鍵技術,為奧運會、世博會等國家重大活動提供了強有力的技術保障,推動我國交通系統的發展轉型,初步培育了我國智能交通產業。

(3)掌握了交通運輸安全保障核心關鍵技術,極大地促進了交通運輸向更加安全和可持續的方向發展。

(4)突破了以橋梁、隧道為代表的一批重大交通基礎設施建設和養護關鍵技術,引領世界交通基礎設施建養技術發展。

(5)交通科技創新平臺建設碩果累累,建設運營了一批包括國家重點實驗室、工程技術研究中心、國家工程實驗室在內的國家創新能力平臺,組建了一批國家產業技術創新聯盟,形成了機制化的協同創新模式,夯實了我國交通科技能夠可持續發展的基礎。

(二)國家發展戰略對交通科技發展提出了新的需求

交通運輸是國民經濟重要的基礎產業,對經濟社會發展具有戰略性、全局性影響。“一帶一路”“新型城鎮化”“京津冀協同發展”“長江經濟帶發展”“中國制造2025”等國家戰略的有效實施有賴于科技創新驅動下的交通運輸業持續發揮支撐引領作用。

1. 支撐引領新型城鎮化的創新發展

隨著國家“新型城鎮化”戰略的實施,“十三五”期間,我國常住人口城鎮化率將達到60%左右。因此,必須完善綜合運輸通道和區際交通骨干網絡,強化城市群之間交通聯系,加快城市群交通一體化規劃建設,構建覆蓋面廣、連通性好、服務效能高、安全保障能力強的綜合交通運輸系統,來支撐“以人為本”的新型城鎮化戰略實施,引領城鎮空間布局趨于科學合理。

2. 適應區域協同發展模式的重大變革

隨著“一帶一路”“京津冀協同發展”“長江經濟帶發展”等國家戰略的實施,以基礎設施建設和國際產能合作為基礎的全球治理中國方案作用凸顯、城市群一體化格局將逐步形成、區域協同發展需求突出。因此,強化跨國互聯互通,多種交通運輸方式協同,提升交通運輸效率,完善交通基本公共服務和交通安全保障體系,促進交通運輸技術、裝備體系和服務模式由“跟跑型”和“被動響應型”向“引領型”“普惠型”和“主動適應型”轉變,不僅是促進集聚、輻射作用大、城鎮體系優、功能互補強的城市群發展,實現區域協調發展、國際合作新模式的戰略要求,也是交通運輸適應新的社會活動形態、新的生產方式、新的業態模式產生新的運輸需求的重大挑戰,更是交通運輸自身創新發展、加快變革、支撐大國責任的時代要求。

3. 落實生態綠色發展的重大責任

氣候變化問題已成為影響人類社會發展和全球政治經濟格局的重大戰略課題。我國已經向世界鄭重承諾到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2015年下降18%的減排目標,“十三五”期間我國的節能減排責任重大,交通運輸行業作為溫室氣體排放的重點領域之一,必須加快轉變發展方式,加快建立以低碳為特征的資源節約型、環境友好型交通運輸體系。如何研制和規模運用安全可靠、先進成熟、節能環保的綠色智能譜系化交通運輸裝備和服務,將是“十三五”期間必須要解決的問題,也是推進我國由“交通運輸業大國”邁向“交通運輸業強國”的必由之路。

(三)交通運輸科技發展面臨著系列挑戰

經過“十二五”的快速發展,我國交通運輸緊張狀況總體緩解,運能制約瓶頸基本消除,初步適應了國民經濟和社會發展的需要,也為未來交通運輸發展奠定了堅實基礎。

站在新的歷史起點上,交通運輸仍面臨系列挑戰。

1. 交通裝備制造由大國向強國轉型的挑戰

“十二五”以來,我國的交通裝備制造已取得非凡成就,汽車產銷量連續六年穩居全球第一,軌道交通裝備產業規模和產銷量均居世界第一,船舶產業規模和產銷量均居世界第一,這些數據標志著我國已成為交通裝備制造大國。但是,在一些重要交通方式相關的裝備產業中,“技術空心化”現象依然存在,一些戰略性交通裝備自主創新能力仍然不足。隨著“中國制造2025”戰略的發布及實施,建設制造強國的氛圍正在形成,交通裝備制造成為裝備制造業重點發展的十個領域之一。確立自主創新驅動的發展模式,提高科技創新支撐的自主化程度、提升國際創新和產業競爭力、發揮產業帶動效應,已成為引領我國由“交通裝備制造大國”邁向“交通裝備制造強國”的必由之路。

2. 交通領域節能減排的挑戰

“十三五”期間我國節能減排任務巨大,我國不僅要完成到2020年單位GDP碳排放比2015年下降18%的目標,乘用車新車平均油耗要達到5升/100公里,同時還要在大氣污染防治等環境指標方面取得明顯成效。當前我國的汽車保有量進入快速增長期,預計2020年將達到3億輛左右,汽柴油消耗將達到3.5億噸左右,石油需求量達到5.9億噸左右。作為能源消耗主要行業和污染物排放的主要來源之一,交通運輸業面臨著巨大挑戰。

3. 交通運輸高安全、高效能、高品質服務的挑戰

經濟社會的快速發展和物質文化需求的日益增長對交通運輸發展提出了新要求和新期待。人民群眾對交通出行的要求已經由“走得了”向“走得好”轉變,交通運輸發展面臨著既要提供覆蓋面更廣的均等化公共服務,又要提供更高安全、高效能、高品質、個性化服務的雙重壓力。近年來,我國交通安全形勢總體穩定,但安全隱患依然突出;運輸效率低下,物流成本較高的問題也亟待解決,以北京、上海等為代表城市人均交通時間2小時/天,我國物流成本占到了GDP的18.3%;此外,我國還面臨著交通服務信息覆蓋率不足人口10%,貨運服務透明化水平低等難題。

(四)全球科技交叉融合加速交通科技革命

全球科技迅猛發展,科學技術前沿不斷拓展,學科間交叉融合加速,產業體系匯聚重構已成常態。相關領域科技的快速發展并與交通運輸行業深度融合,形成并強化了交通領域科技發展的新趨勢,也就是交通能源動力系統的電動化、高效化和清潔化,交通裝備設計制造的輕量化、數字化和一體化,交通運輸系統集成的智能化、網聯化和協同化,以及用戶消費需求的體驗化、共享化和綜合化。

1. 交通能源動力系統的電動化、高效化和清潔化

交通能源消耗是造成局部環境污染和全球溫室氣體排放的主要來源之一。加速調整能源結構、轉變能源開發利用模式,加快將綠色、多元、高效、低碳的可持續能源應用是其必然要求,交通能源動力系統呈現出電動化、高效化、清潔化趨勢。汽車動力向燃料多元化、驅動電氣化方向發展;軌道交通發展低壽命周期成本(LLCC)、環境友好設計等可持續發展技術,促進節能環保指標的逐步提高;海洋運輸將超低排放的高效船用柴油機、氣體燃料和雙燃料發動機、零排放技術作為未來的發展方向;航空運輸則以生物燃料和電能驅動作為通用航空動力的重要方向。

2. 交通裝備設計制造的輕量化、數字化和一體化

交通裝備制造業歷來是具有集大成者特征的行業,其對信息產業、電子工業、材料工業等相關產業具有很強的帶動效應,交通裝備的發展呈現出輕量化、自動化、集成化、模塊化和信息化特征。高性能的復合材料已成功應用于汽車、軌道機車車輛、大型客機/輕型通用飛機、船舶等交通裝備制造,輕量化成效顯著;在信息化和工業化深度融合的過程中,交通裝備及其制造過程的數字化、智能化技術日新月異;借助大數據系統和云服務技術,交通裝備設計、制造、檢測、檢驗、運營、維護等各個環節不斷向數字化、智能化、一體化發展。

3. 交通運輸系統集成的智能化、網聯化和協同化

當今科技在多個領域都取得了重要進展,并呈現交叉融合的態勢,在交通系統的集成上,借助互聯網的發展,以云計算、物聯網技術、智能傳感/大數據挖掘技術為代表的新一代信息技術有效地集成應用于軌道交通、道路交通、水運交通和空中交通系統,使交通系統集成呈現智能化、網聯化、協同化趨勢。智能型設施成為智能交通的重要研究方向,成為支撐智能交通發展的重要基礎;車路協同、船岸協同等技術研究已從以解決交通管控為重點的階段向以車車/車路通信下的智能聯網為特征的新一代智能交通系統階段發展。交通參與者、運載工具、設施一體化協同系統成為交通系統發展的大趨勢。

4. 用戶消費需求的體驗化、共享化和綜合化

隨著互聯網對消費導向作用的逐漸增強和消費模式的重大變革,交通用戶需求呈現出體驗化、共享化、多元化等特征。老齡化和新生代用戶比例持續增大,用戶體驗已成為影響交通運輸服務和消費的重要因素;汽車共享、自行車共享等交通共享模式呈現出巨大的市場空間;高鐵、飛機等服務網絡的逐步完善極大豐富了用戶的出行選擇,基于多模式交通服務協同化的消費需求綜合化特征日益明顯。

二、指導方針與目標

(一)指導思想

深入貫徹黨的十八大精神,全面落實黨中央、國務院的各項決策部署和國家戰略,按照“立足中國、面向全球、自主自信、按需借鑒”的科技創新戰略思想,堅持“需求導向、依據充分、實事求是、覆蓋全面”的科技創新規劃原則,堅持“方法科學、服務大局、摒棄本位、不落俗套”的科技創新規劃方法,力爭形成“體系完整、層次分明、主線清晰、重點突出”的科技創新規劃體系。

(二)總體思路

以滿足國家戰略需求為目標,以國內外市場需求為導向,以行業技術發展趨勢為引領,以產學研用協同創新為主要模式,解決一批制約交通發展的關鍵科學問題,研發一批引領交通發展方向的重大前沿技術,全面提升我國交通運輸系統裝備、基礎設施、系統集成、運營管理的技術水平,以支撐我國“新型城鎮化”的創新發展,服務“一帶一路”國際合作與全球治理新格局,落實“京津冀協同發展”“長江經濟帶發展”等國家區域協同發展戰略。

(三)發展目標

以滿足構建我國安全、便捷、高效、綠色現代綜合交通運輸體系和國家總體安全重大需求為總體目標,強化人工智能、新材料和新能源等賦能/賦性技術與交通運輸需求的深度融合,大力發展高效能、高安全、綜合化、智能化的系統技術與裝備,形成滿足我國需求、總體上國際先進的現代交通運輸核心技術體系。培育壯大新能源載運工具、現代軌道交通、現代通航運輸、綠色水運裝備等產業,提升我國交通運輸業和裝備制造業的核心技術全球競爭力和產業可持續發展能力。具體而言,在軌道交通、道路交通、水運交通、空中交通、綜合交通運輸與智能交通等領域,力爭在2020年前實現以下發展目標:

(1)在軌道交通系統安全保障、綜合效能提升、可持續性和互操作等方向形成包括核心技術、關鍵裝備、集成應用與標準規范在內的成果體系,滿足我國軌道交通作為全局戰略性骨干運輸網絡的高效能、綜合性、一體化、可持續發展需求,具備國際競爭優勢,具備交付運營時速400公里及以上高速列車及相關系統,時速120公里以上聯合運輸、時速160公里以上快捷貨運和時速250公里以上高速貨運成套裝備,滿足泛歐亞鐵路互聯互通要求、軌道交通系統全生命周期運營成本降低20%以上、因技術原因導致的運營安全事故率降低50%以上、單位周轉量能耗水平國際領先、磁浮交通系統技術完全自主化的技術能力。

(2)汽車產業技術創新能力大幅提高,以“低碳化、信息化和智能化”為導向的汽車技術創新體系基本形成,汽車產業成為引領制造業技術全面變革的關鍵產業之一。以混合動力技術為重點,全面提升傳統燃油汽車節能技術水平,2020年乘用車新車平均油耗優于5升/100公里。以動力電動化技術為重點帶動新能源汽車結構輕量化技術和整車智能化技術全面發展。實現動力電池技術革命性突破,高安全性鋰離子動力電池單體比能量達到350瓦時/公斤,新能源汽車技術與產業化總體水平進入世界前列。重點突破具備高度/完全自動駕駛功能的智能汽車技術,實現有條件自動駕駛汽車(CA)技術規模產業化,智能網聯汽車技術發展跟上世界潮流。

(3)突破一系列綠色、智能船舶核心技術和超大型港口、深水航道建設維護技術,研制一批高技術、高性能船舶和高效通用配套產品,進一步提升我國造船、航運的整體水平。培育綠色、智能船舶等戰略性新興產業。依托長江黃金水道,加強各種運輸方式的銜接和綜合交通樞紐建設,加快多式聯運發展,建成安全便捷、綠色低碳的綜合立體交通走廊,增強對長江經濟帶發展的戰略支撐力。

(4)瞄準我國航空運輸業快速發展、低空空域開放、通用航空產業、民航節能減排和航空應急救援體系建立所需要的技術基礎,圍繞安全、高效、綠色航空器和航空運輸系統兩條主線,突破新概念飛機、先進空管、大型樞紐機場運控技術等重點方向前沿核心技術,直接支撐大型機場綜合交通樞紐建設、全面推進我國通航全產業鏈發展。

(5)瞄準道路交通基礎設施長壽命迫切需求,突破道路交通基礎設施長壽命綠色材料、服役狀態快速感知和評估、功能提升等關鍵技術,重點解決長壽命綠色材料制備、監測和檢測技術裝備研發、性能保持與恢復及功能提升技術等問題,力爭使我國道路交通基礎設施功能壽命達到國際先進水平。

(6)我國綜合交通運輸的智能化水平和綜合服務品質極大提升,交通信息精準感知與可靠交互、交通系統協同式互操作、泛在智能化交通服務等基礎理論和核心技術體系基本形成,重點解決綜合交通信息服務、交通系統控制優化、城市交通控制功能提升與設計問題,顯著改善交通基礎設施、載運工具、運行系統的安全狀況和服務能力,智能交通戰略性新興產業規模化發展。力爭到2020年,智能交通技術普及率增長30%,綜合交通運輸效能提升20%,億車公里事故率降低10%。

(四)戰略部署

圍繞“十三五”國家科技創新規劃和“創新驅動”發展戰略,分三步實施:

(1)分步實施現代交通領域重點專項,構建具有國際競爭力的產業技術體系,在交通系統安全保障、綜合效能提升和可持續性等戰略方向形成包括核心技術、關鍵裝備、集成應用與標準規范在內的成果體系。

(2)圍繞拓展創新發展空間,構建全面創新能力。優化整合科研能力資源,完善以國家高速列車技術創新中心為引領的國家交通科技創新能力平臺建設。培育造就一批具有全球領域影響力的科學家、科技領軍人才、高技能人才和高水平創新團隊。

(3)突破共性前沿和顛覆性交通核心技術,培育重要戰略性創新力量,聚焦重大科學問題,引領交通技術未來發展方向。

三、發展重點

(一)軌道交通

1. 系統集成及共性技術

(1)軌道交通系統綜合安全評估與協同安全保障技術

突破軌道交通系統運營狀態全息化智能感知、快速辨識、風險評估、預警和處置技術;基于材料與結構的力學、理化、服役環境影響性能分析評估和功能設計理論研究,提升軌道交通裝備耐碰撞、防火、防冰雪設計等本構安全性能;構建軌道交通系統全壽命周期RAMSI綜合評估與保障技術體系。

(2)軌道交通系統全息感知與泛在融合智能化技術

基于“互聯網+”的系統設計、智能制造、云端融合交互等技術,開展軌道交通系統融合網絡、大數據驅動、類人智能、云計算、超大容量實時高可靠移動通信等一體化應用技術研究,全面提升軌道交通裝備制造及運維智能化水平。

(3)軌道交通系統全局效能評估及綜合效能提升關鍵技術

針對軌道交通牽引傳動系統能耗、輕量化、車載儲能系統可靠性等問題,開展基于“互聯網+”、新型拓撲變換、新能源、新材料和新結構等技術的牽引變流、永磁直驅牽引傳動系統研究;系統掌握軌道交通動力系統的高效能量管理及安全保障技術。

(4)軌道交通系統解耦與適配技術

開展軌道交通系統各組分相互作用、互操作機制與協同運作理論研究,突破各關鍵子系統的分層遞階互操作機制與多模態耦合機理、子系統失效全局影響評估;研究基于全局最優的軌道交通系統與其他交通運輸方式的自適應匹配技術;搭建我國以鐵路為骨干,綜合協同航空、公路、港口的交通運輸一體化技術體系平臺。

2. 載運工具

(1)高速輪軌交通系統關鍵技術

開展跨國互聯互通、時速400公里及以上高速客運裝備關鍵技術研究;突破基于“重量-阻力-動力”多目標均衡的綜合節能、噪聲主動控制、主動安全與運維、軌距自適應變結構轉向架、基于互聯互通需求的系統集成等關鍵技術;構建時速400公里及以上高速輪軌交通系統產品技術平臺。

(2)磁浮交通系統關鍵技術

系統開展高速磁浮列車懸浮、牽引、導向等關鍵技術研發,突破高能效、高可靠懸浮及運行控制技術;基于車-線-橋-隧耦合機理,研究低流阻、低噪聲、系統集成等關鍵技術,實現200公里/小時和600公里/小時中高速磁浮交通系統和裝備產業化;構建磁浮運輸系統協同創新與集成化試驗平臺。

(3)軌道交通貨運快速化關鍵技術

突破貨物快速裝卸、均衡配載、多式貨物聯運適配等系統化關鍵技術,研制時速120公里公鐵聯運、時速160公里快捷貨運、時速250公里以上高速貨運列車及配套裝備,建立快捷貨運技術標準體系,實現主要樞紐間各種交通運輸方式無縫對接和物流高效轉接,形成安全、便捷、高效、適應運輸過程綜合化需求的軌道交通貨運技術與裝備體系。

(4)導向運輸系統模式多樣化技術

開展基于胎/地耦合的列車運動學和動力學理論研究,突破多模式高安全冗余協同循跡控制、混合路權安全協同控制、非接觸式供電等關鍵技術;研制新型地面自導向城市軌道交通裝備,構建相關標準體系和試驗驗證平臺。

(5)基于城軌網絡的城市物資快速轉移載運工具

針對大城市中心區域之間、中心區域與市郊之間生活物資等運輸需求及特征,開發適于城軌客運空檔期專用的智能及經濟型載運工具,實現上述區域之間物資運輸組織的靈活調度管理。

(6)導向運輸系統新模式及技術探索研究

研發支撐區域性網絡化物流的低成本無人導向運輸系統技術與裝備,研究超高速導向運輸系統新模式及關鍵技術,探索城市末梢交通運輸微網和專網系統方案與技術。

3. 基礎設施

(1)軌道交通線路工程施工與能力保持技術

深入開展基礎設施生態系統工程技術研究,突破重大地質災害等復雜環境條件下線路、大跨橋梁、大規模隧道群與超長隧道等基礎設施的全生命周期能力保持與恢復關鍵技術,構建相關智能化管理信息系統及工程施工技術體系。

(2)基于空天車地信息一體化的安全與運營保障技術

突破空天車地信息一體化的軌道交通安全保障系統技術研究,掌握空天地信息融合的列車動態間隔配置制動及安全防護技術,形成滿足不同運營需求的列控系統標準規范。

(3)基礎設施供電系統

開展非化石清潔能源在軌道交通系統的應用及分布式智能供電技術研究,掌握高速移動環境下列車非接觸供電高效能量傳輸、同相柔性供電、高導低耗受流等技術,支撐軌道交通系統綠色環保的可持續發展需求。

4. 營運管理

(1)軌道交通運營與管理信息大數據深度應用

開展物聯網及移動互聯環境下軌道交通運營全景信息感知與融合系統技術研究,突破軌道交通基礎設施基本狀態、交通工具運行、運輸組織、日常調度等多源信息協同處理技術,多模式全網運輸態勢動態感知與智能解析技術,客貨運需求規律主動辨識和運營狀態主動預警技術,為鐵路客貨運產品及服務規劃、運營管理、安全保障提供支撐。

(2)“互聯網+”軌道交通精準服務模式

研究“互聯網+”多模式軌道交通高品質客貨運服務新模式,突破軌道交通客貨運精準營銷、無縫銜接服務保障、全網全程運力資源動態配置、重載鐵路與既有鐵路互聯互通運輸組織、運輸通道能力利用模式及分工等關鍵技術,實現精準對接供需、高效配置資源。

(3)便捷高速客運

發展多模式融合的便捷高速客運技術,提升客運服務質量。突破基于移動互聯的客運信息引導和交互、多模式軌道交通巨量客流綜合分析、軌道交通客運樞紐接駁轉運協同優化等關鍵技術,構建多模式軌道交通客運協同決策系統,開展重點區域(城市群)軌道交通綜合應用示范。

(4)高效快捷貨運

突破基于智能化技術的集裝化貨物裝載、鐵路場站控制、快貨接取送達等關鍵技術,開展快捷高速貨運全程運輸計劃協同編制及作業組織優化、貨物聯合運輸集疏運一體化組織技術研究,實現單位周轉量能耗水平國際領先的目標。

(5)多模式軌道交通運輸組織與協調

突破樞紐多源交通信息互操作、基于北斗衛星導航系統的軌道交通系統運營調度等關鍵技術,開展軌道交通中轉樞紐基礎設施及運輸組織智能監管服務、多模式軌道交通運行組織匹配技術研究,構建虛擬現實全網軌道交通運輸組織仿真平臺,建設大型智能鐵路樞紐示范工程。

(6)智能運維與應急處置

圍繞建設“安全交通、高效交通”重大需求,突破軌道交通設備設施在線檢測與性能評估預測、非正常事件綜合情景推演與管理決策技術,實現軌道交通網絡全程動態優化調整和主動安全預警。

5. 創新能力

(1)軌道交通系統安全綜合測試驗證評估平臺

構建具有國內外復雜運用環境及特殊工況耦合、多學科大數據融合、智能交互等特點,集檢測檢驗、認證認可、安全評估一體化的關鍵系統綜合測試驗證評估平臺,為軌道交通系統及裝備國內外市場準入提供支撐。

(2)軌道交通系統綜合數據應用服務平臺

基于運輸對象、基礎設施、移動裝備、指揮調度系統、自然環境的實時數據,構建集大容量實時存儲、大數據驅動運算、運輸調度管理、災害事故應急指揮、裝備運維指導等功能于一體的軌道交通系統綜合數據應用服務平臺,為保障軌道交通系統全生命周期的高效和安全運營提供支撐。

(3)軌道交通系統綜合效能研究與評估平臺

針對軌道交通系統能耗巨大和城市環境用電負荷占比高的特征,開展新材料、新結構及新能源等單元綜合效能試驗驗證,構建軌道交通系統全局綜合效能試驗評估平臺,為全面提升軌道交通系統綜合效能提供支撐。

(二)道路交通

1. 載運工具

(1)動力電池與電池管理

建立全球領先的動力電池技術鏈和產業鏈,重點突破高比能金屬鋰二次電池技術、高比能量鋰離子電池技術、高功率長壽命鋰離子電池技術、動力電池系統集成及管理技術、動力電池系統安全性技術、動力電池工藝和裝備技術等。

(2)電機驅動與電力電子

全方位大幅度提升電驅動系統的技術水平,掌握高效輕量化電機關鍵技術、控制器功率密度倍增技術,形成國際市場競爭力。抓住新一代電力電子技術變革機遇,突破以寬禁帶半導體為基礎的電驅動控制器技術,實現規模產業化。構建電驅動技術創新體系,補齊試驗平臺、高端試驗設備、專用器具、生產裝備和系統集成等技術短板,大幅提升高端系統軟硬件通用開發能力和非標設備自主創新水平。

(3)純電動汽車核心專項技術

優化純電動汽車技術平臺,重點升級整車安全技術和能效優化技術,形成具有國際競爭力的整車集成技術水平。提高自主電動一體化底盤技術開發能力,掌握懸架系統及制動系統優化、整車操縱穩定性、電池組安全防護技術等。突破新一代分布式驅動技術,掌握四輪轉矩分配控制的協調與匹配等關鍵技術。開發新型核心零部件與子系統技術。

(4)插電式混合動力汽車核心專項技術

升級插電式混合動力汽車產品技術平臺。優化主流插電式車型混合動力性能,開發高性價比的乘用車/商用車插電式混合動力總成。大幅降低電量維持階段混合動力系統燃料消耗,建立插電式混合動力整車性價比優勢和國際市場技術競爭力,促進插電式混合動力汽車技術進步和產業化進展。

(5)燃料電池汽車核心專項技術

深入開展電堆關鍵材料和部件的創新研究及產業化研發,大幅提高燃料電池電堆產品性能、壽命,降低成本。加大燃料電池發動機輔助系統研發力度,重點突破空壓機、氫循環泵等關鍵部件及其系統集成技術。優化升級燃料電池動力系統技術,重點突破高功率密度乘用車燃料電池發動機和長壽命商用車燃料電池發動機技術,燃料電池/動力電池混合動力集成控制與能量優化管理技術。實現燃料電池整車批量化生產,初步實現商業化。

(6)整車高效節能技術

積極推進傳統動力汽車技術的持續優化,發展節能整車產品,重點是節能內燃動力乘用車、混合動力乘用車、節能柴油商用車、混合動力商用車和替代燃料汽車;做好節能關鍵零部件技術開發及產業化應用,重點是高效內燃機及其關鍵部件、電子控制系統、混合動力電機/電池和專用發動機、中低壓助力與能量回收技術、高效自動變速器、自動變速器關鍵零部件、低滾阻輪胎等;發展節能汽車共性關鍵技術,重點是空氣動力學優化與低阻力技術、熱管理與能量綜合利用技術、動力總成匹配優化與控制技術、發動機清潔燃料與新型燃燒技術等。通過推動上述研究工作開展,推動節能汽車更好普及,使節能技術在緩解我國能源與環境壓力進程中發揮更加顯著作用。

(7)結構輕量化技術

圍繞先進輕量化材料、輕量化先進工藝和輕量化結構優化技術創新,推動結構輕量化技術在汽車產業各領域規模化應用。重點研究高強度鋼、輕合金材料(如鋁合金、鎂合金)、碳纖維等新型材料特性和應用技術,熱沖壓成型、液壓成型等先進制造技術和激光拼焊、膠粘連接等先進連接工藝技術,整車及零部件結構的拓撲、尺寸、形狀/形貌、多學科/多目標等優化技術及應用。形成輕量化整車產品和關鍵零部件的自主開發能力,降低乘用車和商用車產品的平均單車整備質量。

(8)汽車自動駕駛技術

重點研究高帶寬、高實時性、高安全性、高可靠性汽車智能化系統架構,高可靠環境感知和高精度定位技術,復雜場景下的高效可靠軌跡規劃與智能駕駛決策算法,驅動、制動、轉向集成線控技術,車載互聯系統及互聯路測設備信息安全機理及策略和認證技術,汽車智能駕駛的虛擬和物理測試、分級及集成測評技術與測試標準規范。建立高度/完全自動(HA/FA)駕駛汽車技術平臺,突破有條件自動(CA)駕駛汽車產業化技術。

2. 基礎設施

(1)長壽命與綠色交通基礎設施材料

面向交通基礎設施材料長壽命與綠色可持續發展的需求、提升交通基礎設施服役能力,在深入研究長壽命與綠色交通基礎設施材料設計理論的基礎上,重點研制基于納米材料、維-納多尺度纖維材料、多尺度礦物摻合料和新型外加劑的長壽命高性能混凝土、超高性能混凝土(UHPC)等結構材料,耐腐蝕超高強鋼絞線、高耐久抗疲勞纖維增強復合材料、高耐磨抗重載疲勞和耐嚴寒鹽凍環境的長壽命混凝土材料,硫橡膠和輕質高阻尼快速鋪裝材料、新型聚合物環保型混合料、廢舊輪胎顆粒降噪舒適性瀝青路面材料等長壽命交通基礎設施功能提升材料。構建我國長壽命與綠色交通基礎設施材料可持續發展產業生態體系。

(2)交通基礎設施快速檢監測和預警技術

圍繞復雜環境下交通基礎設施服役狀態快速檢測、監測和預警的需求,重點研究快速移動無線傳感、機器人、可穿戴設備、增強虛擬現實、機器視覺、3D激光掃描、非線性和非接觸及無線超聲導波、長周期光纖光柵傳感、生物眼和民用雷達、遙感和北斗衛星等檢監測技術,形成系列高精度、自動化、智能化、可視化、可移動的交通基礎設施快速檢測裝備。發展我國交通基礎設施服役性能保持和提升的先進檢監測和預警技術與裝備。

(3)道路交通基礎設施全壽命周期性能演化機理與評估技術

深入研究道路交通基礎設施全壽命周期性能演化機理、預測模型和控制理論,基于多源數據和機器學習的道路交通基礎設施全壽命性能評估技術,基于星基感知和機器學習的道路交通基礎設施網絡災后快速評估技術,構建我國交通基礎設施全壽命周期性服役性能綜合評價體系和標準。

(4)道路交通基礎設施長壽命功能提升技術

延長既有交通基礎設施壽命,突破既有交通基礎設施功能提升設計理論,大力發展大數據、信息化、智能化、虛擬現實、機器人全自動橋梁養護技術,研發系列橋梁結構快速更換、加固和拆除技術及裝備,重點研究不中斷交通下橋梁拓寬改造和再利用技術、新舊橋梁協同工作技術,組合橋面抗疲勞、抗裂和長期變形控制技術,纜索疲勞與腐蝕監測與控制一體化技術、高效智能延壽技術,隧道結構微膠囊、電化學、生物和礦物自修復技術,自適應快速主動、可視化微擾動加固技術。全面提升橋隧結構全壽命抗災能力,重點研究可恢復、可更換、長壽命橋梁結構體系及更換裝備,橋隧結構災害主被動與智能控制、快速修復與加固技術及裝備。發展道路全壽命性能保持與提升技術,重點研究壽命分層遞增耐久性瀝青路面、工業化柔性可卷曲鋪面材料和自膨脹高聚物注漿材料及路面修復技術、新舊道路服役協同工作技術。

(5)國家道路交通基礎設施信息大數據中心

建立國家級橋梁結構、隧道、道路基礎資料數據、結構時變模型數據、環境與荷載數據、監測數據、檢測數據、養護管理數據、災害數據、加固與性能提升數據,各類交通基礎設施海量試驗數據等綜合信息數據庫;研究基于大數據和交通網絡功能保持與提升的交通基礎設施管養維護決策支持技術;研究道路交通基礎設施數據共享與互聯互通技術,全面提升道路交通基礎設施服役能力和壽命。

(6)電動汽車充電基礎設施技術提升工程

優化升級現有充電技術平臺,大力提升充電效率,縮短充電時間,保障充電安全。突破以無線充電為代表的各種新型充電技術,實現規模化應用。積極探索充電基礎設施與智能電網、分布式可再生能源、智能交通融合發展的新技術,加強檢測認證、安全防護、與電網雙向互動、電池梯次利用、無人值守自助式服務、樁群協同控制、充電樁互聯等關鍵技術、裝備和標準體系研發。

(7)加氫基礎設施和示范考核技術

推進氫氣儲運技術發展,加氫站建設和燃料電池汽車規模示范。開展各種車載儲氫技術創新,重點突破碳纖維纏繞塑料內膽氣瓶的低成本與產業化技術。制定車用70MPa氫瓶四型瓶標準,開發70MPa儲氫加氫裝備及其加氫站集成技術,形成較完整的加氫設施配套技術與標準體系。

3. 營運管理

(1)城市公共交通智能化管理與協同服務關鍵技術

采用多模信息服務技術,重點加強公共交通信息服務、運營監管和應急保障等關鍵技術的研發及應用,包括公交線路優化及信號優先保障技術,公共交通動態信息采集監測、服務及安全預警技術,公共交通信息綜合管理與決策支持技術,城市客運綜合樞紐換乘服務及客流誘導技術,公共客運車輛運行管理及服務技術,城市交通出行電子支付技術,智能停車管理與動態誘導技術等。

(2)基于物聯網的交通系統關鍵技術研發及應用

充分發揮物聯網技術在交通運輸體系中的應用,加強交通系統各組成部分的集成智能化、網聯化、協同化發展,研究基于移動互聯的綜合交通智能化服務、交通系統運行態勢精確感知和智能化調控、智能物流網絡與物流系統高效運行等技術,重點突破交通信息精準感知與可靠交互、交通系統協同式互操作、智能化交通服務等關鍵技術,促進智能交通、移動互聯等運輸系統與智能交通發展新趨勢。

(3)交通系統控制優化與決策支持技術

重點解決交通系統控制優化、城市交通控制功能提升與設計等問題,提高實時控制與信息交互能力,實現交通控制綜合優化與智能決策,顯著提升道路通行效率。

4. 創新能力

(1)動力電池及電池系統創新、測試評價平臺

針對先進動力電池及電池系統核心關鍵技術,建立研發創新平臺。開展下一代、新體系高性能動力電池基礎研究和產品開發,電池系統包括電管理、熱管理和安全管理等關鍵技術研發;開展電池梯次利用和電池回收技術研究。建立動力電池單體、模塊、系統的測試評價平臺,開展測試技術研究和評價規范研究,建立科學的測試評價體系,支撐純電動汽車和插電式混合動力汽車技術進步和產業化。

(2)燃料電池及燃料電池發動機創新及測試評價平臺

針對燃料電池單體、電堆和燃料電池發動機系統關鍵核心技術,建立研發創新平臺,重點開展催化劑、質子交換膜、碳紙、雙極板等核心技術基礎研究,燃料電池單體、電堆、輔助系統、發動機和控制技術的工程研究和產品開發,降低燃料電池成本,提高燃料電池環境適應性和壽命。建立測試評價平臺,開展燃料電池單體、電堆、燃料電池發動機的測試技術研究和技術規范研究。

(3)汽車電力電子器件、電子控制技術創新及測試評價平臺

建立汽車電子控制技術創新及測試評價平臺,開展汽車整車、動力系統、底盤電子控制系統以及IGBT、碳化硅、氮化鎵等電力電子器件技術研發及產品開發和零部件、系統的軟硬件測試技術研究與測試評價技術規范體系研究,支撐我國汽車電子控制系統產業的形成與發展,打破國外壟斷。

(4)自動/無人駕駛汽車運行安全性測試評估平臺

研究自動/無人駕駛汽車運行安全性評價指標和測試標準規范體系,研發自動/無人駕駛汽車運行環境場景構建和安全性測試技術與裝備,構建與我國道路交通環境相適應并具有國際普適性的國家級自動/無人駕駛汽車運行安全性測試評估平臺。

(三)水運交通

1. 載運工具

(1)綠色船舶設計與優化技術

研究船型、上層建筑、艙室結構數字化和綜合優化技術,船舶動力系統總能優化利用、混合動力驅動、LNG電力推進和LNG動力船加注揮發氣治理技術,船舶高效節能技術,船舶廢氣污染物協同處理技術,高效復合船型水動力和減振降噪技術,海洋運輸船舶抗風浪能力穩性評估技術。

(2)高性能公務船舶技術

研究高速公務船動力系統集成技術、多機多槳(泵)優化匹配技術、柴電混合動力技術、高效推進器技術、高效混合推進系統技術。

(3)船舶先進推進技術

研究無軸輪緣推進器設計、制造及控制技術,復合能源模式下船舶推進系統的設計與優化技術,船舶智能電網運行管理技術,基于岸基能源的運河船舶推進技術。

(4)船舶動力系統性能提升技術

研究動力系統預測仿真技術、動力系統振動噪聲聲學匹配技術、船用柴油機動力設備隔振降噪裝置設計技術、低噪聲動力系統制造工藝技術;船舶主動力裝置、發電裝置、軸系等重要設備狀態在線監控與智能故障診斷技術,船舶能效智能在線監控、評估與優化綜合集成技術。

(5)智能船舶關鍵技術

研究智能船舶設計與制造技術、智能船舶結構仿真技術、智能機艙深度智能化系統設備的設計制造技術,基于多信息融合的船舶機艙系統設備遠程監控、狀態評估及效能優化控制技術,基于國際海上避碰規則的船舶智能避碰輔助決策自動化技術及驗證技術,基于信息自主感知和縱傾優化的船舶智能配載技術,基于船岸協同的船舶航線優化與自主決策、船舶自動航行技術,智能船舶多源信息自主感知、融合及呈現技術,以e-Navigation船端技術架構為核心的航海信息智能處理與顯示技術,復雜水域船舶智能避碰避險輔助決策技術,船舶交通智能組織與協同調度技術,船內裝備自組織物聯網技術,惡劣氣象條件和復雜會遇態勢下船舶航行信息自動增強技術。

2. 基礎設施

(1)多模式立體綜合通信導航技術

設計新一代VDES設備的核心基帶處理芯片及協議棧,研究新一代船用VHF數據交換系統(VDES)調制解調技術、星載AIS接收信號沖突檢測技術、衛星VDES上下行鏈路的數據處理技術、基于AIS/ASM/VDES的R模式定位技術、船舶綜合PNT技術以及船舶綜合通信技術,研制具有完全自主知識產權的船-岸-星多模式立體綜合通信導航裝備。

(2)生態航道建養技術

研究內河傳統航道通航運行系統與自然河流生態系統的依存關系,研究河流生態系統整體功能,提升內河航道養護、管理與信息服務技術,跨流域水網航道設計建設與運維一體化技術,內河航道一體化快速測繪與通航環境動態監測技術,航道構筑物在線智能監測與故障快速診斷技術,內河航道疏浚養護工程質量保障技術,高等級航道自然災害及異物侵襲監控技術。

(3)高效港口建設技術

研究港口交通管控一體的視頻監控技術,自動化堆場作業機械、自動化岸邊作業機械、自動化水平運輸機械和自動化控制系統集成技術,大型港口樞紐的基礎設施建設與改造、基礎裝備研發與制造、工藝流程優化與改造技術,大型港口及深水航道的建設維護、整治減淤及通航保障技術。

3. 營運管理

(1)船舶智能化管理技術

研究船船互聯、船岸互聯的船舶管理信息服務技術,船聯網與大數據技術,船舶電子助航與智能導航技術,船隊智能化營運管理技術,海運大數據標準、單船及船隊數據信息化采集與智能處理技術,港口水域船舶交通自組織智能調度技術。

(2)船舶健康狀態評估和故障診斷技術

研究船舶分布式傳感器網絡的體系結構設計技術,船舶搭載的系統、設備、組成部件的性能衰退感知技術,船舶機艙系統設備的全方位狀態感知、評估和自適應技術,船舶航行異常狀態識別和關鍵設備風險預警技術,適用于各種主流船型的船舶狀態綜合感知和運維保障一體化軟硬件技術,基于知識工程的船舶運維管理和決策的知識獲取、知識庫構建、決策推理、仿真分析及性能評價技術,面向智能船舶設備的故障診斷與維修決策技術。

(3)航運風險防控與應急處置技術

研究水上交通安全監管與服務技術,基于北斗的全球衛星導航技術,船舶與港口污染防控技術,危化品運輸船舶、大型客船船舶事故機理、風險評估、預警與應急處置技術,大深度飽和潛水技術,海道測量技術,海上人命安全保障與搜救技術。

(4)智能港口與碼頭運營管理技術

研究智能港口運營調度優化與決策支持技術、智能口岸平臺構建技術與協作管理、適應海上絲綢之路建設的智能口岸信息系統與標準,物聯網、大數據背景下港口優化調度與決策支持技術,基于港口的海運全程供應鏈優化技術,自動化集裝箱碼頭作業調度協同優化技術,裝卸作業多層次控制及高效優化技術。

4. 創新能力

(1)多模式綜合信息通信導航測試評估平臺

能夠滿足船舶國內外航行過程中船船、船岸以及船內部信息傳輸的需求,整合船舶現有信息交互方式,實現多種通信協議的集成、各種設備功能的集成、語音和數據業務的集成功能測試,滿足船舶各項作業需求,并制定相關標準。

(2)面向E-航海的航運智能服務設計評估平臺

能夠滿足面向E-航海的航運智能服務系統的功能測試,開展船聯網技術應用模式設計評估,構建覆蓋船端監測監控和公司端決策支持的船岸一體化的綜合運輸、綠色航運和平安航運的智能仿真系統,建立健全面向E-航海的航運智能服務技術應用標準體系。

(3)深遠海船舶交通監管與指揮控制集成實驗評估平臺

突破船舶航行數據、機艙數據、船載貨物狀態(特別是危險貨物狀態)數據以及船舶關鍵設備運行狀態數據的全方面立體感知手段的集成技術,研究基于北斗的遠洋運輸應急監管系統的功能測試方法,形成惡劣海況下遇險目標快速搜尋與精確定位技術及系統的集成與實驗評估能力。

(四)空中交通

1. 載運工具

(1)新構型新能源通用航空飛機技術

針對包括輕型水陸兩棲飛機在內的通航輕型飛機使用環境惡劣,作業任務多樣性、復雜性及危險性高于大飛機等使用特點和技術特點,開展高效綠色輕型多用途通用飛機總體綜合設計、系列化、模塊化設計技術,通用飛機新概念布局設計技術;研究新能源電動飛機電推進系統技術,通用飛機輕質、高效整體化結構設計與制造技術,研制新能源電動飛機和先進通航輕型飛機,提升高效綠色輕型多用途通用飛機型號研發水平,發展我國通用航空戰略新興產業。

(2)新概念新布局無人運輸機及現有機型無人化技術

針對翼身融合布局/支撐翼布局等新構型與燃料電池、氫燃料、混合動力等新能源無人運輸機概念方案,突破無人運輸機模塊化、輕量化結構設計與制造技術,開展新概念新布局無人運輸機方案探索與產品集成研究,完成新概念新布局無人運輸驗證機;同時在既有技術集成和研發必要技術基礎上,針對現有機型開展無人自主起降等技術研究,使其升級改造為無人運輸機產品。

2. 基礎設施

(1)填海機場跑道致災機制及減災技術

隨著沿海城市的不斷發展,建造機場等特大型基礎設施的用地十分緊缺,“向海要地”已逐漸成為解決該問題的一個方向。針對填海機場的沉降致災問題,研究填土在各種荷載(例如飛機沖擊荷載、海浪荷載、時間荷載)條件下的沉降發展規律,揭示填海機場跑道沉降致災的條件,突破長期工后沉降的實用預測和優化設計控制技術,研發以北斗導航控制的壓實施工技術等,實現對填海機場的沉降致災預防和控制。

(2)基于大數據的大型樞紐機場設計優化與評估技術

機場系統規模越來越大,航空器及相關資源種類、數量日益繁多,傳統的機場設計技術已無法滿足規模大型樞紐機場建設的需要。突破機場內空側、陸側及更大范圍內的多源異構數據(如跑道、滑行道運行數據,航站樓內旅客相關數據、綜合交通數據等結構化與非結構化數據等)的實時采集與挖掘分析技術,以及基于機場大數據的機場系統設計優化與評估技術。

3. 營運管理

(1)無人機安全管控技術與應用示范

針對無人機快速發展帶來的安全隱患問題和無人機飛行特點,研究合作型無人機機載身份識別和飛行跟蹤技術,研發地面安全監控系統,實現無人機實時“認證、定位、跟蹤、電子圍欄、遠程接管”;針對非合作型無人機,研究主被動低空多源監視技術和反制技術,實現無人機實時“發現、定位、追蹤、反制”;制定無人機安全管控標準規范,建成區域級無人機管控系統,開展區域級示范驗證。

(2)無人機物流關鍵技術研究與驗證

針對即將爆發增長的快遞物流無人機設計需求,研究安全、高效、節能的電驅動垂直/短距起降(V/STOL)無人機平臺,面向物流應用的無人機模塊化、輕量化結構設計與制造技術,無人機與物流、倉儲平臺的自動交匯技術,無人機智能飛行控制與管理決策技術,高可靠機載控制器、地面站、遠距離數據圖像實時鏈路集成技術,無人機運輸網絡優化配置策略,多機、多任務組織調度策略。結合無人機安全管控技術,開展無人機物流關鍵技術應用驗證。

(3)機場場面安全運行與智能控制技術

深入開展機場跑道、滑行道智能化安全運行技術研發,突破大型復雜繁忙機場運行條件下航空器立體成像與精確姿態感知、分布式多傳感器空時融合、助航燈光智能控制與引導、機載智能路由引導、地空數據鏈多網絡無縫切換等關鍵技術,進行機場場面安全運行與智能控制系統工程示范,并提出相應技術標準與運行規范建議。

(4)大終端區多機場協同管控技術與驗證

瞄準大型終端區多機場高效協同運行的迫切需求,通過“數據協同”“平臺協同”“決策協同”三個層次,構建大型終端區機場飛行區安全運行管理和多機場協同運行的技術體系架構,突破大型機場飛行區安全運行管理、多機場海量業務數據的處理信息挖掘與協同共享、多機場航班協同放行與航班進程協同監控、航站樓內資源和場面資源的實時預警與協同調度等關鍵技術,研發相應的技術支撐平臺,并應用于“京津冀”大型終端區多機場的實際運行中,實現大型終端區多機場運行由傳統分離、被動響應型向協同、主動預警型的運行模式的轉變,提高大型終端區多機場的協同運行能力和運行效率。

(5)基于高精度航空氣象預報的空地協同飛行調控技術

氣象是造成航班延誤及航空事故的主要因素之一。隨著航空運輸業的快速發展,對航空氣象保障能力的實時性、精細度、精確度提出更高要求。重點研究突破航路氣象數據精細化整合技術、航路氣象高精度預報技術和空地協同飛行調控技術,實現空地協同飛行調控,采用優選航路飛行,減少航班延誤和燃油消耗。

4. 創新能力

(1)基于大數據的全景化智能化虛擬空域安全運行仿真與評估平臺

從多源異構海量信息中挖掘信息情報和知識資源,實現空域安全運行的精細化評估與調控,是大數據技術在空中交通領域的應用發展方向。重點研究航路網數據的實時獲取與傳輸、空中交通多源數據融合、大數據環境下交通行為建模、分析、預測與挖掘等技術,為空中交通系統的安全、有序、高效運行提供數據支持;基于空域運行大數據,運用先進的分布式仿真、智能學習和虛擬現實技術,實現從航線網絡的角度對空域結構規劃方案評估提供支撐,從空管運行的角度對交通流量調控和安全調控技術仿真和評估提供支撐。

(五)綜合交通運輸與智能交通

1. 系統集成及共性技術

(1)交通基礎設施服役能力保持與提升技術

揭示復雜條件下交通基礎設施的服役性能演變機理、規律和失效模式,實現服役性能演變規律的科學表達和預測;掌握交通基礎設施的協同服役理論,實現共線交通基礎設施的空間協同、功能協同和壽命協同;解決交通基礎設施性能狀態的快速、定量、精準感知與解析問題,提出可靠的設施狀態診斷、評價方法和標準,形成設施智能決策能力;突破交通基礎設施協同服役能力保持與提升的技術瓶頸,從而有效實現交通基礎設施服役性能的優化與提升。

(2)車路協同環境下人車路耦合特性與群體智能控制技術

解析互聯信息環境下駕駛行為生成與演變機理、網聯/非網聯混行狀態下車-車耦合機理;揭示車路協同環境下人車路耦合機理、信息交互機制及可靠性對車車/車路協同及交通運行的影響規律,建立基于人車路強耦合的網絡優化方法;揭示車路協同環境下面向群體協同的人車路交通全景狀態重構、涌現及其演化機理,建立支持多交通主體協同的多模式信息交互機制與可信性、多交通主體共存的復雜交通場景下車輛群體協同決策方法,突破面向自主/人工車輛混行等交通場景下的新一代車輛協同安全和交通協同控制關鍵技術,建成車聯網環境下駕駛行為與交通流一體化仿真系統。

2. 載運工具

(1)車輛智能聯網聯控技術

針對時變條件下網聯車輛狀態感知、協同服務與運行智能聯控的需求,重點突破異構網絡環境下多模信息交互、低延時高可靠移動互聯、車輛運行狀態聯網感知與協同感知、網聯車輛智能生態駕駛服務、端-網-云架構下的車聯網信息安全保障等關鍵技術;構建面向網聯車輛的社會化服務平臺,實現大規模聯網車輛智能化協同服務,建立面向自動駕駛的協同感知與車輛聯網聯控運行環境,構建智能駕駛應用系統;提高大規模網聯車輛的駕駛安全性、經濟性、生態環保以及出行可靠性。

(2)無人機與網聯車的組網優化與協同控制技術

研究跨區域業務時空分布動態演化規律,空基廣域信息業務時空分布多樣性條件下的服務可持續性機理,碎片化通信資源動態分配優化方法,研發“空基-地基”異構組網的接入和切換協議,空基-地基鏈路QoS需求優化模型,建立“空-地”一體化聯網協作傳輸聯合優化模型、大規模并發通信的擁塞避免機制和鏈路控制方法。研究無人機與網聯車的協同定位技術,空基網、地基耦合狀態下無人機、聯網車最優路徑估算方法,無人機與網聯車耦合作用下的集群控制方法,無人機與網聯車的自主接駁與任務載荷交接技術,研發無人機與網聯車組網協同聯動控制系列軟硬件裝備。

3. 基礎設施

(1)交通重大基礎設施智能聯網監測與預警

針對國家路網重點基礎設施運行安全與效率問題,重點突破橋梁與隧道快速智能巡檢裝備,國家干線公路基礎設施狀態感知、安全預警與智能聯網監管技術,航道要素信息全面感知、廣泛互聯、深度挖掘系列關鍵技術,跑道性能狀態智能監測、評價與預警技術,飛行區設施的智能化及互聯技術,提升交通基礎設施的聯網監測和服務能力,提高設施的維護管理水平。

(2)基于大數據的交通重大基礎設施智能化養護

突破道路、橋梁、隧道、機場等重大交通基礎設施耐久性、高性能工程材料、工程材料的循環利用、基于大數據及“互聯網+”的建設與養護管理智能化等方面的核心技術,形成新一代公路基礎設施設計、建設、養護與運維技術體系,顯著提升我國交通基礎設施的服務能力與運輸效率。

(3)綜合交通樞紐協同運行與服務

研究智能客運樞紐系統架構與運行模式,研發多層次大規模密集客流遠程監測與動態預警、多方式交通服務協同組織與聯合調度、樞紐客流快速疏散等技術,開發樞紐協同運行管理系統、樞紐智能化導航導乘系統;研究基于物聯網的綜合貨運樞紐接駁轉運要素智能感知、動態組網、全程管控與智能調度技術方法,研發貨運樞紐作業狀態智能監測、風險識別與自動預警技術,研制貨運樞紐接駁轉運協同組織與調度系統。

4. 營運管理

(1)城市綜合交通系統智能化協同管控技術

面向城市交通多模式、綜合性和復雜性,研究突破城市交通協同管控、綜合交通集成服務、交通系統在線動態仿真等關鍵技術;構建多模式交通協同管控與綜合服務集成測試平臺,建立城市多模式交通系統智能化協同管控平臺,城市綜合交通系統互聯與集成服務平臺;構建城市交通系統運行在線仿真測試平臺,建立多模式交通計算機仿真環境及人機交互環境,交互式城市交通系統運行動態仿真平臺;形成城市綜合交通協同管控、動態仿真等方面的技術標準和規范;提高城市交通系統運行效率和綜合服務水平。

(2)區域綜合交通運輸網絡協調運行與服務決策支持技術

重點突破區域交通運輸態勢監測、區域綜合交通運輸組織調度、應急指揮與協調聯動、區域交通信息服務走廊等關鍵技術,研發區域綜合交通運行監測與智能化分析平臺、區域綜合交通應急指揮與協調聯動平臺、區域綜合交通信息公眾服務集成平臺、運輸通道交通信息綜合服務平臺,提升區域綜合交通運行效率和服務水平。

(3)城市群智能客運系統

突破基于大數據的海量時空離散客運出行數據信息采集、匯聚與融合,移動互聯環境下客流特性動態預測與預警,城市群多級客運網絡協同優化,城市群客運走廊狀態監測與動態資源分配等技術,形成城市群高精度客流監測分析體系,建成城市群智能客運大數據平臺、客運走廊運行狀態監測與道路資源動態分配系統、城市群多尺度客運智能化評估支持系統;形成移動互聯環境下需求響應式公交客運、共享交通的社會模型和服務體系,突破非常規客流下客流引導組織與應急處置、城市群客運運力供需實時評價和動態排班調度等技術,建成城際需求響應式客運系統、區域快速客運協調調度系統和智能客運一體化終端及系統檢測平臺。

(4)高效貨物運輸與智能物流技術

立足“互聯網+”高效物流,突破多式聯運發展需求下載運裝備標準化與專業化、貨物運輸組織與管理、物流信息綜合集成與智能化服務等關鍵技術,形成多方式、多載運工具、全運輸流程間高效匹配銜接的裝運和轉運技術裝備體系,建立以多式聯運為核心的跨方式、跨行業、跨區域一體化高效貨物運輸組織與服務體系,為提升全社會物流服務效率與品質、降低社會物流成本提供技術支撐。

(5)綜合交通運輸網絡運行風險辨識與防控技術

研究多方式個體交通行為特征識別與解析、基于大數據的群體交通行為風險辨識等技術,構建面向綜合運輸運行風險防控的交通行為風險監測與調控系統;研究多種運輸方式下的交通網絡運行風險評估及服務優化,構建多種交通運輸方式下的交通網絡運行風險評估與決策支持平臺;研究主干交通運輸網絡運行風險感知及快速處置,形成重點交通對象通行風險全程化監管體系,構建具有立體化監測、智能化研判及全方位預警等功能的交通運行風險處置與決策支持平臺。

(6)基于船岸協同的內河航運安全管控與緊急搜救技術

研究內河水域風險因素的識別技術、大型客船及危險品船舶風險評估技術,研發通航運行系統的安全風險在線分析和預警技術,構建基于柔性工程的內河航運安全風險可視化與預警平臺。研究水上交通應急保障能力提升技術,研發多發性、突發性水上交通事故情景構建及交互式人員訓練技術,水面和水下的智能搜救裝備,建設水上交通事故應急處置決策支持平臺。

5. 創新能力

(1)協同式智能車路系統集成平臺

研究封閉環境、半開放環境條件下現實和虛擬測試場景規劃與優化布設方法,研發高速公路、城市道路、惡劣氣象等環境下智能車路系統信息交互有效性和適應性測試、智能車輛安全性和適應性綜合測試等技術;研發多種場景下智能車路綜合集成測試環境和綜合評估技術規范體系以及相關技術裝備;開展城市道路協同式智能車路系統集成與示范應用、高速公路智能車路協同系統集成與示范應用。

(2)面向復雜環境的城市交通情景再現系統集成與示范平臺

研究基于大數據的城市土地利用-交通基礎設施-交通運行狀態動靜態一體化表達模型,研發城市平行虛擬交通系統與決策支持平臺;在京津冀、長三角等區域構建規模化聯網聯控的城市交通智能化協同管控系統和在線仿真測試系統,建成城市交通系統智能化管控技術集成測試和綜合示范基地;建立優勢科技資源高效共享機制,利用基地對技術研發成果進行綜合集成和實驗驗證,加快產學研用與成果轉化推廣進程。

四、重點任務布局

(一)擬突破的體系化核心技術

1. 能源動力電動化技術

實現載運裝備完成其使命所需各種功能的各種機械過程電力驅動的所有單元技術及其各種組合集成應用模式的技術體系。

2. 載運裝備輕量化技術

在確保載運裝備完成其使命前提下,使載運裝備自身質量最小化的所有單元技術及其各種組合集成模式的技術體系。

3. 交通系統智能化技術

在現代信息技術、智能技術與交通系統融合基礎上,旨在全面提升交通系統運行和服務安全性、可靠性、效率和服務水平的交通系統及其運行環境狀態的自主化感知、處理、診斷以及決策/決策支持單元技術及其各種組合集成應用模式的技術體系。

4. 載運裝備譜系化技術

可以支撐載運裝備設計、驗證、評估、制造、運維全生命周期適應性、協同性和一體化使能的,支持快速協同設計、虛擬驗證、柔性制造和高效運維功能實現的,所有單元技術及其組合集成應用模式的技術體系。

5. 交通運輸系統一體化技術

支持單一類型交通運輸系統實現運營管理與服務一體化、不同類型交通運輸系統實現運營管理和服務協同化的所有單元技術及其組合集成應用模式的技術體系。

6. 交通運輸服務泛在化技術

在交通運輸系統一體化基礎上,支撐實現交通運輸服務的“隨時、隨地、隨需”獲得性的所有單元技術及其組合集成應用模式的技術體系。

7. 交通運輸走廊化技術

支持形成地區間、城市間或線狀聯接若干城市的大容量、快捷運輸通道(貨運走廊或客運走廊)的所有單元技術及其組合集成應用模式的技術體系。

8. 交通運輸跨國互聯互通技術

實現對相鄰地區或國家交通系統不同技術體制適應性,支持載運裝備跨境/跨地區不間斷運行的所有單元技術及其組合集成應用模式的技術體系。

9. 交通基礎設施性能保持與提升技術

從長壽命綠色材料、服役狀態快速感知識別、全壽命周期性能演化評估和預測、災后快速恢復和大數據決策支持,系統構建交通基礎設施性能保持和提升技術體系。

(二)重點專項布局

1. 新能源汽車

突破包括純電動汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車以及其他新型動力驅動汽車關鍵技術,構建我國新能源汽車核心技術體系、提高產業化能力和持續創新能力。

2. 軌道交通

形成我國軌道交通系統安全保障、綜合效能提升、可持續性和互操作核心技術、關鍵裝備、集成應用與標準規范在內的成果體系,滿足我國軌道交通作為全局戰略性骨干運輸網絡的高效能、綜合性、一體化、可持續發展需求,具備國際競爭優勢。

3. 綜合交通運輸與智能交通

突破交通運輸系統綜合化關鍵技術,形成我國“點-線-區域”綜合交通協同管理與泛在服務核心技術體系,形成我國新一代智能交通技術架構和IT使能交通流管控、出行服務和交通資源配置優化核心技術與系統裝備體系。

4. 海洋運輸

突破大型海運船舶智能導航系列關鍵技術,研發適應智能船舶特點的新型船載通信導航系統與裝備;突破高性能及特種船舶設計、制造和運維核心技術,研制國家海洋戰略急需的高技術、高性能船舶、高效通用配套產品和超大型港口、深水航道建設維護技術;形成我國海洋運輸和海洋巡管監控、調度和應急關鍵技術和系統裝備體系,構建國家海洋高技術載運裝備與大型航運基礎設施持續創新能力和國家戰略支撐產業能力。

5. 航空運輸

突破支撐我國低空空域開放、通用/特種航空發展、民航節能減排、航空應急救援體系所需關鍵技術,形成核心技術與系統裝備體系,研制平臺性通用航空器產品,建立滿足支撐我國通航運輸體系建設所需的技術創新、產業化、運維支持能力和工業化通用機場建造等技術體系。

6. 道路交通基礎設施

從載運工具-基礎設施-服役環境相互作用大系統行為理解與分析出發,研究道路交通基礎設施服役性能演化、改性和功能持續機理,攻克長壽命綠色材料制備、魯棒結構設計、服役狀態快速感知識別、全壽命周期性能演化評估和預測、災后快速恢復、改性延壽和大數據決策支持技術,形成功能完整、普遍適用和綜合全面的交通基礎設施性能保持和提升技術體系。

7. 載運裝備輕量化

圍繞我國骨干交通方式載運裝備效能提升需求,形成面向典型類型載運裝備輕量化的新材料、新結構、新構型設計、制備、制造關鍵技術,研制具有優異理化、可制造及改性性能的新材料產品系列,建立我國高效能載運裝備輕量化材料與結構設計、制造及產品化核心技術及創新能力體系。

8. 載運裝備譜系化

以各種交通運輸系統載運裝備滿足多樣化、定制化、個性化需求為目的,突破載運裝備設計、驗證、評估、制造、運維全生命周期適應性、協同性和一體化技術瓶頸,形成載運裝備快速協同設計、虛擬驗證、柔性制造和高效運維核心技術與系統平臺體系,構建我國各交通方式載運裝備按需定制技術、制造、運維支持創新能力體系,形成具有全球競爭力的載運裝備譜系。

(三)重大科技工程布局

1. 基于空天車地信息一體化的軌道安全與運營保障技術集成示范工程

以滿足我國西部稀疏鐵路網運營、服務和國家安全需求、以及與“一帶一路”國家跨國運輸管理與服務需求為目的,以天基、空基專用載具和天基、空基、車載和地基信息感知、傳輸、處理與決策應用技術成果為依托,在我國西部地區實現上述技術成果的規模化集成應用,形成體系可復制、規模可擴展、應用可定制的,既有顛覆性技術特征的鐵路安全與運營保障體系化技術和全新的低成本、高費效比和高效能系統裝備體系和持續創新能力體系。

2. 國家軌道交通綜合實驗與系統測試驗證環境

在既有技術集成和研發必要技術的基礎上,建設完全不依賴于既有軌道交通運營資源,可以對各種導向運輸系統單元技術、系統技術和體系化技術進行實驗、試驗、測試、評估和認證的功能綜合、條件完備、場景可配置的國家實驗基地,具備向全球展示我國軌道交通技術的能力、為全球面向或相關于導向運輸系統的科技創新提供全生命周期支撐服務的能力,使中國成為全球唯一具備此能力的國家。

3. 國家戰略性交通運輸走廊化技術集成示范工程

綜合集成應用聯合運輸、接入運輸、快捷運輸和交通運輸一體化技術,建設以連接我國特大城市、遠距離重要經濟區為特征,以高速鐵路(客運/高速客貨混運)和大軸重鐵路(貨運/客貨混運)為骨干,以道路、水路運輸為接入的大容量、高密度、便捷化運輸走廊示范工程,充分集成驗證和發揮鐵路作為世界性運輸走廊技術在構成我國綜合性運輸走廊和促進我國各大經濟區間運輸走廊網絡構建中的作用,形成我國自主、可向全球推廣的交通運輸走廊技術和裝備體系。

4. 樞紐航空港(群)交通綜合管控技術集成示范工程

集成應用多源交通和環境信息感知與服務技術、空側協同高效運行控制技術、關鍵環節與協同運營技術、多方式交通協同運行組織與控制關鍵技術、應急處置關鍵技術、港群間航路協同優化與流量控制技術,選擇在建或將建的超大型樞紐機場為中心,覆蓋其鄰接航空港群,建設樞紐航空港(群)高效協同運行系統集成應用示范工程,對我國自主化技術與系統裝備進行應用驗證評價和優化,徹底打破該領域國外對我國的壟斷。

5. 跨歐亞高速鐵路互聯互通技術集成示范工程

集成應用我國高速列車走行、供電、通信信號、基礎設施多標準互操作技術,選擇已與我國建立鐵路建設合作關系的“一帶一路”國家在建或將建鐵路工程,建立規模化實驗示范區段,對我國高速鐵路技術的跨國互聯互通能力和全球適應性進行驗證和展示。

6. 寬帶移動互聯的空地立體交通運輸系統測試驗證環境

在既有技術集成和研發必要技術的基礎上,建設完全不依賴于既有交通系統資源,可以對未來移動寬帶互聯條件下、無人駕駛載運工具為主體,軌道交通、道路交通、空中交通相互交織的立體交通運輸系統單元技術、系統技術和體系化技術進行實驗、試驗、測試、評估和認證的功能綜合、條件完備、場景可配置的國家實驗基地。

7. 低空空域監管與利用關鍵技術示范工程

低空空域是國家重要戰略資源,是通用航空的主要活動區域。適時、有序推進低空空域開放,是通用航空快速發展和安全有序運行、打開通航產業萬億級市場規模的必需。完善低空空域分類標準和運行管理規范,制定完善的法規標準;研發低空空域監管和服務技術,建設通航監控與服務保障體系,為通用航空飛行及時提供飛行跟蹤、氣象服務、應急救援,以及要地低空防衛支持;設立省級低空空域管理改革試點空域,開展低空空域監管與利用關鍵技術示范工程。

8. 道路基礎設施能力保持與提升技術集成應用示范工程

依托國家或區域規劃建設通道,建設交通基礎設施能力保持與提升技術集成應用示范工程,驗證長壽命綠色材料、監測、檢測、評估、功能提升、大數據決策支持等技術適用性,為我國交通基礎設施能力保持和提升提供完善技術體系。

9. “一帶一路”港口智能化運輸和管理技術集成示范工程

集成應用我國在智能港口、智能船舶、船聯網、物聯網等方面技術優勢,以國家“一帶一路”典型港口為依托,建設具有高度智能化、信息化的港口、船舶、貨物運輸綜合管理和服務集成示范工程,為“一帶一路”國家戰略節點提供我國自主技術的智能港口和智能船舶系列裝備體系。

10. 中國海區e-航海技術集成示范工程

針對當前全球范圍內實施e-航海戰略的重大需求,綜合運用船舶狀態感知、船舶先進導航、船岸通信優化控制以及岸基綜合信息支持等技術,在中國海區熱點航線建設大范圍e-航海示范工程,為海運船舶提供“從碼頭至碼頭”的全程航行相關服務,實現海上安全、保安和海上環境保護的目的,同時也為e-航海新技術和新裝備的研發以及新標準的制定提供驗證平臺。

五、保障措施

以建設“安全交通、高效交通、綠色交通、和諧交通”需求為目標,加強交通系統安全保障、綜合效能提升、可持續性和互操作等保障研究的科研條件建設,夯實科技創新的物質條件基礎,提升科研條件保障能力。

(一)圍繞重點任務布局,推進國家技術創新中心建設

圍繞規劃重點任務布局,加強以國家技術創新中心等國家級科研基地為重要載體的科學研究基地建設,以提升交通科技創新能力為目標,著眼長遠和全局,統籌國內外科技資源共享服務平臺和科研條件,在孕育原始創新、推動學科發展和前沿技術研發方面發揮重要作用,在交通系統各學科領域實現并跑和領跑,產出國際一流成果,形成面向全球、服務全行業的合作、開放、共贏的創新平臺體系。重點推進高速列車國家技術創新中心建設和面向全球的科技創新模式與體制機制構建。

(二)堅持規劃目標導向,加強資源統籌和組織實施

堅持目標導向,充分調動交通運輸主管部門、科研機構、大專院校、企業的行業和社會資源,形成促進行業科技進步與創新的合力,圍繞營造良好創新生態,加強創新鏈各環節規劃協調和銜接,推進和保障科技重點任務的實施;研究其所需要的政策、科研環境和保障條件,堅持以調動科研工作者的積極性和創造性為目的,形成推動與支持我國交通科技發展的政策工具及管理措施;形成規劃引導資源配置的機制,從政策法規、資源配置、監督評估等方面加強統籌規劃和完善任務落實機制。

(三)發揮各主體責任擔當,確保科技資金投入合理穩定

交通科技資金投入是重要的公共性戰略投資,在國家預算內,建立穩定的交通科技資金;發揮好財政科技投入的引導激勵作用和市場配置各類創新要素的導向作用,優化創新資源配置,引導社會資源投入創新;正確處理政府推動與市場配置資源兩者之間的關系,合理制定差異化的資金政策,形成財政資金、金融資本、社會資本多方投入的新格局;繼續爭取中央和地方財政加大對交通科技發展的支持力度。

(四)聚焦創新能力需求,健全交通科技多層次人才建設

人才是創新能力體系的最重要組成要素。圍繞創新能力需求,加強人才發展統籌規劃和分類指導,組織實施人才培養計劃,完善人才培養體系;以高層次戰略性專家人才、各專業領域科技領軍人才和創新型專門人才培養為重點,發揮交通科技創新戰略性專家作用,完善交通科技人才的獲取、培養和使用機制體制,優化交通科技帶頭人的培養機制,積極推進科技創新團隊建設。形成“培養中發揮、發揮中培養”的人才培養新模式。

(五)圍繞創新任務目標,健全創新過程管控與保障機制

強化部門、行業、國內外創新能力協同的制度性安排和糾錯機制,確保國家創新資源能圍繞創新規劃任務有效配置;加強技術預測、重點專項凝練、專項實施過程管理在創新任務、研究內容、目標指標、研發質量等方面一致性保障的制度和機制安排;有效發揮產業技術創新戰略聯盟等創新機制作用,順暢技術創新鏈,盡快完成保障國際創新能力資源有效集成的體制機制安排;建立面向質量保障、過程淘汰、圍繞創新目標的創新資源重組的過程管理與控制機制,保障科技創新規劃目標的實現。

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責任編輯: 冷媚
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