一輛自動駕駛汽車平穩駛上龐大的多自由度平台，車輪隨之轉動，模擬著真實道路的行駛狀態。一旁，由眾多儀器構成的模擬測試系統正在運行。在虛擬世界中，系統悄然向這輛車注入無數極端場景：前方突然出現的行人、側方疾馳而過的車輛、瞬間變幻的雨雪天氣……

“傳統路測需要半年才能遇到的危險場景，如今隻需3天就能全部‘考’完。”西安建筑科技大學校長、長安大學教授趙祥模表示，“因為我們在有限的物理空間裡，為自動駕駛汽車構建了一個‘無限’的測試環境。”

近日，趙祥模帶領團隊研發的“基於數字孿生的自動駕駛整車在環測試裝備與應用”項目，榮獲有“交通界諾貝爾獎”之稱的全球道路成就獎。這標志著我國在智能駕駛測試技術領域，實現了從跟跑到領跑的跨越。

車：讓剎車系統告別“盲測”

上世紀80年代末的汽車檢測車間裡，常能見到工程師俯身地溝，手握“聽診器”等簡易工具，捕捉發動機異響的場景。“眼看、耳聽、手摸”，這六個字道盡當時國內汽車檢測的原始狀態。

1988年，剛投身於科研事業的趙祥模目睹此景，暗下決心：“要讓中國汽車檢測‘立’起來！”

從依賴“手眼耳”到實現“自動化”，談何容易。彼時，國外檢測設備壟斷市場、價格高昂，維修更是處處受制。趙祥模帶領團隊，與同行聯手，硬是建成了國內首條全自動分布式汽車安全與綜合性能檢測線。

隨著技術日臻成熟，新的考驗接踵而至。2007年前后，國內汽車產業迎來爆發式增長，但汽車防抱死制動系統（ABS）的檢測，仍依賴進口設備，且主要在車輛裝配前對相關部件進行測試，裝車后的整車控制效果，只能以抽檢的方式在試驗場或者開放道路上進行檢測。

“試驗場和開放道路測試，耗時耗力，也不安全，做不到對每輛車的檢測。”長安大學信息工程學院副院長徐志剛回憶。

如何在不拆解整車的前提下，在台架上精准模擬不同路面的附著系數及其組合工況，檢驗每輛汽車ABS的真實性能？

團隊最初嘗試改進德國技術，但很快發現此路不通。“他們的設計是基於歐洲路況，完全不適用於中國復雜的道路環境。”徐志剛說。

經過半年深入調研，團隊另辟蹊徑，採用磁粉離合器和飛輪組的精密配合，在實驗室內打造了一座“可變路面試驗台”。這套檢測系統能在0.5秒內切換冰雪、搓板等復雜路況，20分鐘完成全車檢測，實現ABS整車不解體台架檢測的零突破。

2014年，團隊憑借相關成果榮獲國家科技進步獎二等獎，並成功實現產業化，研發的裝備大量出口海外。

“車輛是交通系統的基礎單元。”趙祥模告訴記者，“隻有先把單車測准、測全，才能邁向更高層次的協同。”

路：一眼穿透10米混凝土

車與路，本是一體。這裡的“路”，既包括平整的道路，也涵蓋跨越山河的橋梁。

傳統道路橋梁檢測，多採用鑽芯取樣或超聲波技術。前者會破壞結構，后者的探測深度僅2—3米。

2016年，西漢高鐵一座20米橋墩出現裂縫，情況危急。傳統檢測方法面臨兩難選擇：要麼鑽孔取樣，破壞橋墩結構完整性﹔要麼使用超聲波檢測，但橋墩直徑達8米，遠超其最大探測深度。

“總不能把橋墩鑽成蜂窩煤吧？”焦灼之際，一次醫院體檢給了趙祥模靈感：“能不能給大橋也做CT？”

把醫學CT的層析成像技術“搬進工地”，第一道難關便是“探頭”。傳統壓電陶瓷超聲換能器功率有限，聲束穿不透鋼筋混凝土。團隊轉換思路，研發出基於稀土超磁致伸縮材料的新一代換能器。

經過18個月攻關，團隊成功研制出24通道檢測系統，配合改進的射線追蹤算法和層析成像系統，就像“拼積木”一樣重構出三維圖像，探測深度一舉突破10米。

隨后，這套系統在西漢高鐵梁村項目段特大橋梁中大顯身手。“它不僅精准定位了深達10米的混凝土不密實區，還首次實現了橋梁內部缺陷的三維可視化。”團隊成員、長安大學深圳研究院副院長劉佔文介紹。目前，這套“透視眼”已在多地的公路和橋梁重大工程中成功應用。

從“車”到“路”，技術已拓展完成。但趙祥模看得更遠：“車和路是交通系統的‘兩個輪子’，現在我們需要為這個系統裝上‘智慧大腦’。”

雲：虛實融合打造“無限考場”

隨著智能網聯汽車時代到來，新的世界性難題又開始浮現：如何証明自動駕駛車輛足夠安全？

“據測算，要讓自動駕駛車在開放道路上跑完所有可能場景，需要行駛超過百億裡程。”趙祥模說，傳統檢測無法滿足技術快速迭代的需求，必須找到在有限時空內等效加速測試的方法。

為此，團隊首次提出了“虛實融合”方案，即建設虛實融合的車路雲一體化智能網聯測試基地。

“一場之域，日過千境。”趙祥模用八個字概括這一方案的核心。測試中，車輛在實際道路上行駛，同時通過車聯網通信實時“注入”虛擬場景，如背景車流、行人或極端天氣，使有限的物理場地能夠模擬近乎無限的道路情況。

技術開發並非一帆風順。在一次測試中，一輛自動駕駛汽車在平直路面突然側翻。事后發現，初期模擬器運動平台精度不足，導致車輛動力學模型嚴重失真。

“虛擬和現實必須實現‘毫米級同步’！”負責該項目的長安大學智能網聯汽車測試實驗室主任王潤民深感壓力。改進方案試了一籮筐，效果卻寥寥。

轉機來自一次“串門”。王潤民參觀航空研究所時，飛機模擬器的六自由度平台，讓他豁然開朗。

借鑒航空技術，團隊重新設計了測試系統。特別是王潤民和團隊成員在輪胎企業採集了超10萬組輪胎特性數據，反復校准模型，最終將真實輪胎的動態特性深度融入系統。

2024年，團隊研發的全球首套Pioneer車雲場一體化自動駕駛虛實融合測試系統面世。在山東建成的全國首條52公裡全尺度測試路上，傳統需要半年才能完成的場景測試，周期被壓縮至3天。

美國密歇根大學的團隊參觀后直言：“這顛覆了自動駕駛測試范式，簡直是把未來交通‘折疊’進現實！”

如今，趙祥模團隊已將智能車載終端、路側感知裝備、交通雲平台和可信測試工具鏈整合為完整的技術、標准與知識產權體系。這套體系已累計完成超12萬小時等效測試，相關標准被16項國內外規范採納，並成功從第一代液壓系統升級至第二代純電控制平台。

“我們用30多年的接力奔跑証明了一件事——創新的邊界不在於空間，而在於想象力。”趙祥模在虛實交織的測試場說，“安全之路沒有終點，但我們正把未來，一寸寸鋪進現實。”