绿色交通与景观情况研究中心建设于2017年4月,隶属于北京交通大学土木修建工程学院。由秦曉春副教授担任中心主任,成员包罗陳建春副教授、劉世海副教授和沈宇鵬副教授及数十名研究生,同时汇聚了海内高校和科研院所的十余名特聘专家,是一个产学研高效融合的研究队伍。同时,中心与加拿大不列颠哥伦比亚大学、加拿大多伦多大学、英国修建研究院、美国犹他州立大学、美国罗格斯大学的相关教授在科研和教学上建设了恒久相助与交流。
中心立足于可连续绿色交通基础设施与交通旅游融合生长,研究领域涵盖公路景觀、路域生态、交通節能、虚拟现实等方面,近年来主要致力于于绿色公路和旅游公路的研究与咨询事情。已先后完成国家863/973科技项目、国家自然科学基金项目、交通运输行业部省联合科技攻关项目、交通运输尺度制修订项目、情况掩护部建设专项、北京市交通委员会科技项目、广东省交通科技项目等省部级科研項目数十项;在海内外期刊及聚会会议上发表相关高水平论文60余篇,SCI、EI检索论文40余篇,加入著作9部,获得已授权国家发现专利10余项
中心主任
秦曉春,工學博士,北京交通大學土木建築工程學院副教授,中國公路學會青專委委員,國際景觀生態協會委員,《公路交通科技(英文版)》編委。主要從事公路生態環保與節能減排、公路景觀規劃與設計、駕駛人動態視覺與宁静行爲、公路三維視景仿真與虛擬現實等方面的科研與咨詢事情。
先后主持完成国家自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费专项基金项目、北京市交通委员会科技项目、情况掩护部环保公益性行业科研专项经费项目、公路交通宁静技术交通行业重点实验室开放研究基金项目等十余项,加入完成交通运输部绿色公路科技示范工程研究项目、交通运输行业部省联合科技攻关项目、交通运输尺度制修订项目、情况掩护部建设专项等省部级科研項目数十项;牵头研究设计的“基于VNS的公路视景仿真系统”,已被纳入到公路情况掩护技术交通行业重点实验室的实验设备中。
以第一作者發表SCI、EI檢索論文20余篇,作爲編委參編《綠色公路建設技術研究與實踐》、《環境影響後評價理論、技術與實踐》、《公路交通環境保護》、《公路生態工程學》和《公路路域生態學》5本著作的編寫,以第一發明人被授權專利和軟著5項。
成 员
陳建春,工学博士,北京交通大学PP电子学院副教授。恒久从事轨道交通路网计划、工程建设治理、信息治理和盘算机辅助设计研究事情。主持和加入多项国家和省部级科研項目,独立撰写4部专著和参编多部专业教材,发表多篇學術論文,编写过都市轨道交通客流仿真和分析系统、铁路工程建设治理信息系统、矿山辅助设计系统等多个大型盘算机软件。
劉世海,工学博士,北京交通大学PP电子学院高级工程师,恒久从事地质工程、路基路面工程和交通地质情况研究事情,主持主持和加入多项国家和省部级科研項目43余项,发表學術論文20余篇,参编著作1部。
沈宇鵬,工学博士,北京交通大学PP电子学院副教授,澳门岩土工程协会、国际土协会会员,中领土木工程学会土力学及岩土工程分会非饱和土与特殊土专业委员会委员。恒久从事路基路面工程与交通地质情况研究事情,主持和加入多项国家和省部级科研項目80余项,加入著作编写3部,以第一作者发表學術論文30篇,其中EI、SCI检索20余篇,授权专利2项。曾获2012年度中国施工企业治理协会科学技术奖科技创新结果二等奖。
聯系電話:010-51683893
电子邮箱: xcqin@ycqfw.com
一.主要研究領域
1. 公路景觀
中心恒久致力于公路景觀动态审美感知、公路景觀动态空间、公路景觀量化评价、公路景觀计划设计、桥梁景观、隧道景观等基础科学问题和技术要领的研究。
該領域代表性结果:
1.1 建设基于动态感知理论的公路景觀评价的量化要领
依托国家自然科学基金青年项目“基于动态感知理论的公路景觀评价的量化要领研究”,突破传统单纯以专家为评价主体的公路景觀定性评价要领的局限性,以驾驶人的动态特征为切入点,在景观美学质量与景观要素之间建设定量化的关系模型,使得评价结果更为科学、严格、可靠。
1.2 自主研发公路景觀实时动态评价系统
依托中央高校基本科研业务费专项基金项目“基于心理物理学要领的高速公路景觀动态评价技术研究”,突破通例主要针对公路某个视点场景或某些定性指标中断、单一的评价,自主研发了即时、连续的评价数据录入系统,实现对公路景觀实时审美感知和驾驶体验评价的全历程量化,为开展公路景觀评价提供了科学、连续、即时、定量的新手段。
1.3 建设基于視覺感知的旅遊公路色彩體系量化要领
依托青海省交通厅科技项目子课题“青海省扎碾公路旅游生态情况与景观融合技术研究”,基于蒙塞尔色彩体系和色彩认知理论,提出旅游公路色彩体系的量化分析要领,建设了包罗基调色、主体色、辅助色和遮盖色的公路色彩数据库,构建出旅游公路色彩结构与色谱计划的要领,为公路景觀计划提供科学的色彩数据。
1.4 提出基于3S技術等路路域景觀特征分析要领
依托雲南省交通廳科技項目子課題“改擴建高速公路路域景觀特征分析及恢複利用綜合研究”,基于遙感影像和GIS技術,提出對公路路域生態景觀進行綜合分析與評價要领,實現公路路域景觀特征的科學量化分析。
1.5 建设旅遊公路評價指標體系
依托交通運輸部規劃研究院基金課題“旅遊風景道評價指標體系”,根據旅遊公路的功效性質特征,將交通價值、遊憩價值和風景價值作爲評價旅遊公路的目標層,從目標層、准則層和指標層三個層次,構建旅遊公路的科學量化綜合評價指標體系。
2. 路域生態學
近年來,中心圍繞邊坡生態修複、水土保持、公路生態選線、綠色公路評價、公路環境影響後評價、動物通道等綠色交通的基礎理論和技術要领開展深入研究。
該領域代表性结果:
2.1 提出“基于人造壤土的邊坡生態防護技術”和“基于W-OH的防侵蝕有機生態基質層邊坡生態修複技術”的邊坡生態修複要领
依托廣東省交通運輸廳科技項目“亞熱帶山區高速公路高陡邊坡生態修複和景觀融合技術研究”,針對粉質粘土邊坡、土石混雜類邊坡和全/強風化岩三種差异土質邊坡,基于差异邊坡的土壤岩質特性、生態植被恢複的限制因子和主要鄉土植物的生物適應性,提出W-OH质料生態護坡技術、人造壤土基質噴播技術和多級邊坡生態修複複合技術。
2.2 建设景觀型邊坡生態修複技術
針對區域邊坡特點,考慮邊坡結構面産狀和坡面産狀的組合關系以及周圍環境,對邊坡類型進行量化分析,包罗邊坡土質、朝向、坡度、穩定性、護坡類型以及土壤類型等,明確生態植被恢複的限制因子和主要鄉土植物的生物適應性,結合公路路域色彩特征分析結構,從生態修複理論、生態防護理論、植物防護機理和色彩環境認知四方面提出景觀型邊坡生態修複技術方案。
2.3 提出綠色公路建設評價指標體系
依托交通运输行业联合科技攻关项目 “绿色公路建设要害技术研究,结合公路可连续生长的需求,从节地、节材、节水、节能、宁静与智能、运营与治理六个方面构建绿色公路的量化评价要领与指标体系,为我国公路的可连续性评估提供了量化工具,技术结果已在江西省的多条高速公路项目上获得推广应用。
2.4 建设基于3S技術的公路生態環境影響後評估要领與量化指標體系
依托情况掩护部环保公益项目“公路建设项目情况影响后评价生态和大气技术要领体系研究”,通过现场视察与监测和遥感卫星影像动态变化分析等要领,提出公路情况影响后评价的影响机理与基于GIS的时空尺度识别技术,在此基础上建设基于3S技術的公路生態環境影響後評估要领與量化指標體系,为公路建设项目生态情况影响后评价提供科学的定量研究要领。
2.5 提出北京地區高速公路融雪劑堆積殘留特性與形成徑流擴算規律
依托北京市交通行業科技項目“高速公路環境保護關鍵技術研究與示範工程”,通過路橋面徑流和土壤采樣現場實驗,分析路面徑流融雪劑殘留物質之間相關性和融雪劑土壤殘留物質含量變化,提出融雪劑堆積殘留特性與形成徑流規律並編制北京地區高速公路融雪劑使用指南。
2.6 對標國際主要發達國家可持續公路發展評價體系
依托北京市交通委员会科技项目子课题“国际主要国家绿色公路生长经验与技术体系研究”,通过对比研究美国、英国、新加坡三个发达国家的五个绿色公路评估体系,包罗CEEQUAL、Greenroads、INVEST、Envision和BCA Green Mark,科学评价差异发达国家绿色公路建设的评估框架、评估要领和评估指标,为我国绿色公路评价尺度建设提供参考。
3. 交通節能
中心围绕交通污染物扩散,交通節能减排等绿色公路建设减碳节能技术开展深入研究。
該領域代表性结果:
3.1 建设交通汙染物擴散三維模擬要领
依托環境保護部環保公益項目“公路建設項目環境影響後評價生態和大氣技術要领體系研究”,實現對公路進行各交通汙染因子傳輸擴散的三維模擬分析,建设公路建設大氣環境影響後評價模型,明確汙染物擴散規律和擴散濃度,對于有效評估路域空氣質量並做好汙染防治措施具有重要意義。
3.2 提出隧道光導照明設計技術及經濟效益分析要领
通過借助光纖技術將隧道外部的太陽光導入隧道,並解決太陽自動跟蹤系統、智能調光等關鍵技術問題,形成隧道光導照明設計技術;從功效性和經濟性兩方面對光導照明技術與人工照明組合進行對比研究,提出隧道光導照明最優設計方案。
3.3 提出聲子晶體聲屏障設計技術
基于高速公路主要噪聲的頻譜漫衍特性,提出陣列式周期性結構二維聲子晶體型聲屏障的理論模型與研究要领,揭示聲子晶體型聲屏障在差异质料、形態、結構下的降噪機制,解決陣列式周期性結構在聲屏障降噪應用中的有效性問題。
3.4 軌道交通規劃設計與計算機系統開發
利用都市軌道交通的實際客流運營數據,仿真和分析整個軌道交通網的客流運行狀態,基于最佳路徑搜索、客流輸送能力、客流路徑分配、仿真模型建设、客流仿真等內容,開發都市軌道交通客流運行仿真系統。
4. 人因工學
恒久以来,中心围绕驾驶人动态视觉与行为感知、虚拟现实,人机交互三维视景仿真技术等交通人因工學理论和技术要领开展研究。
該領域代表性结果:
4.1 提出基于空间可视度的公路景觀视觉信息组合模型及算法
依托中央高校基本科研业务费专项基金项目“基于驾驶人视觉印象形成机理的公路景觀空间组成与体验的量化研究”,突破基于GIS地理空间视域分析的局限性,以单元视目标为基础,通过建设基于三维网格矩阵的矢量方程,科学表征空间信息可视度,提出基于差异设计目的和功效需求的公路景觀空间信息可视度的组合模型及算法。
4.2 自主研發公路視景仿真與虛擬現實系統
为制止以往静态照片缺乏现场真实感和动态性的缺点以及传统基于三维建模软件(3DS Max,Maya等)的公路三维模型无法实现真实地形数据仿真的局限,建设能够融合地理信息系统、数字地面模型、景观生态系统等情况空间信息的公路三维视景仿真系统,研发“基于VNS的公路视景仿真系统”,已被纳入到交通运输部公路情况掩护技术交通行业重点实验室,发挥科研和市场价值。
4.3开展基于游戏软件的公路景觀虚拟现实系统开发与设计
突破传统数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM)及都市景观可视化的单一研究领域,有效地将DEM、数字地表影像和门路设计模型等溶入虚拟现实技术,开展基于游戏软件的公路景觀虚拟现实系统,借助VR眼镜,实现公路设计结果的动态可视化及公路景觀与情况分析,给用户提供直观、立体和动态的设计效果,以实时评价其设计结果的景观质量及其与情况协调关系。
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二.設計咨詢領域
1.旅遊公路規劃與設計
1.1 內蒙大沁他拉旅遊公路
本項目既承擔著從大沁拉鎮到寶古圖沙漠景區的交通運輸功效,同時也承載著自駕或慢行體驗沙漠風情的旅遊功效,因此景觀設計充实發揮公路交通區位作用,積極將慢行系統、觀景台、旅遊標識系統、自駕營地系統、旅遊服務站等設施與公路主體設施統一規劃、設計,尊重生態與自然環境,凸顯區域文化發展脈絡,挖掘和展現“景系統、遊系統、舒系統、綠系統”的綜合功效,打造具有通達、遊憩、體驗、運動、健身、文化、教育等複合功效的主題線路,體現出觀光旅遊公路的景觀性、生態性、休閑性、人文性、科普性、趣味性,提高旅遊可達性,以建設成爲具有慢行旅遊和休閑觀光價值的重要通道,把項目打造成爲“休閑遊憩廊道、沙漠風情之路、寶古圖景區窗口”。
1.2 蘭州興隆山旅遊公路
本项目既承载着“春郊游、夏避暑、秋赏叶、冬滑雪”的旅游功效,同时也肩负着“高原夏菜”的运输功效,因此绿化与景观设计以“情况共融、资源共赢”为焦点,力求体现“自然掩护、生态旅游、休闲旅行、经济生长”的综合功效,充实发挥公路的交通区位作用,巧妙展示和利用区域景观旅游资源,围绕项目建设对“自然情况掩护、人文景观协调、旅游资源开发、农产物经济拉动”的若干环节,体现出旅行旅游公路的景观性、生态性、休闲性、科普性、趣味性,把项目制作成为“生态游憩廊道、低碳景观之路、农业富民窗口”,充实发挥整个区域的“生态服务功效、旅游休闲功效、节能环保功效、科普教育功效、特产展示功效、经济拉动功效”。
2. 交通服務設施景觀設計
2.1 收費站景觀設計
收費站景觀設計,通过“形意结合”的设计手法,来展示“形”背后蕴含的文化精神“意”,通过物以载道,内涵与形式融合,凸显区域地方奇特文化神韵,使司乘人员从视觉上、心理上充实感知、体验当地当地的人文情况。
2.2 景觀型聲屏障設計
由于公路声屏障往往具有较大的体量,其自己会对周围情况以及行人发生强大的视觉攻击,而其景观质量的崎岖也影响沿线居民和行人的审美感知。景观型声屏障的设计,可以通过适当的形式和质料的选择以及颜色纹理的等美学效果等处置惩罚手法,赔偿其发生的消极视觉效果。
2.3 景觀型防眩板設計
在滿足傳基本宁静功效的基礎上,突破傳統防眩板外觀形式,融合當地文化特色元素設計而成形式各異的景觀型防眩板。
三.研發産品介紹
1. 高速公路邊坡數據庫平台
結合高速公路邊坡特性,考慮邊坡結構面産狀和坡面産狀的組合關系以及周圍環境對邊坡類型進行量化分析,包罗邊坡土質、朝向、坡度、穩定性、護坡類型以及土壤類型等,進行高速公路邊坡分類,建设高速公路邊坡數據庫。
2. 高速公路積雪結冰預警系統
該産品是一種能准確、實時地反映冰雪天氣下高速公路路面狀況並提供積雪結冰預警信息的遠程綜合監控系統,該系統通過安裝于室外的傳感器和攝像頭實時傳輸監測點的门路氣象信息和現場影像信息,經由系統的中央處理器分析處理後判斷對未來數小時內门路結冰積雪情況進行反饋,便于公路養護機構以及用戶及時進行除雪事情和出行部署。
3. 太陽能結冰預警道釘
3.1 尺度版太陽能結冰預警道釘
該産品是一種棱台凸起式交通安防路標,太陽能電池板吸收太陽能轉化爲電能儲存在蓄電池內,由控制器及軟件處理分析自身霜的形成來預測门路上冰的存在,當達到一定的阈值時觸發LED燈,以達到結冰預警的目的。
3.2 深雪版太陽能結冰預警道釘
該産品是一種圓台凸起式交通安防路標,差异于標准版的是安裝時基座部埋入路面的嵌入式,具有防撞牢固作用;動態監測通過的交通量,對該區域事故量有統計效果;頂部設有靈敏的壓力計,通過積雪對道釘的壓力判斷積雪的深度從而發出差异亮度和頻率的藍色閃光達到深雪預警的作用。
4. 自閃式交通路障裝置
該産品是一種具有太陽能供電裝置並且能夠發光自閃的门路交通路障裝置,通過太陽能供電裝置提供電能,可在夜間自動頻閃發光,其余四個側斜面貼裝或噴塗反光质料,實現燈光照射下的被動發光,該産品克服了傳統交通路障只能被動發光的缺點,更有助于保證夜間使用時的通行宁静。
5. 太陽能步道磚
該産品是一種具有夜間照明和指引作用的戶外步道磚,其中心區設置有發光構件通過頂部的透光區發光,環繞透光區的其他部门設置太陽能電池板,配合步道磚內部的蓄電池爲發光構件提供電能,本步道磚克服了傳統産品功效單一的缺點,可改善夜間戶外步行道的照明情況,接纳太陽能供電的方式解決了戶外照明供電未便的問題,同時透光區搭配指引標志使用還可更好的引導行人通行。
6. 基于聲源引導的盲道地面磚
該産品是一種具有金屬上板的混凝土路面磚,金屬上板通過粘膠劑或螺紋釘與混淨土磚支撐,板上設置向外突出的圓周或斜條紋,當盲人用手杖與之接觸時可産生清晰可辨的聲音。有效解決盲道地面磚凸起隨時間推移而作用不明顯的問題,更好地引導行人走路。