新技術 新應用 面向未來的五峰山新一代高速公路

文/蔣振雄 顧德軍

獲獎等級：特等獎

項目名稱：面向未來的五峰山新一代高速公路關鍵技術及示范應用

← 五峰山過江通道未來高速公路跨江雄姿

為全面貫徹落實黨中央、國務院關于交通強國建設的戰略部署和江蘇省委、省政府關于建設現代綜合交通運輸體系的決策部署，在江蘇省交通運輸廳統一領導下，江蘇省交通工程建設局、江蘇交通控股有限公司聯合多方力量，依托五峰山長江大橋南北公路接線工程，積極探索新基建背景下的智能交通建設，加強引領性、前瞻性技術研究和應用，推動智慧科技與交通行業的深度融合，打造面向未來的新一代高速公路。

面向未來的新一代高速公路是指以“智慧”和“綠色”為核心，應用創新的高速公路建造技術和運營管理技術，將高速公路打造成適應未來發展的便捷順暢、經濟高效、綠色集約、智能先進、安全可靠的新型交通基礎設施。

“面向未來的五峰山新一代高速公路關鍵技術及示范應用”項目通過理論研究和技術創新，在五峰山過江通道高速公路建設過程中，醞釀并實施了20多項致力于“智慧綠色平安”的高速公路建設管理技術，構建了“安全保障全天候、出行服務全方位、運營維護全數字、綠色建管全壽命”的高速公路新生態，成功打造了面向未來的新一代高速公路。

← “四全”未來高速示意圖

基礎互補互促、共生交融的“四全”理論

“安全保障全天候、出行服務全方位、運營維護全數字、綠色建管全壽命”的“四全”理論互補互促、共生交融，針對五峰山過江通道南北公路接線工程的基本內涵、特征和技術框架等方面先行先試、銳意探索，為面向未來的新一代高速公路形成規范、確立標準提供示范試點與理論基礎。

←車道級霧天行車安全誘導系統

← 五峰山過江通道全數字管理平臺

← 車路協同重卡編隊實車測試

← 五峰山智慧高速管控平臺

其中，“安全保障全天候”圍繞“安全”核心，以高速公路車路協同原型系統、路側單元與智能車輛的信息交互和引導控制等多項關鍵技術創新為突破口，實現廣義車路協同、交通事件極速感知、交通事故智能取證、駕駛行為監測預警、匝道分合流誘導及警示、匝道流量管控、智能感知消冰除雪等多項應用創新，打造具備全面、實時、準確的感知能力和精準預測能力的面向未來的新一代高速公路。項目強化科技自主創新能力，集中突破了車路協同、事件極速感知、匝道預警三項支撐“安全保障全天候”的重大技術與應用，著力保障全天候條件下行車安全。

← 交通事故智能取證（鷹眼攝像機）

← 車道級精細化管控

← 噴淋式消冰除雪智能系統

“出行服務全方位”圍繞“服務”核心，以超微功率地面誘導燈、超低功耗誘導運行控制、車道級感知誘導等多項關鍵技術創新為突破口，實現車道級霧天行車誘導、智慧燈桿+引導、無線充電樁、智慧照明、智慧廁所、車道級精細化管控、5G全覆蓋及應用、匝道準自由流收費等多項應用創新，打造具備全場景信息供給、全方位硬件覆蓋服務能力的面向未來的新一代高速公路。項目著力推進技術研發與裝備升級，集中突破了車道級霧天行車誘導、智慧服務區、車道級精細化管控三項支撐“出行服務全方位”的重大技術，為駕乘者提供精準出行信息服務，提供高品質服務體驗，實現高速公路服務無處不在。

← “5G+4K”無人機

“運營維護全數字”圍繞“數字”核心，以BIM模型動靜態數據加載、5G通信模式下4K高清視頻與應用平臺的數據對接等多項關鍵技術創新為突破口。以5G、大數據、云計算等高新技術為抓手，實現“GIS+BIM”全數字管養、多維度主動感知路面、“5G+4K”無人機、無線探針、服務區BIM綜管平臺、數據共享與數字孿生等多項應用創新，實現管理要素高效協同，為創新管理提供保障。項目開展前瞻性技術應用研究，集中突破了綜合管理平臺、感知路面、無人機三項支撐“運營維護全數字”的重大技術，大幅增強數字化、智能化、網聯化的管理能力，顯著提升高速公路運營維護水平。

“以人為本”的建設新理念

促進“四全”基本業態的建設新理念是從以人為本的角度出發，充分考慮駕乘者和管理者兩個維度需求，以智慧、綠色屬性為主要抓手進行建設。智慧屬性包括智能設施和智慧應用，其中智能設施包括信息化基礎設施及基礎設施數字化，智慧應用包括安全、服務、運維等維度。綠色屬性主要考慮全壽命周期，從規劃設計源頭開始，充分考慮綠色選線、集約型建設，實施環?？刂?，應用綠色技術營建。

← 項目研究成果

“綠色建管全壽命”圍繞“綠色”核心，以復合相變瀝青混合料研發、高分衛星大范圍沉降觀測方法等多項關鍵技術創新為突破口，實現調溫路面、太陽能光伏人行路面、海綿場區、沿線環境文物保護、節約土地資源、橋面徑流收集、預制裝配結構、施工期綠色技術應用、新型新風除霾系統等多項應用創新，支撐面向未來的新一代高速公路具備低能耗、低排放、和諧共生的營建能力。項目聚焦調溫路面、光伏人行路面、海綿場區三項支撐“綠色建管全壽命”的重大技術，將智慧、綠色理念貫穿建管養運全壽命周期，實現高速公路綠色發展。

創新 形成20多項技術創新成果和示范應用

項目通過理論研究、技術攻關和應用實踐，對面向未來的新一代高速公路關鍵技術進行了系統研究和示范應用，主要創新成果如下。

首先，提出了“安全保障全天候、出行服務全方位、運營維護全數字、綠色建管全壽命”的理念，闡釋了面向未來的新一代高速公路的基本內涵、特征和技術框架，制定了《江蘇省智慧高速公路建設技術指南》，為面向未來的新一代高速公路形成規范、確立標準提供示范與理論基礎。

其次，提出了高速公路廣義車路協同的概念，開發了高速公路車路協同原型系統，實現了通過路側單元與智能車輛的信息交互和引導控制，為高速公路車路協同系統的實施和建設提供了應用示范。

第三，開發了車道級霧天行車安全智能誘導系統，研發了超微功率地面誘導燈和超低功耗誘導運行控制技術，提升了惡劣天氣下的行車安全。

第四，研發了復合相變瀝青混合料，實現了路面溫度自調節；制備了鐵氧體復合水泥穩定碎石混合料，有效提升了探測雷達圖像識別效果。

第五，搭建了高速公路數據底座和綜合管理平臺，并通過在BIM模型上加載動靜態數據，實現了建管養運全生命周期的信息傳遞。

最后，制定了基于5G的無人機4K高清視頻數據采集與相關應用平臺的接口規范，實現了5G通信模式下4K高清視頻與應用平臺的數據對接。

效益 主要社會效益與間接經濟效益顯著

主要社會效益

落實“交通強國”戰略，支撐現代化交通運輸體系建設。項目融合了“綠色”“智慧”新理念和新技術，著力實現交通基礎設施數字化、智能化、網聯化、綠色化，為江蘇省乃至全國未來新一代高速公路的建設進行了應用示范，具有引領意義，有力支撐了我國現代化綜合交通運輸體系建設。

← 服務區綜合管理平臺

← 智慧服務區

創新數字智慧技術，推動智慧產業建設。項目研究實現了20多項技術創新，既可極大地帶動物聯網、云計算等戰略性新興產業的發展，又對智慧城市物流、金融、通信、環保等有明顯的帶動作用。

實現交通與信息網深度融合，助力經濟騰飛。項目實現新一代信息技術與交通運輸行業的深度融合，整體提升了交通運輸行業的治理效能，盤活了社會經濟發展要素存量，帶動地區智能設備制造、信息、物流等行業發展，做大社會經濟發展要素增量。

間接經濟效益

智慧技術助力降本增效?；谥悄芑侄渭皶r感知交通運行狀態和路域環境狀態，通過交通基礎設施數字化、基于人工智能的養護決策、廣義車路協同技術等提升運營效率，保障道路暢通、交通安全，減少擁堵、事故等帶來的經濟損失。

綠色技術促進減排降碳。項目始終貫徹綠色、智慧理念，通過超微功率地面誘導燈、超低功耗誘導運行控制技術等新技術實現耗能控制，為碳達峰、碳中和貢獻了交通力量。

安全技術保障運輸暢安。項目通過霧區誘導、消冰除雪、匝道分合流預警等創新技術和系統，全面保障行車安全，減少惡劣天氣引發交通事故的概率，從而減少安全事故產生的經濟損失，實現安全與經濟的多重提升。

單位 榮獲多項國內外大獎的交建局

作為該項目第一完成單位——江蘇省交通工程建設局（江蘇省長江大橋建設指揮部）（以下簡稱“交建局”）是江蘇省政府批準成立的承擔國家、省重點和大中型交通工程建設項目的建設管理單位，承擔了江蘇境內省級投資的新建、改擴建高速公路和過江通道建設。截至2021年底，累計完成國家投資2500多億元，建成滬寧、京滬、寧杭等55條高速公路和蘇通大橋、崇啟大橋、泰州大橋等多座跨江大橋；建成一大批享譽全國乃至世界的品牌工程，獲得國際大獎7項、中國建設工程魯班獎4項、中國土木工程詹天佑獎12項，國家科技進步獎一等獎1項、省部級科學技術獎特等獎6項。

← 準自由流收費

“十三五”以來，我國交通工程建設進入高質量發展階段。交建局聚焦高質量發展要求，深入開展品質平安工程創建和交通強國樣板打造，大力推行標準化施工、工業化建造、智慧化管理、綠色化發展，廣泛應用BIM技術、大數據、智能管控平臺等現代化管理手段，打造出一批部省級品牌示范工程。鎮丹高速公路建成“交通運輸部綠色循環低碳主題示范項目”，興泰、豐鹽、泰高、海啟、溧高等項目獲交通運輸部與應急管理部“平安工程”冠名，“安全信息化監管體系建設”入選交通運輸部安委會“平安交通”創新案例“重點推薦”名單。堅持創新驅動發展，大力實施科技創新，組織開展國家重點研發計劃項目《超大跨徑纜索承重橋梁智能化設計軟件與核心技術標準研發》和《高水壓大直徑盾構公路綠色隧道科技示范工程》《重載大流量交通條件下高速公路改擴建工程關鍵技術研究及應用》等重大專項研究，形成系列創新成果和成套技術標準。積極探索新基建背景下的智慧交通建設，深入開展前瞻性技術研究和先進技術應用，建成五峰山過江通道接線工程、蘇錫常南部高速公路等面向未來的新一代“智能高速”“智能隧道”，其中“面向未來的五峰山新一代高速公路關鍵技術及示范應用”項目榮獲中國公路學會科學技術獎特等獎。堅持“高精尖缺”人才導向，建立完善人才引進、交流、培養、選拔機制，鍛造出一支高素質的復合型、專業型、創新型人才隊伍，2021年入選江蘇省首批交通運輸行業高層次人才培養示范基地。

← 五峰山高速公路正誼樞紐

表1 江蘇省交通工程建設局重大科技攻關項目

邁入“十四五”現代化建設新征程，部省聯合打造江蘇交通運輸現代化示范區?！笆奈濉逼陂g，交建局計劃完成投資1500億元以上，建成過江通道3座、在建過江通道2座，建成19條新建和改擴建高速公路。目前，溧陽至寧德公路江蘇段、高淳至宣城高速公路江蘇段、京滬高速沂淮江段改擴建工程、滬陜高速平潮至廣陵段擴建工程等一批新建和改擴建高速公路全面推進，常泰長江大橋、龍潭長江大橋、江陰靖江長江隧道、張靖皋長江大橋、海太長江隧道等多個世界級過江通道正加快實施。交建局將深入踐行習近平總書記賦予江蘇“爭當表率、爭做示范、走在前列”的歷史使命，秉持“匠心鑄品，聚力筑夢”的新時代交建局精神，以建設安全、便捷、高效、綠色、經濟的現代化交通基礎設施為目標，全力推進高速公路和過江通道建設，奮力打造交通強國樣板工程、平安百年品質工程，為構建現代化高質量綜合交通網絡、率先建成交通運輸現代化示范區貢獻交建力量。