交通领域科技创新专项规划北京交通大学科学技术处Word文档下载推荐.docx

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一、需求与趋势

（一）我国交通运输科技发展取得显著成绩

1.交通运输现状

交通运输是国民经济构成中的先行和基础产业，是社会生产、生活组织体系中不可缺少和不可替代的重要组成部分。

“十二五”是我国交通运输发展最快的五年，也是交通基础设施投资力度最大的五年。

“十二五”末，我国综合交通网络总里程达到495万公里，高速铁路营业里程、高速公路通车里程、城市轨道交通运营里程及港口泊位数量均位居世界第一。

高速公路“五纵五横”和高速铁路“四横四纵”基本贯通，基本形成快速铁路网、高速公路网，西部地区高速铁路从无到有，东、中、西、东北“四大板块”之间实现高速铁路连通，综合交通网络骨架初步形成，综合枢纽建设明显加快，各种运输方式衔接效率显著提升。

2.交通运输科技发展

我国交通运输行业始终瞄准国际交通科技发展前沿，在交通装备、交通信息化与智能化、交通安全和交通基础设施等方面的技术创新取得了重大突破，并取得了一批标志性的重大科技成果，极大地提升了我国交通运输业的核心竞争力和可持续发展的能力，发挥了科技对交通运输的支撑和引领作用，具体如下：

（1）突破了一批交通运输重点装备的关键技术，使我国高速列车、重载列车、城轨列车和电动汽车等交通运输装备水平跃居世界前列。

（2）攻克了一批交通运输信息化和智能化关键技术，为奥运会、世博会等国家重大活动提供了强有力的技术保障，推动我国交通系统的发展转型，初步培育了我国智能交通产业。

（3）掌握了交通运输安全保障核心关键技术，极大地促进了交通运输向更加安全和可持续的方向发展。

（4）突破了以桥梁、隧道为代表的一批重大交通基础设施建设和养护关键技术，引领世界交通基础设施建养技术发展。

（5）交通科技创新平台建设硕果累累，建设运营了一批包括国家重点实验室、工程技术研究中心、国家工程实验室在内的国家创新能力平台，组建了一批国家产业技术创新联盟，形成了机制化的协同创新模式，夯实了我国交通科技能够可持续发展的基础。

（二）国家发展战略对交通科技发展提出了新的需求

交通运输是国民经济重要的基础产业，对经济社会发展具有战略性、全局性影响。

“一带一路”“新型城镇化”“京津冀协同发展”“长江经济带发展”“中国制造2025”等国家战略的有效实施有赖于科技创新驱动下的交通运输业持续发挥支撑引领作用。

1.支撑引领新型城镇化的创新发展

随着国家“新型城镇化”战略的实施，“十三五”期间，我国常住人口城镇化率将达到60%左右。

因此，必须完善综合运输通道和区际交通骨干网络，强化城市群之间交通联系，加快城市群交通一体化规划建设，构建覆盖面广、连通性好、服务效能高、安全保障能力强的综合交通运输系统，来支撑“以人为本”的新型城镇化战略实施，引领城镇空间布局趋于科学合理。

2.适应区域协同发展模式的重大变革

随着“一带一路”“京津冀协同发展”“长江经济带发展”等国家战略的实施，以基础设施建设和国际产能合作为基础的全球治理中国方案作用凸显、城市群一体化格局将逐步形成、区域协同发展需求突出。

因此，强化跨国互联互通，多种交通运输方式协同，提升交通运输效率，完善交通基本公共服务和交通安全保障体系，促进交通运输技术、装备体系和服务模式由“跟跑型”和“被动响应型”向“引领型”“普惠型”和“主动适应型”转变，不仅是促进集聚、辐射作用大、城镇体系优、功能互补强的城市群发展，实现区域协调发展、国际合作新模式的战略要求，也是交通运输适应新的社会活动形态、新的生产方式、新的业态模式产生新的运输需求的重大挑战，更是交通运输自身创新发展、加快变革、支撑大国责任的时代要求。

3.落实生态绿色发展的重大责任

气候变化问题已成为影响人类社会发展和全球政治经济格局的重大战略课题。

我国已经向世界郑重承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18%的减排目标，“十三五”期间我国的节能减排责任重大，交通运输行业作为温室气体排放的重点领域之一，必须加快转变发展方式，加快建立以低碳为特征的资源节约型、环境友好型交通运输体系。

如何研制和规模运用安全可靠、先进成熟、节能环保的绿色智能谱系化交通运输装备和服务，将是“十三五”期间必须要解决的问题，也是推进我国由“交通运输业大国”迈向“交通运输业强国”的必由之路。

（三）交通运输科技发展面临着系列挑战

经过“十二五”的快速发展，我国交通运输紧张状况总体缓解，运能制约瓶颈基本消除，初步适应了国民经济和社会发展的需要，也为未来交通运输发展奠定了坚实基础。

站在新的历史起点上，交通运输仍面临系列挑战。

1.交通装备制造由大国向强国转型的挑战

“十二五”以来，我国的交通装备制造已取得非凡成就，汽车产销量连续六年稳居全球第一，轨道交通装备产业规模和产销量均居世界第一，船舶产业规模和产销量均居世界第一，这些数据标志着我国已成为交通装备制造大国。

但是，在一些重要交通方式相关的装备产业中，“技术空心化”现象依然存在，一些战略性交通装备自主创新能力仍然不足。

随着“中国制造2025”战略的发布及实施，建设制造强国的氛围正在形成，交通装备制造成为装备制造业重点发展的十个领域之一。

确立自主创新驱动的发展模式，提高科技创新支撑的自主化程度、提升国际创新和产业竞争力、发挥产业带动效应，已成为引领我国由“交通装备制造大国”迈向“交通装备制造强国”的必由之路。

2.交通领域节能减排的挑战

“十三五”期间我国节能减排任务巨大，我国不仅要完成到2020年单位GDP碳排放比2015年下降18%的目标，乘用车新车平均油耗要达到5升/100公里，同时还要在大气污染防治等环境指标方面取得明显成效。

当前我国的汽车保有量进入快速增长期，预计2020年将达到3亿辆左右，汽柴油消耗将达到3.5亿吨左右，石油需求量达到5.9亿吨左右。

作为能源消耗主要行业和污染物排放的主要来源之一，交通运输业面临着巨大挑战。

3.交通运输高安全、高效能、高品质服务的挑战

经济社会的快速发展和物质文化需求的日益增长对交通运输发展提出了新要求和新期待。

人民群众对交通出行的要求已经由“走得了”向“走得好”转变，交通运输发展面临着既要提供覆盖面更广的均等化公共服务，又要提供更高安全、高效能、高品质、个性化服务的双重压力。

近年来，我国交通安全形势总体稳定，但安全隐患依然突出；

运输效率低下，物流成本较高的问题也亟待解决，以北京、上海等为代表城市人均交通时间2小时/天，我国物流成本占到了GDP的18.3%；

此外，我国还面临着交通服务信息覆盖率不足人口10％，货运服务透明化水平低等难题。

（四）全球科技交叉融合加速交通科技革命

全球科技迅猛发展，科学技术前沿不断拓展，学科间交叉融合加速，产业体系汇聚重构已成常态。

相关领域科技的快速发展并与交通运输行业深度融合，形成并强化了交通领域科技发展的新趋势，也就是交通能源动力系统的电动化、高效化和清洁化，交通装备设计制造的轻量化、数字化和一体化，交通运输系统集成的智能化、网联化和协同化，以及用户消费需求的体验化、共享化和综合化。

1.交通能源动力系统的电动化、高效化和清洁化

交通能源消耗是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。

加速调整能源结构、转变能源开发利用模式，加快将绿色、多元、高效、低碳的可持续能源应用是其必然要求，交通能源动力系统呈现出电动化、高效化、清洁化趋势。

汽车动力向燃料多元化、驱动电气化方向发展；

轨道交通发展低寿命周期成本（LLCC）、环境友好设计等可持续发展技术，促进节能环保指标的逐步提高；

海洋运输将超低排放的高效船用柴油机、气体燃料和双燃料发动机、零排放技术作为未来的发展方向；

航空运输则以生物燃料和电能驱动作为通用航空动力的重要方向。

2.交通装备设计制造的轻量化、数字化和一体化

交通装备制造业历来是具有集大成者特征的行业，其对信息产业、电子工业、材料工业等相关产业具有很强的带动效应，交通装备的发展呈现出轻量化、自动化、集成化、模块化和信息化特征。

高性能的复合材料已成功应用于汽车、轨道机车车辆、大型客机/轻型通用飞机、船舶等交通装备制造，轻量化成效显著；

在信息化和工业化深度融合的过程中，交通装备及其制造过程的数字化、智能化技术日新月异；

借助大数据系统和云服务技术，交通装备设计、制造、检测、检验、运营、维护等各个环节不断向数字化、智能化、一体化发展。

3.交通运输系统集成的智能化、网联化和协同化

当今科技在多个领域都取得了重要进展，并呈现交叉融合的态势，在交通系统的集成上，借助互联网的发展，以云计算、物联网技术、智能传感/大数据挖掘技术为代表的新一代信息技术有效地集成应用于轨道交通、道路交通、水运交通和空中交通系统，使交通系统集成呈现智能化、网联化、协同化趋势。

智能型设施成为智能交通的重要研究方向，成为支撑智能交通发展的重要基础；

车路协同、船岸协同等技术研究已从以解决交通管控为重点的阶段向以车车/车路通信下的智能联网为特征的新一代智能交通系统阶段发展。

交通参与者、运载工具、设施一体化协同系统成为交通系统发展的大趋势。

4.用户消费需求的体验化、共享化和综合化

随着互联网对消费导向作用的逐渐增强和消费模式的重大变革，交通用户需求呈现出体验化、共享化、多元化等特征。

老龄化和新生代用户比例持续增大，用户体验已成为影响交通运输服务和消费的重要因素；

汽车共享、自行车共享等交通共享模式呈现出巨大的市场空间；

高铁、飞机等服务网络的逐步完善极大丰富了用户的出行选择，基于多模式交通服务协同化的消费需求综合化特征日益明显。

二、指导方针与目标

（一）指导思想

深入贯彻党的十八大精神，全面落实党中央、国务院的各项决策部署和国家战略，按照“立足中国、面向全球、自主自信、按需借鉴”的科技创新战略思想，坚持“需求导向、依据充分、实事求是、覆盖全面”的科技创新规划原则，坚持“方法科学、服务大局、摒弃本位、不落俗套”的科技创新规划方法，力争形成“体系完整、层次分明、主线清晰、重点突出”的科技创新规划体系。

（二）总体思路

以满足国家战略需求为目标，以国内外市场需求为导向，以行业技术发展趋势为引领，以产学研用协同创新为主要模式，解决一批制约交通发展的关键科学问题，研发一批引领交通发展方向的重大前沿技术，全面提升我国交通运输系统装备、基础设施、系统集成、运营管理的技术水平，以支撑我国“新型城镇化”的创新发展，服务“一带一路”国际合作与全球治理新格局，落实“京津冀协同发展”“长江经济带发展”等国家区域协同发展战略。

（三）发展目标

以满足构建我国安全、便捷、高效、绿色现代综合交通运输体系和国家总体安全重大需求为总体目标，强化人工智能、新材料和新能源等赋能/赋性技术与交通运输需求的深度融合，大力发展高效能、高安全、综合化、智能化的系统技术与装备，形成满足我国需求、总体上国际先进的现代交通运输核心技术体系。

培育壮大新能源载运工具、现代轨道交通、现代通航运输、绿色水运装备等产业，提升我国交通运输业和装备制造业的核心技术全球竞争力和产业可持续发展能力。

具体而言，在轨道交通、道路交通、水运交通、空中交通、综合交通运输与智能交通等领域，力争在2020年前实现以下发展目标：

（1）在轨道交通系统安全保障、综合效能提升、可持续性和互操作等方向形成包括核心技术、关键装备、集成应用与标准规范在内的成果体系，满足我国轨道交通作为全局战略性骨干运输网络的高效能、综合性、一体化、可持续发展需求，具备国际竞争优势，具备交付运营时速400公里及以上高速列车及相关系统，时速120公里以上联合运输、时速160公里以上快捷货运和时速250公里以上高速货运成套装备，满足泛欧亚铁路互联互通要求、轨道交通系统全生命周期运营成本降低20%以上、因技术原因导致的运营安全事故率降低50%以上、单位周转量能耗水平国际领先、磁浮交通系统技术完全自主化的技术能力。

（2）汽车产业技术创新能力大幅提高，以“低碳化、信息化和智能化”为导向的汽车技术创新体系基本形成，汽车产业成为引领制造业技术全面变革的关键产业之一。

以混合动力技术为重点，全面提升传统燃油汽车节能技术水平，2020年乘用车新车平均油耗优于5升/100公里。

以动力电动化技术为重点带动新能源汽车结构轻量化技术和整车智能化技术全面发展。

实现动力电池技术革命性突破，高安全性锂离子动力电池单体比能量达到350瓦时/公斤，新能源汽车技术与产业化总体水平进入世界前列。

重点突破具备高度/完全自动驾驶功能的智能汽车技术，实现有条件自动驾驶汽车（CA）技术规模产业化，智能网联汽车技术发展跟上世界潮流。

（3）突破一系列绿色、智能船舶核心技术和超大型港口、深水航道建设维护技术，研制一批高技术、高性能船舶和高效通用配套产品，进一步提升我国造船、航运的整体水平。

培育绿色、智能船舶等战略性新兴产业。

依托长江黄金水道，加强各种运输方式的衔接和综合交通枢纽建设，加快多式联运发展，建成安全便捷、绿色低碳的综合立体交通走廊，增强对长江经济带发展的战略支撑力。

（4）瞄准我国航空运输业快速发展、低空空域开放、通用航空产业、民航节能减排和航空应急救援体系建立所需要的技术基础，围绕安全、高效、绿色航空器和航空运输系统两条主线，突破新概念飞机、先进空管、大型枢纽机场运控技术等重点方向前沿核心技术，直接支撑大型机场综合交通枢纽建设、全面推进我国通航全产业链发展。

（5）瞄准道路交通基础设施长寿命迫切需求，突破道路交通基础设施长寿命绿色材料、服役状态快速感知和评估、功能提升等关键技术，重点解决长寿命绿色材料制备、监测和检测技术装备研发、性能保持与恢复及功能提升技术等问题，力争使我国道路交通基础设施功能寿命达到国际先进水平。

（6）我国综合交通运输的智能化水平和综合服务品质极大提升，交通信息精准感知与可靠交互、交通系统协同式互操作、泛在智能化交通服务等基础理论和核心技术体系基本形成，重点解决综合交通信息服务、交通系统控制优化、城市交通控制功能提升与设计问题，显著改善交通基础设施、载运工具、运行系统的安全状况和服务能力，智能交通战略性新兴产业规模化发展。

力争到2020年，智能交通技术普及率增长30%，综合交通运输效能提升20%，亿车公里事故率降低10%。

（四）战略部署

围绕“十三五”国家科技创新规划和“创新驱动”发展战略，分三步实施：

（1）分步实施现代交通领域重点专项，构建具有国际竞争力的产业技术体系，在交通系统安全保障、综合效能提升和可持续性等战略方向形成包括核心技术、关键装备、集成应用与标准规范在内的成果体系。

（2）围绕拓展创新发展空间，构建全面创新能力。

优化整合科研能力资源，完善以国家高速列车技术创新中心为引领的国家交通科技创新能力平台建设。

培育造就一批具有全球领域影响力的科学家、科技领军人才、高技能人才和高水平创新团队。

（3）突破共性前沿和颠覆性交通核心技术，培育重要战略性创新力量，聚焦重大科学问题，引领交通技术未来发展方向。

三、发展重点

（一）轨道交通

1.系统集成及共性技术

（1）轨道交通系统综合安全评估与协同安全保障技术

突破轨道交通系统运营状态全息化智能感知、快速辨识、风险评估、预警和处置技术；

基于材料与结构的力学、理化、服役环境影响性能分析评估和功能设计理论研究，提升轨道交通装备耐碰撞、防火、防冰雪设计等本构安全性能；

构建轨道交通系统全寿命周期RAMSI综合评估与保障技术体系。

（2）轨道交通系统全息感知与泛在融合智能化技术

基于“互联网+”的系统设计、智能制造、云端融合交互等技术，开展轨道交通系统融合网络、大数据驱动、类人智能、云计算、超大容量实时高可靠移动通信等一体化应用技术研究，全面提升轨道交通装备制造及运维智能化水平。

（3）轨道交通系统全局效能评估及综合效能提升关键技术

针对轨道交通牵引传动系统能耗、轻量化、车载储能系统可靠性等问题，开展基于“互联网+”、新型拓扑变换、新能源、新材料和新结构等技术的牵引变流、永磁直驱牵引传动系统研究；

系统掌握轨道交通动力系统的高效能量管理及安全保障技术。

（4）轨道交通系统解耦与适配技术

开展轨道交通系统各组分相互作用、互操作机制与协同运作理论研究，突破各关键子系统的分层递阶互操作机制与多模态耦合机理、子系统失效全局影响评估；

研究基于全局最优的轨道交通系统与其他交通运输方式的自适应匹配技术；

搭建我国以铁路为骨干，综合协同航空、公路、港口的交通运输一体化技术体系平台。

2.载运工具

（1）高速轮轨交通系统关键技术

开展跨国互联互通、时速400公里及以上高速客运装备关键技术研究；

突破基于“重量-阻力-动力”多目标均衡的综合节能、噪声主动控制、主动安全与运维、轨距自适应变结构转向架、基于互联互通需求的系统集成等关键技术；

构建时速400公里及以上高速轮轨交通系统产品技术平台。

（2）磁浮交通系统关键技术

系统开展高速磁浮列车悬浮、牵引、导向等关键技术研发，突破高能效、高可靠悬浮及运行控制技术；

基于车-线-桥-隧耦合机理，研究低流阻、低噪声、系统集成等关键技术，实现200公里/小时和600公里/小时中高速磁浮交通系统和装备产业化；

构建磁浮运输系统协同创新与集成化试验平台。

（3）轨道交通货运快速化关键技术

突破货物快速装卸、均衡配载、多式货物联运适配等系统化关键技术，研制时速120公里公铁联运、时速160公里快捷货运、时速250公里以上高速货运列车及配套装备，建立快捷货运技术标准体系，实现主要枢纽间各种交通运输方式无缝对接和物流高效转接，形成安全、便捷、高效、适应运输过程综合化需求的轨道交通货运技术与装备体系。

（4）导向运输系统模式多样化技术

开展基于胎/地耦合的列车运动学和动力学理论研究，突破多模式高安全冗余协同循迹控制、混合路权安全协同控制、非接触式供电等关键技术；

研制新型地面自导向城市轨道交通装备，构建相关标准体系和试验验证平台。

（5）基于城轨网络的城市物资快速转移载运工具

针对大城市中心区域之间、中心区域与市郊之间生活物资等运输需求及特征，开发适于城轨客运空档期专用的智能及经济型载运工具，实现上述区域之间物资运输组织的灵活调度管理。

（6）导向运输系统新模式及技术探索研究

研发支撑区域性网络化物流的低成本无人导向运输系统技术与装备，研究超高速导向运输系统新模式及关键技术，探索城市末梢交通运输微网和专网系统方案与技术。

3.基础设施

（1）轨道交通线路工程施工与能力保持技术

深入开展基础设施生态系统工程技术研究，突破重大地质灾害等复杂环境条件下线路、大跨桥梁、大规模隧道群与超长隧道等基础设施的全生命周期能力保持与恢复关键技术，构建相关智能化管理信息系统及工程施工技术体系。

（2）基于空天车地信息一体化的安全与运营保障技术

突破空天车地信息一体化的轨道交通安全保障系统技术研究，掌握空天地信息融合的列车动态间隔配置制动及安全防护技术，形成满足不同运营需求的列控系统标准规范。

（3）基础设施供电系统

开展非化石清洁能源在轨道交通系统的应用及分布式智能供电技术研究，掌握高速移动环境下列车非接触供电高效能量传输、同相柔性供电、高导低耗受流等技术，支撑轨道交通系统绿色环保的可持续发展需求。

4.营运管理

（1）轨道交通运营与管理信息大数据深度应用

开展物联网及移动互联环境下轨道交通运营全景信息感知与融合系统技术研究，突破轨道交通基础设施基本状态、交通工具运行、运输组织、日常调度等多源信息协同处理技术，多模式全网运输态势动态感知与智能解析技术，客货运需求规律主动辨识和运营状态主动预警技术，为铁路客货运产品及服务规划、运营管理、安全保障提供支撑。

（2）“互联网+”轨道交通精准服务模式

研究“互联网+”多模式轨道交通高品质客货运服务新模式，突破轨道交通客货运精准营销、无缝衔接服务保障、全网全程运力资源动态配置、重载铁路与既有铁路互联互通运输组织、运输通道能力利用模式及分工等关键技术，实现精准对接供需、高效配置资源。

（3）便捷高速客运

发展多模式融合的便捷高速客运技术，提升客运服务质量。

突破基于移动互联的客运信息引导和交互、多模式轨道交通巨量客流综合分析、轨道交通客运枢纽接驳转运协同优化等关键技术，构建多模式轨道交通客运协同决策系统，开展重点区域（城市群）轨道交通综合应用示范。

（4）高效快捷货运

突破基于智能化技术的集装化货物装载、铁路场站控制、快货接取送达等关键技术，开展快捷高速货运全程运输计划协同编制及作业组织优化、货物联合运输集疏运一体化组织技术研究，实现单位周转量能耗水平国际领先的目标。

（5）多模式轨道交通运输组织与协调

突破枢纽多源交通信息互操作、基于北斗卫星导航系统的轨道交通系统运营调度等关键技术，开展轨道交通中转枢纽基础设施及运输组织智能监管服务、多模式轨道交通运行组织匹配技术研究，构建虚拟现实全网轨道交通运输组织仿真平台，建设大型智能铁路枢纽示范工程。

（6）智能运维与应急处置

围绕建设“安全交通、高效交通”重大需求，突破轨道交通设备设施在线检测与性能评估预测、非正常事件综合情景推演与管理决策技术，实现轨道交通网络全程动态优化调整和主动安全预警。

5.创新能力

（1）轨道交通系统安全综合测试验证评估平台

构建具有国内外复杂运用环境及特殊工况耦合、多学科大数据融合、智能交互等特点，集检测检验、认证认可、安全评估一体化的关键系统综合测试验证评估平台，为轨道交通系统及装备国内外市场准入提供支撑。

（2）轨道交通系统综合数据应用服务平台

基于运输对象、基础设施、移动装备、指挥调度系统、自然环境的实时数据，构建集大容量实