青藏高原地区公路服务站普遍存在供氧设备损坏、基础保障缺失、资源调配不合理等问题,尤其在高海拔极端环境下,物资短缺、救援滞后等难题严重影响通行保障与民生服务,传统布局与调配模式难以适配地域特殊需求。
西安建筑科技大学建筑学院、未来技术学院跨专业团队在杨雯、刘川老师的指导下,通过构建“色彩分级矩阵”分析模型,将实地调研数据纳入三维空间进行系统分析,提出了科学优化高海拔地区公路服务站设施布局与资源调配的创新方案。
这支由8名分别来自风景园林与建筑学专业的本科生组成的团队,自2023年起深入实地并展开调研。凭借扎实的调研基础、清晰的逻辑方法与突出的实践价值,该项目在第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛主体赛中荣获全国一等奖。
从实地所见到问题锁定,项目选题灵感源于团队暑期在青藏地区开展的民居调研活动。调研途中,亲身体验到高原服务站供氧设备损坏、基础保障缺失等问题后,尤其是在海拔5231米、环境极端、客流密集的“天下第一道班”,团队成员亲眼见证了高原服务站的严峻挑战,由此确立了系统解决其不合理问题的研究方向。
项目调研覆盖川藏、青藏、新藏、滇藏四条国道,累计行程达8243公里,共采集60个服务站的实地数据,构建了完整的研究样本库。面对项目初期争取经费与高原调研中的环境适应、语言沟通等难题,团队通过预调研展示项目价值,成功获得学校与企业支持,历时两年,并在实地调研中提前备足物资、聘请当地向导,克服了高原反应与交通障碍。
在汇聚了超过五千人次的问卷与访谈数据,并测绘了人流量、海拔、含氧量等57类实地数据后,团队从海量信息中提炼核心规律,构建了“色彩分级矩阵”三维分析模型。
“色彩分级矩阵”三维分析模型,以“区位条件”“建筑功能”“峰值客流量”为坐标轴,将各服务站数据置于三维空间中进行耦合分析。“该模型能够直观诊断服务站在不同海拔、客流量和站点间距下的物资短缺、救援滞后等问题,为优化资源配置提供了科学依据。”团队成员黄闵媛表示。
基于矩阵的诊断结果,团队没有止步于发现问题,更进一步开出了“药方”——创新性地提出并实践了“三维攻坚策略”体系:构建了“共性筑基+个性增效”的驿站功能分类体系;建立了基于环境适配与动态反馈的资源精准调配机制;形成了依托“一站一档”智能中枢的数据驱动人力配置结构。
“我们的目标,是让高原上的资源调配能像精密的建筑一样,严丝合缝地贴合每一片土地的特殊需求。”队长闫乙墨表示。
据悉,项目已发表一篇中文核心期刊、2期EI级别高水平论文,并申请了“高海拔地区服务站的智能供暖系统”等5项发明专利,形成了扎实的科研成果闭环。在实践层次上,该研究的重要价值已获得业界的广泛认可。项目成果与中国交通建设集团等10余家单位签订了合作协议,部分策略已在羊八井等服务站的实践中验证,使日均服务人次、清洁能源占比等关键指标得到显著提升。
面向未来,团队计划将优化策略从青藏高原拓展至更多极端气候地区。“我们正沿着‘从极端到常规’的路径,希望最终能实现全国范围内不同地域公路服务站的精准适配与广泛覆盖。”队员邓科说。