【所属领域】

信息电子、交通建筑、软件服务

【痛点问题】

黄河以南以及长江中下游广大地区、云贵川等地区，每年低温季节，各种道路上都会发生冰雪现象，特别是驾乘人员很难远距离观察到很薄的“黑冰”，对行驶车辆危害更大，冰雪路况经常导致恶性交通事故的发生。

【成果介绍】

本成果可从根本上解决上述痛点难题，传感器检测到冰雪等风险路况时，及时向路政、交警部门和社会发送预警和报警信号，以便及时采取风险管控措施，大大降低恶性交通事故发生的可能性。还可与道路融雪化冰系统协同工作，监测到冰雪危险路况时，传感器信号自动启动融雪化冰系统工作，消融冰雪，保障道路安全通畅。本成果的主要创新点：1）压电平膜传感器多阶谐振频率和振动谱解析技术；2）多光谱传感器光电信号处理技术；3）复阻抗传感器信号检测及处理技术；4）多传感器信息融合人工智能技术；5）传感器可靠性结构设计技术。

冰雪路况传感器主要包含阻抗谱、谐振谱和多光谱等三种核心关键技术，如下图所示，其来源于团队前期研发的压电平膜式、光纤（光电）式和阻抗式结冰传感技术成果，均为具有自主创新特色及自主知识产权的研究成果。

图1 成果产品核心关键技术示意图

图2 成果产品三次迭代实物照片

图3 瑞典厄斯特松德市试验实景

图4 沈阳桃仙机场道面状态检测系统安装

图5 无锡太湖隧道传感器数据

【技术优势】

（1）核心传感器方面：所采用的阻抗谱、谐振谱、多光谱测量方法均不同于传统测量技术。这三种方法在硬件基础上实现了更高可靠性、更多元化的测量功能，目前在国内处于领先地位，且相关参数优于近期国际公开文献及同类产品。

（2）信息智能处理方面：采用级联的路面状况识别模型，通过经验规则结合多种分类器进行高鲁棒性的复杂状况识别。在相关路面状况产品及研究中，采用的多传感器异构融合方法具有最丰富的路面状况识别能力，并实现了较高的识别准确率，具有明显的先进性。

【技术指标】

产品可达到的技术指标如下：

【技术成熟度】

本项目的成果和产品经过较为充分的实际应用，技术成熟度达到8级以上。

【应用场景】

本成果能以车联网和车路协同的模式，构成巨大的信息网络，向自动驾驶车辆提前发送危险路况预警信息，大大提高自动驾驶的安全水平，应用于各种公路（特别是山区高速公路）、桥梁和隧道以及军用和民用机场。

【市场前景】

全国有16.10万公里的高速公路网络及500万公里的公路网络，咨询机构ARC的研究报告显示，2018年中国的道路气象监测站预计市场开发率仅为0.8%，就目前已知公路结冰现象频发的我国南方四省（福建、浙江、湖北、贵州）而言，其高速公路占比已超过全国高速公路总里程的17%。若仅以此四省为例，每约2公里安装一套传感器节点系统，每套气象系统及其安装费用按照20万元估算，市场容量就已经达到27至50亿元，冰雪路况传感器在其中将达到约6亿元，预警信息系统产品约6亿元；若产能向全国辐射则市场容量还将呈数量级增长。再考虑我国的桥梁隧道数量已达到75.71万座，隧道数量已超过1万座，倘若以最低限度计算，1%的桥梁及20%的隧道安装传感器节点，则市场容量可达到20亿元。

【知识产权】

本成果申请多项中国发明专利，下表是部分展示：

【合作方式】

技术许可、技术转让、作价入股、技术开发、技术服务、面谈等

【专家介绍】

叶林，教授，华中科技大学，人工智能与自动化学院，俄罗斯莫斯科动力学院自动化系访问学者、美国华盛顿大学航空航天系访问学者。长期从事传感器和智能信息获取系统技术的研究开发，为我国自主可控结冰传感器技术研究开发的创始人，承担和完成多项国家下达的结冰传感器和安全防护系统技术科研项目，部分技术成果已经取得实际应用。另外，还在复杂环境非接触测温、红外热发射率测试系统技术领域取得重大技术突破，技术成果得以工程化实际应用。发表多篇科研论文，取得多项发明专利授权，其中包括美国和欧洲发明专利，获得若干项科技成果奖励。具有较强的科技创新意识和能力，科研紧密结合实际，具有良好的工程应用实践经验。

葛俊峰，博士，副教授，华中科技大学，人工智能与自动化学院。长期从事航空领域传感器及测试技术研究，主要研究方向包括结冰传感器及防除冰技术、多光谱成像及颜色分析技术、无人系统环境感知及多源数据融合等。主持并参与国家自然科学基金项目、国防基础科研计划项目、国家安全重大基础研究项目，总装预研基金项目等国家及省部级项目十余项，在国内外期刊及会议发表论文50余篇，申请专利20余项。获国防科技进步奖三等奖1项，中国航空学会科学技术奖一等奖1项，广东省科学技术发明奖一等奖1项。

【联系方式】

CG22037