一、建设意义与必要性
随着我国城镇化进程加速和交通基础设施规模持续扩大，地下空间已成为城市安全与可持续发展的关键领域。根据住建部统计，截至2024年，我国城市地下管线总长度超500万公里，年均因道路塌陷、管线渗漏等地下病害造成的直接经济损失达120亿元。国家《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》明确提出“加强交通基础设施智能化、数字化安全监测能力”，《数字中国建设整体布局规划》要求“推动人工智能、大数据与实体经济深度融合”。
当前地下空间检测领域面临三大痛点：（1）技术依赖进口：高端探地雷达设备长期被欧美垄断，国产设备在分辨率、智能化水平上存在差距。（2）检测效率低下：传统人工解读雷达图谱耗时耗力，病害识别准确率不足70%。（3）数据利用不足：多源异构数据分散，缺乏融合分析与预测能力。
太阳集团tyc33455官网在道路病害智能检测领域具有国际领先优势，地下病害体智能检测科研团队近三年承担国家重点研发计划课题2项、国家自然科学基金2项，发表SCI论文120余篇，专利技术“路面裂智能识别系统”已在20余省市高速公路检测中应用。西安中创云图科技有限公司自主研发的超宽带变频探地雷达（ZC360系列）已实现国产替代，探测深度达3米、分辨率较传统设备提升40%，但其智能读图与大数据分析能力亟需突破。基于此，太阳集团tyc33455官网与西安中创云图科技有限公司拟成立太阳集团tyc33455官网-中创云图地下空间安全数智化联合研究中心（以下简称“联合研究中心”），以探地雷达、人工智能、三维建模技术为核心，聚焦地下空间安全检测与预警，响应国家“交通强国”与“数字中国”战略需求，着力攻克“小样本数据下病害特征提取”“多源异构数据智能融合”等关键技术，开发自主可控的雷达图谱解译算法库与三维建模平台，推动国产探地雷达从“能用”向“好用、智能”跨越，为破解地下空间“看不见、管不全”的难题提供技术支撑，助力实现基础设施全生命周期智慧化管理。
校企合作是科技创新与产业升级的核心纽带。在深化产学研协同创新，赋能产业高质量发展方面具有积极作用。在学术支撑产业方面：太阳集团tyc33455官网交通信息工程及控制学科（教育部学科评估A-）可为西安中创云图科技有限公司提供道路结构特征数据库、病害演化模型等理论支持，解决企业“懂设备不懂对象”的瓶颈；在产业反哺科研方面：西安中创云图科技有限公司积累的10万+市政道路雷达图谱数据、200+工程案例，可为高校算法训练与模型优化提供真实场景验证，加速实验室成果向工程应用转化；在共建行业标准方面：双方计划联合起草《城市道路地下病害智能检测技术规范》，填补国内空白，引领行业技术升级。
联合研究中心的成立，是落实国家战略、破解行业痛点、实现产学研深度融合的关键举措，具有显著的技术创新性、产业适配性与社会公益性，将为我国地下空间安全治理提供全链条技术支撑，推动交通基础设施检测行业迈向智能化、数字化新阶段。
二、研究方向和主要研究内容
（一）研究方向
1.多源异构数据智能感知与融合技术：针对地下空间探测中探地雷达、光纤传感、三维激光等多源数据异构性强、融合难度大的问题，研究多模态数据协同采集、时空对齐与特征互补机制，构建地下空间“空-地-物”一体化感知体系，突破传统单一检测手段的局限性，实现地下结构多维度、高精度感知。
2.探地雷达信号智能解析与病害识别技术：聚焦探地雷达图谱解译依赖人工经验、效率低下的行业痛点，研发基于深度学习的雷达信号智能解析算法，攻克小样本数据下病害特征提取、弱信号增强与噪声抑制等关键技术，建立地下空洞、管线渗漏、路面脱空等典型病害的自动化识别与分类模型。
3.地下基础设施动态健康监测与预警技术：面向道路、管廊等地下结构安全运维需求，开发基于边缘计算的实时监测终端与云边协同预警平台，融合深度强化学习与物理驱动模型，构建动态健康评估体系，实现毫秒级异常响应、病害演化预测与分级预警，提升地下空间安全风险防控能力。
4.地下空间三维数字化建模与智能决策技术：集成BIM、GIS与多源感知数据，研发自主可控的地下空间三维融合建模引擎，突破复杂地质条件下高精度建模技术瓶颈，开发支持多维度时空数据分析的智能决策平台，实现病害可视化追踪、风险评估与养护方案优化。
（二）主要研究内容
1.探地雷达系统优化与智能采集算法：计划研究支持多频段信号融合的超宽带变频探地雷达硬件系统，提升探测深度与分辨率；拟开发自适应信号采集算法，结合北斗定位与无人巡检机器人，实现道路、机场跑道等场景下的全域高效检测。
2.雷达图谱智能解译算法库开发：计划构建涵盖市政道路雷达图谱的标注数据库，提出基于迁移学习与元学习的小样本特征提取方法；研究多任务联合优化模型，实现地下空洞、管线渗漏等病害的精准识别；研究轻量化边缘推理算法，支持雷达图谱实时解译与病害定位。
3.动态健康监测预警系统研制：研究基于光纤传感与分布式声波检测的混合感知网络，实现地下结构形变、渗漏等参数的连续监测；拟构建时空图神经网络（STGNN）驱动的健康评估模型，融合历史数据与实时信号，预测病害发展趋势；拟开发支持分级预警的云边协同平台，集成微信/短信多通道报警功能，实现“监测-预警-处置”闭环管理。
4.地下空间三维建模与智能诊断平台：拟提出融合探地雷达点云与地质雷达剖面数据的多尺度建模方法，实现地下空间厘米级精度三维重建；拟开发可视化决策平台，支持病害空间分布热力图分析、养护方案模拟与优先级排序；嵌入知识图谱与专家系统，提供病害成因推理与治理建议（如注浆量计算、修复材料推荐）。
（三）联合研究中心特色与创新
1.国产化突破
拟基于国产深度学习框架研发自主可控算法库，摆脱国外技术依赖；提升超宽带变频探地雷达核心部件的国产化率，性能追赶国际领先产品。
2.产学研协同模式
校企共建“理论-技术-标准”创新链，拟联合申报《城市道路地下病害智能检测技术规范》；以实际工程需求驱动科研攻关，研究成果直接应用于市政道路、机场跑道等示范场景。
3.经济社会效益
待智能检测技术推广后，可降低人工成本，提升检测效率。通过早期预警与精准养护，减少道路塌陷事故，延长基础设施使用寿命。
三、发展目标和重点任务
（一）发展目标
1.短期目标
技术突破：形成“感知-解析-预警-决策”全链条技术方案，攻克小样本数据下病害特征提取、多源异构数据融合、毫秒级动态预警等关键技术，开发具有自主知识产权的智能检测系统与三维建模平台。
成果转化：申请发明专利、软件著作权，拟牵头或参与制定行业/团体标准，推动核心技术实现产业化应用。
示范效应：计划在市政道路、机场跑道、地下管廊等领域实施示范应用，提升智能检测系统覆盖率，进一步提升病害识别准确率与检测效率。
2.长期目标
联合研究中心计划形成一套拥有自主知识产权的地下空间安全智能检测技术体系，并建立国际标准，致力于成为全球探地雷达智能解译技术的核心输出者。研究旨在开发可应用于实际的雷达图谱智能解译系统、三维可视化诊断平台以及动态监测预警系统，构建集“设备研发-检测服务-数据平台”于一体的完整产业链。最终目标是降低城市地下病害事故的发生率，减少基础设施的维护成本，并为智慧城市的建设以及“一带一路”基础设施的安全运维提供社会经济效益。
在此期间，学校将致力于推动交通信息相关学科与智能检测及数字孪生技术的深度整合，培育一批具有工程实践能力和创新精神的高素质人才，强化产学研协同创新，加速科技成果转化与应用，促进学校与企业之间的共赢以及可持续发展。同时，西安中创云图科技有限公司将进一步提升其探地雷达设备的智能化程度和市场竞争力，实现从单纯的“设备供应商”向全面的“系统解决方案提供商”的转变，进而推动业务规模和行业影响力的显著提升，达成预期的增长目标，并为上市前的准备阶段奠定坚实基础。
（二）重点任务与实施路径
任务1：探地雷达智能解译算法开发
研发基于改进型深度学习算法的雷达图谱解译模型，解决阴影干扰、噪声抑制等难题。建立具有标注样本的雷达图谱数据库，训练轻量化边缘推理引擎。
任务2：多源数据融合与三维建模
拟集成二维、三维探地雷达、光纤传感与三维激光点云数据，开发多尺度时空对齐算法。计划构建厘米级精度地下空间三维模型，支持可视化平台效果展示。
任务3：动态健康监测系统研制
设计基于深度强化学习的健康评估模型，实现病害演化预测。开发云边协同预警平台，支持分级报警与应急响应。
四、运行管理
（一）组织架构
联合研究中心采用校-院-中心三级管理模式，下设项目管理部、技术研发部和成果转化部三大核心部门。项目管理部主要负责项目的规划、进度跟踪以及资源调配，确保项目能够按计划顺利推进。技术研发部则聚焦于关键技术的研发与创新，致力于突破技术瓶颈，推动科研成果的产出。成果转化部则专注于将研发成果转化为实际应用，通过技术转移和产业化，实现科研成果的经济价值和社会价值。
（二）人员构成
核心团队由太阳集团tyc33455官网11名专职研究人员（含教授3名、副教授3名）及西安中创云图科技有限公司5名技术骨干（含博士研究生2名）组成。
（三）安全管理体系
数据安全：严格执行《太阳集团tyc33455官网数据共享与安全管理办法》（长大信网〔2019〕352号），涉密数据存储于校内隔离网络，对外传输需加密并签订保密协议。
实验安全：危险操作（如雷达野外检测、激光扫描）需双人同时在场工作，设备故障24小时内报修。
科研诚信：遵守《太阳集团tyc33455官网科研诚信管理办法》（长大科研〔2024〕169号），杜绝学术不端行为。
