全國最長！山東建成首條智慧高速公路

□ 本刊記者 梁晴

9月29 日，泰山南麓，微山湖畔。由山東高速集團投資建設的京臺高速公路泰安至棗莊段雙向八車道改擴建項目建成通車。這是國內首個全線開通的“改擴建+智慧高速”交通強國試點項目，也是山東省首個智慧高速公路試點項目。

這條先行先試的智慧高速，融合了5G、大數據、物聯網、北斗定位等前沿技術，創下8 項“全國之最”。它是目前國內里程最長、規模最大、應用場景最豐富、設備配置最優、施工組織難度最大的智慧高速，建成了全國首個“省域級”智慧高速云控平臺、全國里程最長的開放式車路協同試驗路段和全國首條全向/定向毫米波雷達融合路段，探索出了智慧高速建設的“山東模式”，為全國智慧高速公路建設貢獻了“山東經驗”，進一步擦亮了“山東的路”這一品牌。

創新賦能，打造智慧管理數字高速

通車當晚，記者親身體驗了一把這條被國內交通領域專家評價為“研究成果總體達到國際先進水平”的智慧高速到底有多智慧。

微風清涼，月色皎潔。沿京臺高速曲阜收費站往濟南方向，匝道兩側發出綠光的智慧道釘格外醒目，車輛在智能路樁的指示下，緩緩駛入合流區。“前方車輛合流，請減速慢行?！彪S著合流區碰撞預警設備的語音提示，亮閃閃的“注意合流”四個大字出現在前方路面。如此，在聲、光、圖像融合的情境下，車輛安全通行。

沿著京臺改擴建智慧高速一路向北，在一段平直路段，幾條從夜幕中忽然發射出的綠色射線，讓記者打了一個激靈。這是京臺改擴建智慧高速為駕駛員設置的防疲勞光幕?！坝捎诰┡_高速貨車多，貨車駕駛員又容易疲勞駕駛，所以選擇在不影響駕駛員視線的前提下在來車方向上空形成激光光幕。激光光幕通過夜間自動常開形式發射綠色射線對雙向車流進行防疲勞提醒，保證亮度的同時對視覺起到一定的沖擊作用。”山東高速集團智慧高速公路項目工作專班技術辦公室主任張偉介紹。

在冰雪壓地的高速公路上行駛，你一定暢想過這樣的場景：打開控制開關，路側的噴淋系統就開始作業，通過給路面噴灑融雪劑，冰雪自動融化。而這在京臺改擴建智慧高速已經實現。

京臺高速跨京杭大運河特大橋等6座特大橋共7.02公里橋梁上，就安裝了這樣的系統。一旦檢測到路面積雪或結冰，傳感系統會自動做出智能判斷，自動啟動噴淋系統噴灑融雪劑，確保行車安全。

京臺高速泰棗段改擴建項目于9 月29 日建成通車

京臺高速泰棗段改擴建項目智慧高速調度中心

為了提供“全天候通行”條件，京臺改擴建智慧高速集成應用了主動發光標志、雨夜標線、霧區智能誘導、融冰除雪等設施設備，提高道路輪廓可視性，采用雷達感知手段實現路域范圍內“雨雪冰霧”等天氣下的狀態感知、安全預警、融冰除雪及行車誘導全鏈條保障。

在完善的多源數據感知設備和龐大的云數據處理中心的雙重加持下，京臺高速滿莊收費站至賢村水庫特大橋單側20 公里開放式車路協同試驗段，是京臺智慧高速的點睛之筆，而這也是目前全國里程最長的開放式車路協同試驗路段。

車路協同，即車、路、人之間的信息交互。通過沿途安裝的毫米波雷達、高清攝像機、激光雷達、路側通信單元等路側感知、通信設備，能夠將道路交通信息反饋到車載終端，同時將車輛信息反饋給路側系統，通過互相交互，實現輔助駕駛行為。

這一試驗段被工信部列入“車聯網先導應用環境構建及場景測試驗證平臺”項目，通過路側可變信息標識、高德、百度導航和車載設備，實現了對各類車輛的出行服務。貨車編組被工業界認為是最有商業前景的應用領域。山東高速還與中國重汽聯合開展了車路通信交互技術驗證，實現了路側交通信息與車輛控制系統的互通，驗證了相關技術方案的可行性。山東的路、山東的車一起為智慧交通產業發展作出了貢獻。

目前，京臺改擴建智慧高速已完成車路協同條件下的單車自動駕駛及重載車隊編隊行駛的實車測試。

不難看出，在京臺改擴建智慧高速，行車安全是首位要素。“作為改擴建工程，歷史經驗為智慧化改造提供了數據支撐。結合這些數據和特點，改擴建之初，我們就確定了‘安全、綠色、智慧、高效’的建設目標。”京臺高速泰棗段項目辦主任呂新建表示，京臺高速交通流量大、貨車占比高、氣象環境復雜、交通安全出行服務需求高，為滿足安全、擁堵、決策管理需求，改擴建+智慧化改造確定了全路段感知的保障手段，通過識別問題，再通過智慧化手段誘導解決，整個過程就像會說話一樣，通過各種智慧化提醒，給安全出行帶來參考。

在車輛行駛的過程中，來自京臺高速的“情報”遠不止于此。除了行在路上的“全感知”，京臺智慧高速的服務區也在用自己的智慧為車主提供方便。在寧陽服務區，通過智能停車誘導屏、百度提供的車位導航指引，車輛可進入空閑停車區。而服務區入口的ETC 天線則會通過識別車輛及用戶信息，分析車輛近期通行數據，為用戶提供餐飲、購物、洗車等多種個性化優惠服務，并支持ETC 用戶洗車、加油等無感支付。

在京臺智慧高速調度中心，云控平臺“智慧大腦”飛速運轉。以往高速公路發生異常事件，容易造成道路堵塞等問題。而在京臺智慧高速，司乘人員發布一鍵報警、一鍵救援信息，通過“大腦”收集傳遞信息，實現交警、路政、醫院、消防等單位多方聯動，為應急調度人員和現場處置人員提供精確的現場情況，也為出行者提供更加高效快捷的道路救援服務。

高端、豐富的外場設施也是京臺智慧高速的一大亮點。監控攝像機、無人機、毫米波雷達、激光雷達、北斗差分基準站、智慧路樁、智慧道釘、信息發布屏……70 余種涵蓋感知、監測、誘導、發布等功能的外場設施，在方便司乘人員的同時，也為高速公路管理人員帶來了極大的方便。

這其中，182 處視頻監控設備、15 套全向毫米波雷達、287 套定向毫米波雷達、33 套激光雷達，這些設備可即時準確收集路況信息，為高效出行提供技術支持。普通視頻監控具有受光照影響大、有效距離不足100 米、實時性不足的缺點，應用毫米波雷達、激光雷達可有效規避這些不足，不受雨雪霧天等環境影響，有效感知距離提高到350 米，實時感知可精確到0.1 秒。當所有前端信息收集完成輸入“大腦”后，“大腦”開始對數據進行匯聚處理，從而對京臺高速整體運行態勢和所發生事件做到精準研判，為安全管控提供數據支撐，促進各方管理人員的高效聯動，提高通行效率，降低安全事故風險。

“智慧的路，聰明的車，再配上高效的云、可靠的網，‘人、車、路、網、云’深度融合、高效協同，這就是高速公路未來的趨勢。”長安大學副校長趙祥模教授說，“在全行業智慧高速建設無標準依托、無經驗遵循、無成熟先例的現實情況下，項目立足先行先試，以網聯、融合、突破為特色給出了智慧高速的山東方案和實踐驗證，為后續智慧高速建設探索了應用路徑、積累了工程經驗，為行業發展和交通強國建設貢獻了‘山東經驗’?！?/p>

聚力攻堅，打造智慧高速“山東模式”

作為貫穿山東省南北的主動脈，項目自2019 年6 月開工起，就面臨一系列挑戰：一是工程體量大，各類橋涵、通道共計1178處，其中路改橋、擴孔橋等非常規結構物318 處，跨京杭運河特大橋1 處，涉鐵施工8 處，特別是棗莊段共計9.6 公里的城區路改高架橋，是項目的關鍵控制性節點；二是施工組織復雜，項目包含互通立交18 處、服務區7 處、收費站14處，采用“邊通車、邊施工”的建設方案，需經多次半幅轉序，交通組織難度較大。

交通保障是高速公路改擴建項目的關鍵環節和難點工作，在“邊通車、邊施工”條件下，項目組織保通方案評審30 余次，建立“路警企”聯合機制，打造“錯峰巡查、分組設牌、先建后拆、分級防護、立體提醒、夜間誘導”的立體保通體系；聯合導航軟件首次開發車道級智能交通誘導，通過高精度地圖分析、移動鋼護欄監測等方式，提升運營安全和信息化水平，在省內高速公路改擴建中首次實現雙向四車道保通，僅間隔6 個月就完成兩次轉序，推進速度創國內改擴建工程之最。

在智慧高速建設方面，項目設計之初就組織專班進行了充分調研，并結合大數據分析，得出了路段交通流量大、貨車占比高、氣象環境復雜、交通安全出行服務需求高等道路特點、交通特點和用戶需求。針對安全、擁堵、決策管理等需求，確定了主要建設目標：加強道路感知能力建設，針對分合流區、團霧和事故易發等重點路段、重點場景，形成提升道路安全的整體性解決方案，打造全時全域安全保障能力，建設安全之路；圍繞道路出行效率和公眾出行需求，以車道級交通管理、伴隨便捷信息服務為重點，提供安全預警、智能管控、出行服務，提高路網暢通水平和運行效率，建設快捷之路。

京臺高速泰棗段改擴建項目合流區預警

京臺高速泰棗段改擴建項目創下8項“全國之最”

智慧高速的建設，得益于我國信息技術的高速發展。京臺智慧高速上所有創新，完全基于“中國智慧”。建設中，北斗定位、5G、大數據、物聯網、云計算、高精地圖、人工智能等技術得到了廣泛應用。

“就拿雷視擬合來說，一臺行進中的車輛，監控視頻給它坐標定位，高精度雷達也給它坐標定位，關鍵是系統怎么才會認定它們是同一個車輛呢？”張偉說，這個問題曾困擾了研發人員一個多星期時間。直到大家發現，原來計時系統存在著誤差。這個計算過程要求時鐘同步到0.01 秒，定位誤差也要在1/3 個車身以內，只有同時確保這兩條才能做到準確匹配。“最終還是采用北斗授時功能，誤差能縮小到0.1 秒，這一問題終于迎刃而解。這樣的案例，在京臺智慧高速建設中比比皆是?！?/p>

“我們摒棄一個方案做到底的做法，設計了多種方案，驗證新技術、新設備、新應用的實際效果，嘗試前沿技術在智慧高速中的具體落地路徑，研發‘一張網’趨勢下省域級綜合管理技術底座建設路徑以及新技術條件下的新型運營管理方式。”張偉說。

在“邊通車、邊施工”條件下，項目壓茬推進設備定制、軟件開發、聯調聯試等工作。由于調試工作不能像新建高速那樣不間斷、連續性開展，“經常白天在路上搶抓時間安裝、調測設備，晚上回來繼續論證方案。”張偉說，“為了一個數據的準確性，討論研究到夜里兩三點鐘是常事。”

在不懈的努力中，山東高速的建設者總結形成了一系列提升效率的工作方法。軌跡化管理就是一項可以加快方案篩選的辦法。“所有的測試過程都有跡可循，如果測試結果不對，我們會按照軌跡最快退回到原點，再去測試其他的備選方案。”呂新建介紹說，“上千個設備，我們只用7 天時間就完成了組網優化方案，并實現所有設備聯網在線。”

值得一提的是，智慧高速云控平臺的成功搭建，為智慧高速“織線成網”做好了充足的準備。這一平臺是全國首個“建管養運服”全業務域全壽命周期“省域級”智慧高速云控平臺。未來，山東高速集團所轄高速公路將都歸這個“智慧大腦”管理。盡管目前京臺智慧高速還只是一個路段，但是它的環境感知、交通行為感知、多源數據互通共享等運管服務全部是在這一平臺上運行。

“這一方面會降低新的智慧高速公路的設計、建設成本，另一方面，所有的智慧高速公路都在一個平臺上運管，能實現信息共享、數據共享，有利于消除信息壁壘、信息孤島，從而使司乘人員體驗更佳，運管部門決策更優。”中國交通信息科技集團有限公司副總經理田麗萍說。

目前，京臺智慧高速的建設經驗，已經在濟青中線智慧高速設計方案制定中得到了廣泛的吸收和借鑒。項目研究成果被20 余項標準吸收借鑒，為引領我國智慧交通行業發展貢獻了“山東經驗”，提供了“山東方案”。

聚焦“雙碳”目標，打造綠色低碳生態高速

京臺高速是國家高速公路網7 條首都放射線之一，是山東高速公路網布局規劃“九縱五橫一環七射多連”中“縱七”的重要組成路段，其中泰安至棗莊段長189.5 公里，2002 年建成通車。隨著社會經濟的快速發展和公眾日益增長的高品質出行需求，由山東高速集團投資建設的京臺高速泰安至棗莊段改擴建工程順勢而生，項目投資概算263.86 億元，設計時速120 公里，將原有雙向四車道拓寬為雙向八車道，是目前山東省內里程最長、投資額最大的高速公路改擴建項目。

在京臺改擴建智慧高速，“綠色”發展理念貫穿始終。秉承生態優先的建設理念，京臺高速在施工之初就出臺了各項環保措施，鉆渣回收、場站全封閉、平交道口及上下坡道硬化、機械設備濕法作業、施工區域灑水降塵、環境監控、泉山挖方邊坡及時復綠等措施，達到了“將京臺高速輕輕放進大自然”的效果。

“該項目體量很大，若不能有效利用既有結構與材料，將造成嚴重的環境污染與資源浪費。”呂新建告訴記者，針對舊橋梁板再利用問題，他們開展了改擴建既有板梁橋利用、新舊拼寬梁橋抗裂與抗震性能提升等技術研究，全線舊橋梁板保留1.2 萬余片，節約資金近10 億元。

此外，為實現老路銑刨料再利用，項目研究了高性能瀝青路面材料再生利用成套技術，提出全厚式再生路面結構設計理論，采用大摻量RAP 瀝青路面冷再生、溫再生技術，實現瀝青銑刨回收率100%，路面再生利用率達70%以上。

以構建綠色低碳高速公路為目標，服務區設置光伏發電、污水處理等節能設施，互通區利用原有地貌設自然蒸發池，結合各地氣候條件對服務區、互通區、挖方邊坡等進行景觀提升，打造四季常青、三季開花、低碳節能的綠色示范項目，有效提高了資源利用效率。

從國家層面而言，當前我國正深入推進區域協調發展，京臺高速公路北連京津冀，南接長江經濟帶，該項目的建成，對于強化區際、省際交通運輸大通道建設，推動國家戰略實施具有重要意義。從省級層面而言，立足新發展階段，山東省也在加快推動新舊動能轉換，實現高質量發展。京臺高速泰安至棗莊段改擴建項目的建成通車，是山東高速集團深入貫徹落實“數字中國”建設要求，服務交通強省、交通強國戰略的最新成果。可進一步推動魯蘇兩省路網互聯互通，加強省會經濟圈與魯南經濟圈的產業和經濟聯系，對于推動經濟帶內部優勢互補、協作聯動，增強整體競爭力具有積極意義。

隨著智慧高速的建設開展，交通信息化將逐步從外場建設為主轉向以數據應用為主，“一張網”運營趨勢將進一步加強。為從全路網的視角統籌路段和全網的關系，加強省域級智慧高速頂層規劃設計，京臺改擴建智慧高速為山東省智慧高速建立了省域級綜合管理數字底座，支撐后續智慧高速智能交通引擎的迭代升級。項目建設過程中，還取得了基于數字化的綠色建造關鍵技術、基于全息感知管控的全時通行保障技術、高精度軌跡追蹤技術等一批科技成果，為智慧高速新型應用的進一步推廣奠定了技術基礎。

下一步，山東高速集團將繼續以“六型山高”系統工程建設為抓手，以‘安全暢行、智慧管理、創新賦能、綠色低碳’為目標，持續完善智慧高速配套設施建設，努力打造體現山東特色、山東模式的智慧高速樣板，進一步提升高速公路通行服務品質，為推動全省高質量發展和構建新發展格局提供強有力的交通支撐。