全国最长！山东建成首条智慧高速公路

□ 本刊记者 梁晴

9月29 日，泰山南麓，微山湖畔。由山东高速集团投资建设的京台高速公路泰安至枣庄段双向八车道改扩建项目建成通车。这是国内首个全线开通的“改扩建+智慧高速”交通强国试点项目，也是山东省首个智慧高速公路试点项目。

这条先行先试的智慧高速，融合了5G、大数据、物联网、北斗定位等前沿技术，创下8 项“全国之最”。它是目前国内里程最长、规模最大、应用场景最丰富、设备配置最优、施工组织难度最大的智慧高速，建成了全国首个“省域级”智慧高速云控平台、全国里程最长的开放式车路协同试验路段和全国首条全向/定向毫米波雷达融合路段，探索出了智慧高速建设的“山东模式”，为全国智慧高速公路建设贡献了“山东经验”，进一步擦亮了“山东的路”这一品牌。

创新赋能，打造智慧管理数字高速

通车当晚，记者亲身体验了一把这条被国内交通领域专家评价为“研究成果总体达到国际先进水平”的智慧高速到底有多智慧。

微风清凉，月色皎洁。沿京台高速曲阜收费站往济南方向，匝道两侧发出绿光的智慧道钉格外醒目，车辆在智能路桩的指示下，缓缓驶入合流区。“前方车辆合流，请减速慢行。”随着合流区碰撞预警设备的语音提示，亮闪闪的“注意合流”四个大字出现在前方路面。如此，在声、光、图像融合的情境下，车辆安全通行。

沿着京台改扩建智慧高速一路向北，在一段平直路段，几条从夜幕中忽然发射出的绿色射线，让记者打了一个激灵。这是京台改扩建智慧高速为驾驶员设置的防疲劳光幕。“由于京台高速货车多，货车驾驶员又容易疲劳驾驶，所以选择在不影响驾驶员视线的前提下在来车方向上空形成激光光幕。激光光幕通过夜间自动常开形式发射绿色射线对双向车流进行防疲劳提醒，保证亮度的同时对视觉起到一定的冲击作用。”山东高速集团智慧高速公路项目工作专班技术办公室主任张伟介绍。

在冰雪压地的高速公路上行驶，你一定畅想过这样的场景：打开控制开关，路侧的喷淋系统就开始作业，通过给路面喷洒融雪剂，冰雪自动融化。而这在京台改扩建智慧高速已经实现。

京台高速跨京杭大运河特大桥等6座特大桥共7.02公里桥梁上，就安装了这样的系统。一旦检测到路面积雪或结冰，传感系统会自动做出智能判断，自动启动喷淋系统喷洒融雪剂，确保行车安全。

京台高速泰枣段改扩建项目于9 月29 日建成通车

京台高速泰枣段改扩建项目智慧高速调度中心

为了提供“全天候通行”条件，京台改扩建智慧高速集成应用了主动发光标志、雨夜标线、雾区智能诱导、融冰除雪等设施设备，提高道路轮廓可视性，采用雷达感知手段实现路域范围内“雨雪冰雾”等天气下的状态感知、安全预警、融冰除雪及行车诱导全链条保障。

在完善的多源数据感知设备和庞大的云数据处理中心的双重加持下，京台高速满庄收费站至贤村水库特大桥单侧20 公里开放式车路协同试验段，是京台智慧高速的点睛之笔，而这也是目前全国里程最长的开放式车路协同试验路段。

车路协同，即车、路、人之间的信息交互。通过沿途安装的毫米波雷达、高清摄像机、激光雷达、路侧通信单元等路侧感知、通信设备，能够将道路交通信息反馈到车载终端，同时将车辆信息反馈给路侧系统，通过互相交互，实现辅助驾驶行为。

这一试验段被工信部列入“车联网先导应用环境构建及场景测试验证平台”项目，通过路侧可变信息标识、高德、百度导航和车载设备，实现了对各类车辆的出行服务。货车编组被工业界认为是最有商业前景的应用领域。山东高速还与中国重汽联合开展了车路通信交互技术验证，实现了路侧交通信息与车辆控制系统的互通，验证了相关技术方案的可行性。山东的路、山东的车一起为智慧交通产业发展作出了贡献。

目前，京台改扩建智慧高速已完成车路协同条件下的单车自动驾驶及重载车队编队行驶的实车测试。

不难看出，在京台改扩建智慧高速，行车安全是首位要素。“作为改扩建工程，历史经验为智慧化改造提供了数据支撑。结合这些数据和特点，改扩建之初，我们就确定了‘安全、绿色、智慧、高效’的建设目标。”京台高速泰枣段项目办主任吕新建表示，京台高速交通流量大、货车占比高、气象环境复杂、交通安全出行服务需求高，为满足安全、拥堵、决策管理需求，改扩建+智慧化改造确定了全路段感知的保障手段，通过识别问题，再通过智慧化手段诱导解决，整个过程就像会说话一样，通过各种智慧化提醒，给安全出行带来参考。

在车辆行驶的过程中，来自京台高速的“情报”远不止于此。除了行在路上的“全感知”，京台智慧高速的服务区也在用自己的智慧为车主提供方便。在宁阳服务区，通过智能停车诱导屏、百度提供的车位导航指引，车辆可进入空闲停车区。而服务区入口的ETC 天线则会通过识别车辆及用户信息，分析车辆近期通行数据，为用户提供餐饮、购物、洗车等多种个性化优惠服务，并支持ETC 用户洗车、加油等无感支付。

在京台智慧高速调度中心，云控平台“智慧大脑”飞速运转。以往高速公路发生异常事件，容易造成道路堵塞等问题。而在京台智慧高速，司乘人员发布一键报警、一键救援信息，通过“大脑”收集传递信息，实现交警、路政、医院、消防等单位多方联动，为应急调度人员和现场处置人员提供精确的现场情况，也为出行者提供更加高效快捷的道路救援服务。

高端、丰富的外场设施也是京台智慧高速的一大亮点。监控摄像机、无人机、毫米波雷达、激光雷达、北斗差分基准站、智慧路桩、智慧道钉、信息发布屏……70 余种涵盖感知、监测、诱导、发布等功能的外场设施，在方便司乘人员的同时，也为高速公路管理人员带来了极大的方便。

这其中，182 处视频监控设备、15 套全向毫米波雷达、287 套定向毫米波雷达、33 套激光雷达，这些设备可即时准确收集路况信息，为高效出行提供技术支持。普通视频监控具有受光照影响大、有效距离不足100 米、实时性不足的缺点，应用毫米波雷达、激光雷达可有效规避这些不足，不受雨雪雾天等环境影响，有效感知距离提高到350 米，实时感知可精确到0.1 秒。当所有前端信息收集完成输入“大脑”后，“大脑”开始对数据进行汇聚处理，从而对京台高速整体运行态势和所发生事件做到精准研判，为安全管控提供数据支撑，促进各方管理人员的高效联动，提高通行效率，降低安全事故风险。

“智慧的路，聪明的车，再配上高效的云、可靠的网，‘人、车、路、网、云’深度融合、高效协同，这就是高速公路未来的趋势。”长安大学副校长赵祥模教授说，“在全行业智慧高速建设无标准依托、无经验遵循、无成熟先例的现实情况下，项目立足先行先试，以网联、融合、突破为特色给出了智慧高速的山东方案和实践验证，为后续智慧高速建设探索了应用路径、积累了工程经验，为行业发展和交通强国建设贡献了‘山东经验’。”

聚力攻坚，打造智慧高速“山东模式”

作为贯穿山东省南北的主动脉，项目自2019 年6 月开工起，就面临一系列挑战：一是工程体量大，各类桥涵、通道共计1178处，其中路改桥、扩孔桥等非常规结构物318 处，跨京杭运河特大桥1 处，涉铁施工8 处，特别是枣庄段共计9.6 公里的城区路改高架桥，是项目的关键控制性节点；二是施工组织复杂，项目包含互通立交18 处、服务区7 处、收费站14处，采用“边通车、边施工”的建设方案，需经多次半幅转序，交通组织难度较大。

交通保障是高速公路改扩建项目的关键环节和难点工作，在“边通车、边施工”条件下，项目组织保通方案评审30 余次，建立“路警企”联合机制，打造“错峰巡查、分组设牌、先建后拆、分级防护、立体提醒、夜间诱导”的立体保通体系；联合导航软件首次开发车道级智能交通诱导，通过高精度地图分析、移动钢护栏监测等方式，提升运营安全和信息化水平，在省内高速公路改扩建中首次实现双向四车道保通，仅间隔6 个月就完成两次转序，推进速度创国内改扩建工程之最。

在智慧高速建设方面，项目设计之初就组织专班进行了充分调研，并结合大数据分析，得出了路段交通流量大、货车占比高、气象环境复杂、交通安全出行服务需求高等道路特点、交通特点和用户需求。针对安全、拥堵、决策管理等需求，确定了主要建设目标：加强道路感知能力建设，针对分合流区、团雾和事故易发等重点路段、重点场景，形成提升道路安全的整体性解决方案，打造全时全域安全保障能力，建设安全之路；围绕道路出行效率和公众出行需求，以车道级交通管理、伴随便捷信息服务为重点，提供安全预警、智能管控、出行服务，提高路网畅通水平和运行效率，建设快捷之路。

京台高速泰枣段改扩建项目合流区预警

京台高速泰枣段改扩建项目创下8项“全国之最”

智慧高速的建设，得益于我国信息技术的高速发展。京台智慧高速上所有创新，完全基于“中国智慧”。建设中，北斗定位、5G、大数据、物联网、云计算、高精地图、人工智能等技术得到了广泛应用。

“就拿雷视拟合来说，一台行进中的车辆，监控视频给它坐标定位，高精度雷达也给它坐标定位，关键是系统怎么才会认定它们是同一个车辆呢？”张伟说，这个问题曾困扰了研发人员一个多星期时间。直到大家发现，原来计时系统存在着误差。这个计算过程要求时钟同步到0.01 秒，定位误差也要在1/3 个车身以内，只有同时确保这两条才能做到准确匹配。“最终还是采用北斗授时功能，误差能缩小到0.1 秒，这一问题终于迎刃而解。这样的案例，在京台智慧高速建设中比比皆是。”

“我们摒弃一个方案做到底的做法，设计了多种方案，验证新技术、新设备、新应用的实际效果，尝试前沿技术在智慧高速中的具体落地路径，研发‘一张网’趋势下省域级综合管理技术底座建设路径以及新技术条件下的新型运营管理方式。”张伟说。

在“边通车、边施工”条件下，项目压茬推进设备定制、软件开发、联调联试等工作。由于调试工作不能像新建高速那样不间断、连续性开展，“经常白天在路上抢抓时间安装、调测设备，晚上回来继续论证方案。”张伟说，“为了一个数据的准确性，讨论研究到夜里两三点钟是常事。”

在不懈的努力中，山东高速的建设者总结形成了一系列提升效率的工作方法。轨迹化管理就是一项可以加快方案筛选的办法。“所有的测试过程都有迹可循，如果测试结果不对，我们会按照轨迹最快退回到原点，再去测试其他的备选方案。”吕新建介绍说，“上千个设备，我们只用7 天时间就完成了组网优化方案，并实现所有设备联网在线。”

值得一提的是，智慧高速云控平台的成功搭建，为智慧高速“织线成网”做好了充足的准备。这一平台是全国首个“建管养运服”全业务域全寿命周期“省域级”智慧高速云控平台。未来，山东高速集团所辖高速公路将都归这个“智慧大脑”管理。尽管目前京台智慧高速还只是一个路段，但是它的环境感知、交通行为感知、多源数据互通共享等运管服务全部是在这一平台上运行。

“这一方面会降低新的智慧高速公路的设计、建设成本，另一方面，所有的智慧高速公路都在一个平台上运管，能实现信息共享、数据共享，有利于消除信息壁垒、信息孤岛，从而使司乘人员体验更佳，运管部门决策更优。”中国交通信息科技集团有限公司副总经理田丽萍说。

目前，京台智慧高速的建设经验，已经在济青中线智慧高速设计方案制定中得到了广泛的吸收和借鉴。项目研究成果被20 余项标准吸收借鉴，为引领我国智慧交通行业发展贡献了“山东经验”，提供了“山东方案”。

聚焦“双碳”目标，打造绿色低碳生态高速

京台高速是国家高速公路网7 条首都放射线之一，是山东高速公路网布局规划“九纵五横一环七射多连”中“纵七”的重要组成路段，其中泰安至枣庄段长189.5 公里，2002 年建成通车。随着社会经济的快速发展和公众日益增长的高品质出行需求，由山东高速集团投资建设的京台高速泰安至枣庄段改扩建工程顺势而生，项目投资概算263.86 亿元，设计时速120 公里，将原有双向四车道拓宽为双向八车道，是目前山东省内里程最长、投资额最大的高速公路改扩建项目。

在京台改扩建智慧高速，“绿色”发展理念贯穿始终。秉承生态优先的建设理念，京台高速在施工之初就出台了各项环保措施，钻渣回收、场站全封闭、平交道口及上下坡道硬化、机械设备湿法作业、施工区域洒水降尘、环境监控、泉山挖方边坡及时复绿等措施，达到了“将京台高速轻轻放进大自然”的效果。

“该项目体量很大，若不能有效利用既有结构与材料，将造成严重的环境污染与资源浪费。”吕新建告诉记者，针对旧桥梁板再利用问题，他们开展了改扩建既有板梁桥利用、新旧拼宽梁桥抗裂与抗震性能提升等技术研究，全线旧桥梁板保留1.2 万余片，节约资金近10 亿元。

此外，为实现老路铣刨料再利用，项目研究了高性能沥青路面材料再生利用成套技术，提出全厚式再生路面结构设计理论，采用大掺量RAP 沥青路面冷再生、温再生技术，实现沥青铣刨回收率100%，路面再生利用率达70%以上。

以构建绿色低碳高速公路为目标，服务区设置光伏发电、污水处理等节能设施，互通区利用原有地貌设自然蒸发池，结合各地气候条件对服务区、互通区、挖方边坡等进行景观提升，打造四季常青、三季开花、低碳节能的绿色示范项目，有效提高了资源利用效率。

从国家层面而言，当前我国正深入推进区域协调发展，京台高速公路北连京津冀，南接长江经济带，该项目的建成，对于强化区际、省际交通运输大通道建设，推动国家战略实施具有重要意义。从省级层面而言，立足新发展阶段，山东省也在加快推动新旧动能转换，实现高质量发展。京台高速泰安至枣庄段改扩建项目的建成通车，是山东高速集团深入贯彻落实“数字中国”建设要求，服务交通强省、交通强国战略的最新成果。可进一步推动鲁苏两省路网互联互通，加强省会经济圈与鲁南经济圈的产业和经济联系，对于推动经济带内部优势互补、协作联动，增强整体竞争力具有积极意义。

随着智慧高速的建设开展，交通信息化将逐步从外场建设为主转向以数据应用为主，“一张网”运营趋势将进一步加强。为从全路网的视角统筹路段和全网的关系，加强省域级智慧高速顶层规划设计，京台改扩建智慧高速为山东省智慧高速建立了省域级综合管理数字底座，支撑后续智慧高速智能交通引擎的迭代升级。项目建设过程中，还取得了基于数字化的绿色建造关键技术、基于全息感知管控的全时通行保障技术、高精度轨迹追踪技术等一批科技成果，为智慧高速新型应用的进一步推广奠定了技术基础。

下一步，山东高速集团将继续以“六型山高”系统工程建设为抓手，以‘安全畅行、智慧管理、创新赋能、绿色低碳’为目标，持续完善智慧高速配套设施建设，努力打造体现山东特色、山东模式的智慧高速样板，进一步提升高速公路通行服务品质，为推动全省高质量发展和构建新发展格局提供强有力的交通支撑。