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        當下智慧隧道的規劃發展與應用建設
        發布時間:2023-04-22瀏覽次數:231

        近年來,智慧高速建設逐漸成為行業熱點,隧道作為高速公路的重要組成部分,其智慧化建設也隨之提上日程。

        根據交通運輸部于2021年5月印發的《2020年交通運輸行業發展統計公報》顯示,截至2020年底,全國公路隧道21316處、2199.93萬延米,特長隧道1394處、623.55萬延米,長隧道5541處、963.32萬延米。據不完全統計,截至2021年4月,我國在建的10公里以上超長公路隧道17條。

        在此背景下,隧道管理問題一直是高速公路管理者急需解決的難題之一,特別是隧道狀態監測問題。

        盡管隧道內大多配設有較為完善的視頻檢測設備以及照明補光設施,但受隧道特殊環境影響,大多設備很難發揮出在正常環境下應有的成效,設備采集信息精度低、質量差等問題不可避免,直接影響人工監測判別效率,增加發現隧道堵塞和交通事件的難度。

        加之道路管理人員資源緊張,審查人員易疲勞,從而使得高速運營方對隧道的管理效率低下。

        此外,隨著近年來車路協同、自動駕駛技術的快速發展,智能網聯汽車逐步進入量產階段,道路交通信息的重要性提升的同時,也對隧道基礎設施建設提出了更高的要求。

        交通采集信息單一,參數采集度不高,數據挖掘程度偏低,無法為高速公路交通管理和科學決策提供全面的信息和依據,無法滿足交通管理部門對隧道的運維需求,也無法支撐起未來車路協同、自動駕駛對交通道路信息的高需求。

        因此,為了應對日益增長、來自建管養運等多方面的需求變化,高速公路管理部門對新技術、新產品的應用需求也開始增加。

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        各地方智慧高速指南中的隧道建設

        隨著交通運輸部推進新一代國家交通控制網和智慧公路試點,北京、河北、浙江、山東、廣東、甘肅、江蘇等多省份先后開展了智慧高速的探索實踐,其中山東、浙江、北京、云南、寧夏等地推出了智慧高速建設指南,四川川渝地區發布了區域地方標準,都試圖從規劃層面為智慧高速建設指明方向,其中不乏對隧道建設的實踐經驗總結,且大都集中在全感知檢測方面。

        《甘肅省智慧高速公路建設技術指南》中,在“5.2.2隧道狀態監測章節”中對隧道建設給出了詳細要求。

        一是數據采集對象和要求,主要檢測包含能見度、CO濃度、風速風向、亮度、火災、交通事件、拱頂沉降、水平收斂等。

        二是設施布設要求,如在隧道出入口各布設一套交通流檢測設備并考慮實際建設情況;宜在隧道內布設邊緣計算單元,同時具備多源數據接入及本地計算能力;在進出口布設車路協同設施、可變情報板,提供安全預警信息;在上下行通道內設置電子標簽;提升隧道內衛星定位信號精度等等。

        此外還指出要充分考慮當地氣候氣溫變化,考慮設備防寒防凍。

        《江蘇省智慧高速公路建設技術指南》中,在“5.2.2隧道狀態監測”章節中同樣對隧道建設提出要求,但主要針對的是隧道狀態監測的主要指標項、監測范圍,隧道結構安全檢測的類型確定。同時提出隧道宜注意提供車道級服務、智慧情報板等建設。

        浙江省《智慧高速公路建設指南(暫行)》中,對隧道建設的內容較為分散,主要為以下內容:

        在特長隧道、長隧道上游路段,宜設置車牌識別檢測設備;隧道口設置交通事件感知點位;隧道出入口設置RSU設備;在長或特長隧道入口前設置可變信息標志。

        在“5.6.3設施布設要求”中,對隧道內的多種設施設備提出了詳細的安裝要求,如隧道安全提升系統應提高隧道內衛星定位信號精度,5000m及以上隧道宜設置隧道擴展定位系統;隧道安全提升系統應加強應急處置,1000m及以上隧道應設置入口管控、逃生設施;隧道安全提升系統應加強疲勞駕駛提醒,3000m及以上隧道應設置輪廓照明、警示誘導燈等等。

        山東省《智慧高速公路建設指南(試行)》,則更加注重隧道的應急保障建設,在“6.2.4應急保障”中集中提及:

        應急保障能力建設應包括隧道通行安全監測、突發事故處置(二次事故預防)和重大活動保障;隧道通行安全監測,長隧道和特長隧道宜實現隧道內交通事件、車輛種類及數量、人員情況的實時感知;其他隧道宜支持視頻智能分析等功能;特長隧道內宜配備緊急廣播系統和可變信息標志,宜設置輔助救援機器人及遠程消防滅火控制裝置等等。

        從上述四地的智慧高速指南來看,各地方隧道建設關注重點有所差異,或許與其所處的地域存在較大聯系。甘肅氣候寒冷,則關注隧道本身基礎設施建設,對設備本身要求提出較高要求;江蘇、浙江兩地環境相對穩定,則著重隧道的試點示范建設,對隧道設備安裝細節尤為關注,從而積累規?;ㄔO經驗;山東多山且易受到臺風影響,則重點關注隧道應急保障,完善隧道安全建設和應急措施。

        隧道建管養運:新技術、新產品、新應用

        回到當前隧道的實際建設當中,各地方高速管理部門對隧道的建管養運建設主要集中在三個方面,交通感知、隧道運維以及平臺管理。

        隧道感知建設是智慧隧道的基礎,因此交通管理部門通過架設多種感知設備,實現對隧道內外交通狀態的檢測,從而為交通管理決策提供基礎信息支持。其中,交通雷達、AI視頻、雷視一體機等新型設備逐漸成為隧道感知建設的新寵兒。

        隧道的交通感知建設是對隧道內部的車流路況的檢測收集,而隧道運維則需要的是對隧道本身的感知檢測。

        隧道在建設和運營中可能產生混凝土襯砌開裂、破損、脫落等問題,隧道內的火情、照明不良、路面積水也能引發傷亡事故。這些都對隧道交通運營維護提出了嚴峻挑戰,需要高頻度、高強度進行巡檢。

        隧道巡檢機器人這一新型產品隨之誕生。相對于傳統的人工巡檢,隧道巡檢機器人可以在危險區域靈活穿梭,工作效率和巡檢強度也遠遠強于人工,同時實現對隧道進行全天候的狀態監測,還可以對隧道行駛車輛輔以指揮通行。

        例如在交通運輸部智慧公路試點項目,延崇(延慶至崇禮)高速河北段金家莊特長隧道崇禮方向,智能巡檢機器人已經完成調試并運行;天津大學大跨空間結構研究中心開發了一款智能巡檢機器人,并在天津蓮花嶺隧道開展調試測試;在浙江金麗溫高速大梁山隧道內,浙江交通集團浙高運技研中心所研制的隧道應急救援巡檢機器人正式運行。

        在隧道信息內外收集完整的情況下,如何對所收集的信息價值進行更加深入地挖掘與應用成為關鍵,因此智慧高速云控管理平臺成為了當前智慧高速的建設熱點。而在當前的管理平臺建設當中,數字孿生技術成為最受關注和歡迎的關鍵技術之一。

        數字孿生技術的優勢,在于能夠通過應用隧道內外配設感知設備所收集到的數據信息,在數字空間對隧道進行重新構建并與現實隧道進行實時交互,從而在軟件平臺上將其展現,實現對隧道的全知可控。

        因此,掌握相關技術優勢的互聯網企業和科技公司都將目光瞄準此領域建設,且不僅著眼于隧道建設,更是通過數字孿生等新技術賦能高速公路路網整體管理,構建高速公路管理平臺系統,發布高速公路整體解決方案;傳統企業重新整合業務線路,同樣推出整體解決方案,包括管理平臺的建設。

        結語

        2022年4月底河南暴雨的相關信息發布后,在第一時間就登上微博熱搜,在眾多網友的討論聲中,也有許多人不禁回想起2021年7月那場罕見的特大暴雨。

        其中鄭州京廣隧道段所發生的事故,成為了眾多交通從業者的一塊心病,冠以“智慧隧道”的隧道竟在暴雨中沒有起到作用,造成了人員傷亡和財產損失,無疑是對交通行業的一次重拳拷問。

        保障交通安全是交通建設的基礎,因此在建設過程中,無論是運用了哪些新技術亦或是哪些新產品,都需要從保障交通安全的角度出發,而不是過度追求所謂的“智慧化建設”,隧道建設如此,高速公路建設亦如此。

        交通安全大于天。


        (內容來源:賽文交通網(微信公眾號:China_7its)/作者:九卿。如果有侵權或不當之處,請聯系我們,我們將立即處理。)

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