济青中线济潍段：零碳新纪元智慧新突破打造未来高速“山东样板”- 大数跨境

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济青中线济潍段：零碳新纪元智慧新突破打造未来高速“山东样板”

山东高速能源投资集团有限公司

2023-09-24

翻开山东交通史，济南至青岛间“路”的变化始终铭刻着时代发展的印记。

1993年，济青高速建成通车，山东实现高速公路“零”的突破，这也成为山东交通发展史上的一座丰碑。从此，“山东的路”享誉全国。

30年后的今天，济青中线济南至潍坊段建成通车，连接济南、青岛的第三条黄金通道济青中线全线贯通。作为全国首条零碳智慧高速，济青中线开启高速公路发展的新纪元。

零碳高速的山东“新标准”

▲ 济青中线昆仑枢纽

零碳收费站、零碳服务区、高速公路边坡光伏试验项目……近年来，山东高速集团不断探索碳减排路径，取得积极进展。在此基础上，济青中线济潍段开启了由点及线的全路段“零碳”探索。

“我们从高速公路全寿命周期管理出发，以绿色设计为基础，通过低碳建设尽可能减少温室气体排放，在运营阶段通过碳减排、碳清除等措施，整条高速公路运营期间实现‘净零’排放效果。”山东高速集团能源环境部业务经理陆由付介绍道，“我们的碳排放量核算范围包括服务区、收费站、隧道、机电设施、管理车辆等直接和间接碳排放量，不包含高速公路通行的社会车辆产生的排放。”

可再生能源的利用，是建设零碳高速的关键环节。从空中俯瞰，济青中线济潍段是一条名副其实的“光伏高速”，匝道圈、边坡、服务区、收费站、隧道等周边的空间资源得到了充分利用，布设上光伏发电系统。

“光伏在高速公路上的应用并非什么新鲜事。而济青中线济潍段却是全国首个开展全场景、多形式的光伏实证项目，实现高速公路与光伏的同步设计、同步施工和同步投产。这对‘高速公路+光伏’的一体化发展做出了有益探索。”山东高速能源发展公司副总经理孔杰说。

几个应用场景颇具代表性。在济青中线济潍段，隧道入口棚洞上方及中央分离带都布设上了光伏板，可以直接为隧道机电设备提供清洁绿色的电力。隧道采用的无极调光、随车调光等系统，根据洞外亮度、行车速度等自动调整灯光的亮度与色温，并实现车来灯亮、车走灯暗，在确保行车安全的同时，降低隧道能耗。

此外，济青中线济潍段还建设起全国首个边坡光伏一体化试验段，实现边坡防护与光伏发电的有机结合，视觉效果更美观，安全性也进一步提升。建设的光伏声屏障试验段，不仅隔音还能发电，打开了光伏利用的新思路。目前，济青中线济潍段沿线光伏电站装机容量已经达到68兆瓦，全部投入运营后，以25年运营周期测算，预计总发电量约17亿度。

为实现“零碳”目标，除了可再生能源利用系统，济青中线济潍段还搭建起碳排放综合管控、智慧能源网运行、近零能耗建筑节能、污废资源化处理、林业碳汇提升等系统，全方位、多层次、多路径推动碳减排，实现整条高速公路可持续零碳运营。

建立碳排放综合管控系统，实现对高速公路运营期全时、全域、全覆盖的进行碳足迹跟踪、碳排放监控。

▲ 零碳高速云控平台

打造智慧能源网运行系统，利用光伏、储能、直流电网技术，实现高速公路机电设备用能的自给自足，减少换能损耗和远距离输电损耗。站点之间还实现了能源互备，当某一站点出现电力故障时，可由相邻站点供电，提高能源供应的可靠性和连续性。

建设近零能耗建筑，山东高速基础设施建设有限公司运营管理中心采用了“围护结构高效保温、高舒适节能外窗、高效热回收新风系统、气密性设计及无热桥设计”五大技术体系，建筑单体达到了“近零能耗建筑”国标技术要求，综合节能率达到76.4%。

实施服务区污废资源化处理，在青州南、昆仑服务区搭建智能污水处理系统，实现对当地环境的零污染，以及水资源的高效循环利用。

增强林业碳汇，在原有绿化碳汇的基础上，充分利用高速公路主线、互通区、服务区、管养场区、隧道绿化工程的植物固碳能力，合理种植优选树种，既实现景观绿化效果，也增强了林业固碳效果。

“济青中线济潍段已经委托交通、环保领域权威认证机构，对项目全生命周期内的温室气体排放和减排措施展开评估，并进行持续的碳排放认证，确保零碳高速从‘路径探索’转变为‘生动实践’，为我国交通运输行业绿色低碳转型发展贡献山高经验。”济青中线济潍段项目办副主任李洪峰说。

根据评估，济青中线济潍段运营期内年均碳排放量约3.1万吨，年均碳减排量约6.1万吨，每年均可实现零碳运营；预计运营期25年内总碳排放量约78万吨，总碳减排量约152万吨，实现总体可持续零碳运营。

智慧高速的山东“新高度”

▲ 济青中线胡山隧道

智慧高速是交通强国探索的前沿重点领域。山东是第一批交通强国建设试点省份，也是全国首个部省共建的交通强国省域示范区。2021年改扩建通车的京台高速泰枣段是我国首条“改扩建+智慧”高速，创下多项“全国之最”。

然而，济青中线的建设并不是简单的经验复制。“吸收之前智慧高速建设的优秀经验，不断强化创新，更加突出提升用户出行体验，打造智慧高速的‘山东示范’，让智慧高速更好服务公众的美好出行。”山东高速集团工程管理部副部长张伟说。

智慧隧道，正是这一理念的集中体现。济青中线在全线隧道进出口设置减光棚洞、镂空混凝土明洞，实现环境亮度的自然明暗过度，消除了进出隧道的“黑白洞效应”。将隧道两侧侧壁各拓宽25厘米，降低隧道侧壁给车辆带来的压迫感。在隧道内设置雷视融合基站，实时精准感知隧道内交通事件，对车辆停止、逆行等异常事件自动预警。在胡山隧道，还首次应用了光栅阵列传感、智能消防炮等新型设备，实现了精准感知定位、火灾自动扑救等功能，确保隧道行车安全。在一系列科技手段的支撑下，隧道行车舒适度、安全性大幅提升，济青中线也成为全国首条隧道不降速通行的高速公路。

不仅仅是隧道，按照全路段感知、全过程管控、全天候通行的定位，济青中线济潍段在服务区、收费站、桥梁、道路等场景都在着力提升智慧体验。

建设智慧云收费站，采用三次交易认证，缩短ETC交易时间，同时，取消ETC车道的收费亭，收费车道宽度增加35厘米，更便于车辆通行，有效提升了车辆通行效率。

打造“开放经济带”国际主题特色服务区，让服务区有味道、有体验、有文化、有记忆。实施服务区智慧化升级，为公众提供车位级导航、智慧充电桩、ETC加油、洗车无感支付等服务，提升公众出行品质。此外，还实现了对危化品车辆的精准识别、全程监控，如果有不规范停车或超时停车，及时向管理人员预警，消除安全隐患。

完善车路协同系统，在特大桥、水库、河流等重点位置，设置气象检测器、能见度检测器、桥面结冰检测器，实现特殊气象精准检测、实时预警。设置智能行车诱导系统、雨夜反光标线等，助力车辆在低能见度、夜间环境下的安全行驶。设置自动融冰除雪系统，改善冬季冰雪条件下重点路段行车条件。在分合流区域部署毫米波雷达、高清网络监控摄像机等设施，通过信息发布屏、手机APP等，为过往车辆提供侧方来车等实时路况，确保行车安全。

值得一提的是，济青中线济潍段的各项智慧化建设，并非是未经实践检验的“纸上谈兵”。在各项设备、技术得到实际应用前，测试人员都在山东高速智能网联测试基地实施了1:1的真实场景还原和测试。

以隧道为例，减光棚洞、鸿蒙控制器、全息感知系统等技术和设计方案都在测试基地进行了几十次甚至上百次的试验验证。“即便是侧壁拓宽的尺寸，也不是凭空想象出来的。通过对不同大车司机开展驾驶仿真模拟试验，把隧道两侧宽度从拓宽10厘米到60厘米，检测他们经过隧道时心理指标数据的变化，最后兼顾技术可行、经济节约的原则，确定每侧25厘米的拓宽距离。”济青中线济潍段项目办主任谢国木说。实践证明，这一变化让隧道侧壁效应降低了85%以上。

交通高质量发展的山东“新样板”

▲ 济青中线乾河特大桥

建设全国领先、具有示范带动作用的零碳智慧高速，是济青中线济潍段追求的建设目标。事实上，这条高速既是已有低碳高速、智慧高速建设技术经验的“集大成者”，又为高速公路行业的提升改造、高质量发展贡献着“山高智慧”。

“毫米波雷达+视频”的雷视融合系统，是智慧高速建设中普遍采用的路侧感知系统，如同人的“眼睛”，可以高精度、远距离感知路面交通事件。济青中线是全国首个应用了雷视对打融合方案的高速公路，实现了单杆雷视拟合、跨杆雷达拟合，对关键事件的感知准确率提高到了97%以上。“简单地说，把雷达和视频从过去的同向感知，转变为杆与杆之间的对向感知。这样一个杆上只需要布设1个雷达、2个摄像机，比过去减少了一半的设备数量。同时杆与杆的距离也从京台南段智慧高速的200米增加到不小于400米。”济青中线济潍段项目办副主任李怀剑介绍道，“整套设备降低了40%左右的设备数量，建设成本更低了，但效果却更优了。”

先行先试，探索出可复制、可推广的建设经验，正是“零碳智慧高速示范者”应有的题中之义。在济青中线济潍段建设过程中，智慧隧道、车路协同、智慧云收费站、特色服务区等技术、方案已经产生了“外溢效应”，在省内其他高速公路中得到推广应用。

在济青中线胡山隧道内，智能巡检机器人往来穿梭，可以在不中断交通的前提下，24小时获取隧道结构、运营状况等数据，实时监测、自动识别病害。在章丘南收费站建成的数字孪生收费站，实现了实体收费站在数字空间的同步呈现，为管理决策提供了更精准全面的数据支撑。而这些技术也已同步在京沪、京台等高速公路上得到推广应用。

对于新建、改扩建高速公路建设项目，山东高速集团将继续推广济青中线济潍段零碳高速建设理念和建设经验，探索推行“高速公路+光伏”一体化建设模式，从项目规划阶段即开始着手，力争做到同步设计、同步施工、同步投产。