“北斗+5G室分”室内定位技术已应用于雄安金湖隧道

金属3D印机可生产20米的大型复构件

人压路机作业中

在河北荣乌速新线施工现场，人压路机群按照预设参数自动规划碾压路径，完成路基路面压实作业。施工人员通过手机扫描二维码，即可实时查看每台压路机的位置、碾压遍数及压实质量数据。与传统人工施工相比，该技术使轨迹覆盖率达，均匀提升50。

该项目的技术突破，源自京津冀三地基础研究域的协同创新机制——京津冀自然科学基金作项实现技术突破。“十四五”时期三地项投入经费1.08亿元，资助作项目180项，促进540余个科研团队紧密作。清华大学睿教授联天津大学周海祚教授、河北工业大学雪菲教授，依托该项研发了套融物联网传感、卫星定位、线通讯、人工智能法和检测技术的速公路全生命周期智能建造技术案。该成果已在京津冀地区20余条道路的智能建造与养护工程中应用，包括京津塘速、塘承速、荣乌速、津沧速等，形成贯穿三地的路网大数据管控平台。

智造赋能

数智化人施工节约数千万元

传统速公路建设面临三大痛点。施工期管控不智能，大量依赖人工操作机械，作业环境艰苦，容易出现漏压、欠压等失误。到了验收期，传统检测式的局限同样突出：钻芯取样具有破坏，施工往往不愿配，而且只能反映星点位的指标，代表不足。在速服役期，则缺乏对道路长期能演化及潜在风险的动态评估手段。

针对上述痛点，三地团队研发了覆盖建设期、验收期、服役期的全生命周期智能建造技术体系。在建设期，团队建立了速公路施工质量智能感知系统，在压路机械上部署振动、温度传感器及摄像头，利用生成式人工智能法评价碾压质量。睿解释说：“这台人压路机需要有自己的‘大脑’，人驾驶机械可自主规划碾压路径，实时调整施工参数，需人工干预。”在荣乌速新线的建设中，全线使用智能化筑路技术，建设期节省成本上千万元。前期通过模型法评价的压实度为93.8，事后检测人员用灌砂法实测压实度为94，两者误差小。

在验收期，团队研发了检测车辆。检测车能通过震动信号及实时图像等多模态数据完成施工质量检测，“开着检测车沿建好的公路走圈，哪里密实度没有达标目了然”。在服役期，团队融卫星监测数据与检测车图像识别数据，建立了物理—数据双驱动的智能识别与评价模型，能够及时发现道路隐患。

智能化道路施工大的优势就是稳定与均匀。研究团队在实验场曾进行对比测试，把两组数据轨迹拿给看，不告诉对哪组是人工施工、哪组是人施工，“大眼就能分辨出来”。人工驾驶的压路机轨迹弯弯曲曲，速度时快时慢；而人压路机的轨迹平稳，覆盖，压实度数据也均匀。在智能化施工现场，监理人员可以通过手机扫描二维码，实时查看施工车辆的位置和碾压遍数。

在京津塘速公路大古出入口附近的示范路段，团队实施了从路基水稳层到面层的全过程智能化施工改造。睿笑着说：“希望未来大开车路过时，能感受到有段特别平顺的路面，那就是我们的研究成果。”

聚力联动

三地协同实现科研资源互补巴音郭楞橱柜台面胶

团队在研发过程中面临的大挑战是软硬件适配和跨学科融。睿坦言，“我们三个人本来都不是做人工智能出身的，遇到法与系统的问题需要向别人请教，自己去学习和探索。”软件面人工智能技术迭代非常快，“开始用的是传统经网络，项目进行过程中生成式AI兴起，我们又跟着学习新的技术。”正是这种持续跨学科的学习和探索，才保证了系统始终能够保持技术。

雪菲介绍，河北工业大学提供了大约2000平米的实验场地，“我们在实验场地从硬件到软件点点进行数智化探索与人化开发。”周海祚团队则提供了长期监测装备的支持。三地资源互补，降低了单个团队的投入成本。

地缘优势和三地协作还拓展了项目的应用场景。睿说：“如果只在北京搞研究，速公路建设需求比较有限，而京津冀三地的建设需求大得多，让我们的项目有多实际落地的机会。”

目前，项目成果已在京津冀地区20余项示范工程中应用，包括北京延崇速、密关速，河北荣乌速新线，以及京津塘速、塘承速、津沧速等，形成了贯穿三地的路网大数据管控平台。在荣乌速新线，由于施工质量提升，运营期可节省运维成本过千万元。

未来，团队将动技术向广阔的场景延伸。在寒海拔环境恶劣地区的大型工程中，传统人工施工面临缺氧、严寒等严峻挑战，智能建造恰好能够克服这些困难。这套全生命周期的智能建造技术案，有望在全国多速公路新建及养护工程中落地，为交通基础设施的智能化升提供可复制的技术路径和管理经验。

政策护航

京津冀政策支持基础科研和人才培养

北京（京津冀）科技创新中心以北京“三城区”为主平台，以中关村为主阵地，以京津、京雄新质生产力走廊为骨干，以天津滨海新区、河北雄安新区、石庄为重要支点，构筑协同创新网络。

京津冀三地的基础研究协同创新，离不开国层面和京津冀三地科技主管部门的系统政策支持。围绕建设北京（京津冀）科技创新中心的战略任务，相关国部委及中央单位协同出40项支持政策。三地科技主管部门则设立京津冀自然科学基金作项，实行“五统”：统组织、统申请、统评审、统立项、统管理。三地团队形成“五联三共享”：联开展科学研究、人才培养、项目申报、论文发表、平台建设，共享科研数据、仪器、成果。

“十四五”时期，三地项累计投入经费 1.08亿元，是“十三五”时期投入经费（0.36亿元）的3倍，围绕京津冀“六链五群”产业布局及成生物制造等域布局指南，资助180个项目，促进三地540个科研团队形成紧密作。验收项目中累计有23个项目实现不同形式转化应用，泡沫板橡塑板专用胶有动科研成果从实验室走向生产线，赋能京津冀三地经济实现质量发展。

在人才培养面，项也发挥了显著作用。三地共培养博士研究生1383名，51名团队成员在项目执行期内获得国或省部人才称号，形成了“项目育人才、人才促创新”的良循环。

·其他案例·

北邮北斗技术点亮雄安地下城

在雄安新区容东片区，200余万平米的地下空间里，车主开“雄安行”App，即可实现车位键检索、充电桩定位、室内外路径缝切换等。这背后，是北京邮电大学路兆铭团队研发的“北斗+5G室分”定位航技术。这项诞生于北京校的硬核科技，正在为雄安的地下空间装上颗的“航大脑”。

北斗卫星距离地面约两三万公里，信号到达地面时强度不足以直接穿透到地下。如何让天上的北斗信号“钻”进地下，并准确计出用户的位置？团队给出了巧妙的解决案。他们研发了款名为“北斗室分定位单元”的小型盒子，负责接收和处理卫星信号，再路到现有的4G/5G通信设施中进行分发，需单布设天线系统。这案不仅破解了室内外结原理差异和多径干扰等行业难题，实现了米精度、连续稳定的定位服务。

相比国内外其他技术手段，这项技术的优势在于复用和规模化。团队充分复用运营商现有的5G室分网络与通信基础设施，需大规模新建基站，部署快、成本低，且兼容现有终端。重要的是，定位设施与通信设施共用套物理体系，依托成熟的通信网络运维，避了传统定位设施建成后因人管护而失的问题。北京邮电大学教授路兆铭表示：“别的技术可能要每个项目单做测试验证，难以大规模标准化部署，而我们的案在开始就是成体系地部署测试。”

项目落地雄安并非偶然。雄安新区建设包括“地上、地下、云上”三座城，地下空间体量巨大，对定位有着刚需求。雄安不仅提供了实际的应用场景，还给予了项目支持和政策便利。北邮与当地政府共同设立了新型研发机构，拥有固定办公点并可就地招聘人员，共同动技术演进。目前，该技术已在雄安容东尚德等多个社区、金湖隧道实现车辆稳定定位航，并同步接入“雄安行”APP，切实提升了新区居民出行体验。

依托“雄安模式”，这北京原创技术正向全国多场景复制广。目前，该技术正在交通隧道、大型水电枢纽、矿山井下、大型城市综体等多个典型场景，有序进部署应用工作，可实现应急调度、车辆航、安全预警等。为通成果转化“后公里”，团队已建成室内外体化定位模组中试产线，实现核心器件的自主化、批量化供给。

在京津冀协同发展的版图中，北京提供核心技术支撑，河北雄安提供应用场景和政策支持。这套“北邮研发、雄安转化、北京输出、全国广”的路径，不仅服务北斗全球系统规模化应用，保障时空信息基础设施自主可控，为全国地下空间、交通枢纽、隧道矿井的“定位难、航难、监管难”提供可复制的“北京案”和“雄安模式”。

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北理工“3D印机”落地天津

在天津滨海中关村科技园，台大型金属3D印机正投入试生产。这台由北京理工大学机械与车辆学院跨尺度增材制造团队自主研发的金属3D印机，采用双龙门设计，可生产20米复杂金属点阵结构夹芯部件。从北京实验室走出的这项前沿技术，正在天津的厂房里转化为动海洋装备变革的现实力量。

传统海洋装备制造面临两大瓶颈：船舶对减重、爆、减振降噪等复需求迫切，而海上浮式平台采用全钢结构成本过，是陆上风电开发成本的10倍以上。

团队负责人、北京理工大学教授刘长猛带团队突破了悬空结构支撑3D印技术，自主研制了多弧并行3D印系列装备。“对于船舶部件未来设计的复杂工况要求，3D印基本上是唯解决途径。”该工艺需传统模具，可根据船舶能及部件工况进行自由设计，复杂的内部结构也能次成型，“用新的结构材料能使船体结构件减重30，这对船舶行业是颠覆的，同时部件加工周期也能降低30以上。”刘长猛在接受采访时说。

这项技术已经走出实验室，在船舶上落地应用。作单位广船的船舶上舰壁板和甲板等部件已采用该技术，目前已有数千万元的意向订单。刘长猛介绍，船用板材市场规模约2000亿至3000亿元，旦3D印技术规模化应用，未来在整个船舶域有望达到数十亿元量的应用规模。

值得提的是，针对海洋平台建设，团队还门开发了款低成本新型海洋基建材料。钢板点阵混凝土以增材制造金属点阵为骨架，填充低成本混凝土。相对于全钢结构海洋浮式平台，该案用钢量显著降低，成本可降低50以上，且具备良好的经济、稳定和长寿命。

目前，应用新型复材料的50米浮式平台正计划下水测试，未来还将在渤海建设千米的海洋浮式平台，综利用风能、太阳能、波浪能、氢能等多种可再生能源。

项目的落地充分体现了京津冀产业协同应。据刘长猛介绍，北京定位为研发中心，天津负责生产与落地应用，河北则作为钢材、混凝土等主要原材料的供应基地。在此布局下，4月17日，巨型智造（北京）科技发展有限公司落户海淀北理工孵化器；5月8日，巨型智造（天津）科技有限公司也正式成立。

从北京的实验室到天津的生产线，从北理工的研发到渤海海域的未来试验，这项“3D印机”技术正在京津冀协同创新的沃土上，生长出海洋装备变革的限可能。

本版文/本报记者 李晓萌

统筹/李泽伟 供图/受访者

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