隨著建設交通強國新征程的開啟，我國高速公路建設與管理進入到追求高質量發展的新階段，除新建的智慧高速公路外，很多高速公路項目都是在已建高速公路基礎上進行智慧化提升和改造。以下整理了三條高速公路“改擴建”建設思路及亮點。

機荷高速

據媒體報道，機荷高速是國家高速公路網沈海高速的一部分，橫跨深圳東西方向的交通大動脈，兼具國家高速路網與城市快速通道的雙重功能。

據相關負責人介紹，機荷高速改擴建初步設計藍圖包括一套數字孿生中臺及管控體系；兩張增強網，一張是5G通信網，一張北斗地基增強網；三大平臺，包括建設、運營、服務；7個應用系統。

據介紹，智慧機荷體現“四全”理念：全系統孿生、全要素感知、全數據融合、全過程管控，從而最終達到5個協同目標：數據協同、狀態協同、代際協同、條件協同、業務協同。

在數字孿生方面，除了數字孿生中臺，還要體現數字孿生的能力，比如特征提取、模型構建、網絡劃分、融合數據、算法，再驅動上圖的應用場景。最終打造高速公路建、管、養、運等不同階段的數據流、信息流，實現公路生命周期中不同業務的有機協同。

通過建設期間的建設，采用BIM模型，做數據積累，把BIM模型作為數據底座，融入到后續的運、養階段，也是實現極端復雜條件下立體高速環境下的科學的交通運行管控；建設一套智慧主動交互的系統，通過事件自動識別報警，以及數字孿生中臺匹配的應急預案，再開展高速公路的主動安全管控，實現業務協同。

此外，據悉機荷高速將選取八公里長的路段來做車路協同試點，希望通過車路協同系統，力爭在重點區域實現人、車、路動態實時信息交互和協同，不管是車路協同，還是自動駕駛。車路協同發揮路的作用，將遠視距的信息及時提供給車。

基于這些理念，依托智慧機荷高速的項目，建立一個基于全周期、全要素的智慧孿生智慧高速項目，實現高速公路及其附屬設施的全生命周期、全管控過程的數字化和智慧化，打造智慧高速建設樣板的工程。

京臺高速

京臺高速泰安至棗莊段雙向八車道改擴建項目于2021年9月通車，試點項目具有里程長、規模大、車流量大、場景復雜、“改擴建+智慧化改造”等特點。在智慧實踐方面，具有大量多維全息智能感知設備的多場景應用、“智慧大腦”實現全路段信息資源集成共享、新基建促進高速公路數字化轉型等特點。

■大量多維全息智能感知設備的多場景應用

據悉，全線共安裝各類視頻感知、交通流感知、交通事件感知、環境感知、基礎設施健康檢測等設備70余類，不同場景監控攝像機300余套，各類車載移動設備、無人機巢、微波車檢器、交調設備、護欄防撞傳感設備、氣象檢測設備、路面檢測設備、大橋位移傳感器等120余套，定向/全向毫米波雷達200余套，同時還實現了各類不同的通信、安全、計算、存儲等設備的多元化測試應用。

■“智慧大腦”實現全路段信息資源集成共享

各類智慧化感知設備種類多、數量大、型號復雜，出自于不同廠家，應用系統、接口標準、數據格式等均不統一，如何集成應用、發揮出最大作用是難點也是重點。

該項目通過邊緣計算技術，實現了所有外場設備的分級分類管控；通過建設“智慧大腦”——智慧高速云控平臺，實現了基于多種復雜場景、多種應用需求、車路協同、“建管養運服”一體化的全路段全業務領域信息資源的集成和共享應用，實現了交警、路政、醫院、消防等多方聯動，為應急調度、事件處置、決策分析等提供了更加高效的服務。

■新基建促進高速公路數字化轉型

基于C-V2X及北斗高精度定位技術，建成了開放式車路協同試驗路段和全向/定向毫米波雷達融合路段，實現了分合流、彎道、地形起伏區域的高級輔助駕駛，完成了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。

依托雷視融合、智能道釘、視頻檢測、無人機巡查等技術，通過智慧大腦的分析研判和可視化呈現，實現了精細化運行管理、一體化應急救援、預防性智能養護的轉變。實現檔案數據一次錄入、多層引用，建成了改擴建高速公路“建管養一體化”電子檔案管理系統，智能建造水平得到全面提升。

完成了高速公路橋梁裝配化施工技術研發和試點，實現了橋梁立柱、蓋梁、涵節精準預制拼裝，極大地降低了人力、施工成本和工期。

■道路通行能力和用戶體驗感明顯提升

據介紹，針對不同地域易發團霧、冰雪、擁堵等情況，該項目采用交通運行態勢評估算法及交通誘導管控方法，融合應用主動發光標志、雨夜標線、霧區智能誘導、融冰除雪等設施，同時結合可變信息標志引導、語音提示等方式，實現路域范圍內各種特殊環境下的狀態感知、安全預警、融冰除雪及預警分流、行車誘導全鏈條保障。

針對貨車比例高的情況，在部分平直路段安裝防疲勞激光光幕，夜間可自動開啟，發射綠色射線，對雙向車流發出防疲勞提醒，且不影響車輛正常行駛。通過智慧服務區建設，實現車位級停車導航，推薦多種個性化優惠服務，并支持ETC用戶洗車、加油等無感支付，讓出行者獲得更好的服務體驗。據初步測算，京臺高速通過智慧化建設，通行能力提升20%以上。

■探索綠色低碳生態高速公路建設新模式

據介紹，針對舊橋梁板再利用問題和高性能瀝青路面材料再生利用問題，該項目研究應用梁板破壞機制與車輛荷載模型，形成既有板梁橋再利用的評價方法，全線再利用舊橋梁板節約資金近10億元；提出全厚式再生路面結構設計方案，實現路面再生利用率超70%。

為從源頭減少生產能耗和污染，提高新能源使用效率，推廣利用了新材料泡沫鋁制成的新型護欄及聲屏障，并大量使用光伏發電、新能源充電、污水回收再利用等技術，探索綠色高速公路建設模式。

沿江高速

江蘇沿江高速公路有限公司總工程師曹陽曾介紹沿江高速公路擴建智能化建設思路。據介紹，體系架構包括五層三體系：五層分為基礎設施層、數據融合層、應用支撐層、應用系統層和門戶層；三體系分別是標準規范體系、信息安全體系及管理制度體系。

建設內容主要包括智慧全息感知、智慧服務決策、智慧交通管控、智能通信傳輸、智慧業務管理、車路協同輔助自動駕駛。、

體系架構圖

■基礎設施數字化

根據各條路段的具體特點，結合現有的技術條件，進行全息感知設備的布設、集成以及系統的開發和應用。高速公路全息數字感知系統建設包括以下幾個方面：車輛運行狀態感知、交通環境狀態感知、道路健康狀態感知及其它狀態感知。

利用智慧感知設備，進行時空精細化模擬，建立不同的時空分辨率、柵格化的道路運行狀態數據庫、監測數據庫；通過交通狀態演化快速仿真模型，對短時交通流量、交通事故風險進行預測，以及對于二次事故及連環事故風險進行快速預測和預警。

■智慧決策支撐

基于云計算、大數據技術，構建全面感知的、多源數據融合的、高效協同的服務決策應用智慧平臺很重要，但完備的數據更重要。智慧服務決策主要包括：

智慧服務支撐：邊緣計算能力GIS信息平臺；

大數據中心存儲：分布式數據存儲區塊鏈去中心化；

智慧高速云計算平臺：AI智能計算數據深度挖掘；

可視化決策系統：多維數據分析、預測綜合信息決策研判；

智慧服務應用：公眾服務路網管理服務。

■智能業務管理

智能業務管理涉及到的子系統很多，針對設備、路面、橋梁進行差異化管控，通過視頻、物聯網、傳感器等智能感知設備，基于特征識別、移動通信、互聯網、北斗等構建智慧高速業務管理體系，實現差異監測，自主上報，智能運維、養護、調度、決策等。

■智慧道路主動管控

智慧道路主動管控包括：車道管控、匝道控制、動態信息誘導、可變速控制、事件管理、排隊預警、全天候運行監測。

高速公路車道級管控能力(包括對車輛的車道級導航能力)：數字化的基礎設施的量和精確度；高精度電子地圖、厘米級高精度定位、低時延無線通信、大數據實時分析和云控制系統等多項技術；涉及在路側設備、車輛側終端和云控中心側數據信息和控制指令的處理傳遞邏輯；包括自由流收費、準全天候通行、危險路段安全預警等功能等多項技術集成和應用。匝道自主管控具體包括以下幾方面：匝道動態開/放、匝道出入口危險駕駛行為監測、匝道分流誘導、合流警示。

■車路協同輔助自動駕駛

準全天候通行：通過高可靠、低時延、無縫覆蓋的C-V2X車聯網，實時傳遞給智能網聯車，使駕駛員能夠在視場受限的情況下產生安全預警，保證出行安全。車道主動管控及匝道匯入匯出預警：通過上帝視角將道路上運行所有車輛運行狀態:方向、速度、位置等信息打包成高精地圖中的動態圖層。車路協同輔助自動駕駛：路側雷達和視頻感知在邊緣計算節點精準擬合車輛軌跡感知。

■差異化出行服務

沿江智慧高速建成后能夠同時為普通車輛、非自動駕駛網聯車輛、自動駕駛網聯車輛，提供差異化出行服務。為自動駕駛車輛提供自動駕駛輔助信息，對非自動駕駛網聯車輛提供基于定位信息的伴隨信息服務，對普通車輛提供比其他道路更豐富、精準的出行信息。

資料來源| 人民網、 中國公路、光明網、智慧交通等