高速公路特長隧道應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案系統(tǒng)研究

邵利軍

(山西省交通科學(xué)研究院，山西太原 030006)

0 引言

伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高等級公路的建設(shè)進入了一個快速發(fā)展階段，而隧道工程作為高等級公路的重要組成部分，是完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高路網(wǎng)運行效率、實現(xiàn)安全、高效、綠色運輸?shù)闹匾こ淘O(shè)施。隧道的安全運行直接關(guān)系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全，是隧道管理的基本原則和首要目標。應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案系統(tǒng)是為了保證高速公路的行車安全，提高通行效率，在隧道監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，當緊急事件發(fā)生時系統(tǒng)自動調(diào)用預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案，經(jīng)過人工對所發(fā)生事件的判斷，系統(tǒng)根據(jù)控制預(yù)案對相關(guān)的設(shè)備進行聯(lián)動控制，以實現(xiàn)設(shè)備控制的自動化。由于隧道的車流量大、行車速度快、半封閉等特性，一旦發(fā)生緊急事件，其疏導(dǎo)、救援難度大，對于特長隧道更是如此。所以，有必要建立隧道監(jiān)控系統(tǒng)以及相應(yīng)的應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案，來保證隧道的平穩(wěn)、安全可靠、運行，在發(fā)生事件或事故時啟動相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，以減少損失。筆者參與了山西平榆高速公路寶塔山特長隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，現(xiàn)以該隧道監(jiān)控系統(tǒng)為例，詳細論述特長隧道應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案的功能、組成以及聯(lián)動控制。

1 隧道監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成以及功能

汾陽—邢臺高速公路平遙—榆社段(平榆高速)全長83 km，全線按照雙向四車道高速公路建設(shè)標準，設(shè)計行車速度100 km/h，路基寬為26 m。本路段的寶塔山隧道(左洞10 190 m，右洞10 480 m)按照隧道監(jiān)控等級的劃分［1］，屬于特長隧道。從結(jié)構(gòu)上劃分，隧道監(jiān)控系統(tǒng)可以分為3個層次:最上層為監(jiān)控中心的中央計算機控制系統(tǒng)，中間層為由本地控制器(PLC)組成的控制層，最下層為各種現(xiàn)場設(shè)備組成的設(shè)備層。監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成如圖1所示。

從功能上劃分，可將隧道監(jiān)控系統(tǒng)劃分為交通監(jiān)控子系統(tǒng)、通風(fēng)監(jiān)控子系統(tǒng)、照明監(jiān)控子系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)、消防監(jiān)控子系統(tǒng)、CCTV監(jiān)控子系統(tǒng)、緊急電話和廣播等子系統(tǒng)。PLC實時采集現(xiàn)場設(shè)備和傳感器數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)交換機上傳監(jiān)控中心監(jiān)控主機，監(jiān)控主機對上傳數(shù)據(jù)進行處理、判斷，形成控制命令下發(fā)到PLC，PLC接收監(jiān)控主機命令，控制現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動作。

2 應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案設(shè)計

應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案是在事故發(fā)生時，系統(tǒng)自動識別事故或人工反饋事故到監(jiān)控中心，經(jīng)監(jiān)控中心工作人員確認事故后，系統(tǒng)自動調(diào)用已經(jīng)預(yù)先設(shè)置好的應(yīng)急預(yù)案，對隧道內(nèi)相關(guān)設(shè)備進行聯(lián)動控制，以最大程度減少損失。應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案包括事件檢測、報警確認、預(yù)案設(shè)置、預(yù)案執(zhí)行等功能［2］。平榆高速公路寶塔山隧道特長隧道的應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案依據(jù)事故發(fā)生的地點，將寶塔山隧道劃分為上游、中游、下游三個區(qū)段，根據(jù)事故發(fā)生在不同的區(qū)段分別執(zhí)行不同的預(yù)案。依據(jù)事故的類型，將預(yù)案分為火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案、通風(fēng)應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案、交通應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案、事故應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案等，下文就上述各個應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案作詳細設(shè)計。

2.1 火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案設(shè)計

當隧道發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)探測器發(fā)出火災(zāi)報警信號，司乘人員通過按下火災(zāi)報警按鈕或撥打緊急電話報警，監(jiān)控畫面會顯示發(fā)生火災(zāi)并顯示報警點位置，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)會將其附近的攝像機轉(zhuǎn)向火災(zāi)報警點，請求人工確認。值班員通過閉路電視監(jiān)視器判斷是否為誤報警。經(jīng)確認未發(fā)生火災(zāi)的，應(yīng)查明火災(zāi)報警原因，采取相關(guān)措施進行處理，并將火災(zāi)報警系統(tǒng)復(fù)位。如果確認發(fā)生火災(zāi)，值班員應(yīng)立即予以確認并立即撥打火警電話，同時向上級主管部門報告情況，及時與交通管理部門、路政大隊取得聯(lián)系，并立即啟動消防應(yīng)急預(yù)案?；馂?zāi)應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案處理流程如圖2所示。

下面就以寶塔山特長隧道中游發(fā)生火災(zāi)為例，系統(tǒng)說明火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案執(zhí)行的動作。

1)寶塔山隧道入口處交通信號燈顯示紅燈，禁止洞外車輛進入;

2)火災(zāi)點下游車道指示器保持正常通行狀態(tài)，保證下游車輛迅速駛離隧道;

3)火災(zāi)點上游的車行橫洞處車道指示標志顯示轉(zhuǎn)彎，同時隧道另一洞左側(cè)車道指示標志指引車輛逆向行駛，協(xié)助火災(zāi)點上游處車輛安全逃生;

4)寶塔山隧道入口處可變情報板顯示“前方發(fā)生火災(zāi)，隧道暫時封閉!”;洞內(nèi)的情報板顯示“隧道火災(zāi)，有序逃生!”;

5)北凹山隧道入口、出口處可變情報板顯示“寶塔山隧道發(fā)生火災(zāi)，請于前方榆社云竹互通處駛離分流”;

6)紫金山隧道入口、出口處可變情報板顯示“寶塔山隧道發(fā)生火災(zāi)，請于前方武鄉(xiāng)分水嶺互通處駛離分流”;

7)隧道群前方路段可變情報板顯示“前方隧道群發(fā)生火災(zāi)，請繞道行!”;

8)廣播系統(tǒng)開啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);

9)隧道雙洞照明燈具全部打開，為受困人員提供充足照明;

10)啟動相應(yīng)風(fēng)機，進行通風(fēng)排煙，火災(zāi)點附近100 m處的風(fēng)機不啟動;

11)啟動消防水泵控制，組織專業(yè)消防人員進行滅火。

2.2 通風(fēng)應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案設(shè)計

當隧道內(nèi)的CO/VI檢測器的檢測值發(fā)生報警時，通風(fēng)預(yù)案系統(tǒng)會自動彈出提示畫面，請求人工確認。預(yù)案確認后通風(fēng)預(yù)案可根據(jù)檢測到的CO濃度值和VI的大小啟動相應(yīng)的風(fēng)機，保證隧道的安全及運行環(huán)境的舒適性［3］。通風(fēng)預(yù)案應(yīng)急聯(lián)動的主要內(nèi)容包括:

1)隧道入口處交通信號燈顯示黃閃;2)隧道入口處可變情報板顯示“前方隧道能見度低，請減速慢行!”;3)廣播系統(tǒng)開啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);4)隧道雙洞照明燈具全部打開，提供充足照明;5)開啟相應(yīng)組數(shù)的風(fēng)機進行通風(fēng)。

2.3 交通應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案設(shè)計

交通應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案系統(tǒng)可以根據(jù)微波車輛檢測器提供的車流量、車速等信息，在交通狀況異常時自動彈出預(yù)案提示畫面，請求人工確認。待操作員通過CCTV圖像、巡邏車等對異常信號核實后，執(zhí)行交通應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案［4］。交通應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案分為以下三種情況。

2.3.1 交通緩慢

1)隧道入口處交通信號燈顯示黃色;2)隧道入口處可變情報板顯示“前方交通緩慢，請減速慢行!”;3)隧道群前方路段可變情報板顯示“前方隧道交通緩慢，請繞行!”;4)廣播系統(tǒng)開啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);5)隧道雙洞照明燈具全部打開，提供充足照明。

2.3.2 交通擁堵

1)隧道入口處交通信號燈顯示黃閃;2)隧道入口處可變情報板顯示“前方交通擁堵，請減速慢行!”;3)隧道群前方路段可變情報板顯示“前方隧道交通擁堵，請繞行!”;4)廣播系統(tǒng)開啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);5)隧道雙洞照明燈具全部打開，提供充足照明。

2.3.3 交通阻塞

1)隧道入口處交通信號燈顯示紅色，封閉隧道;

2)隧道入口處可變情報板顯示“前方交通阻塞，請減速慢行!”;

3)隧道群前方路段可變情報板顯示“前方隧道群交通阻塞，請繞行!”;

4)廣播系統(tǒng)開啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);

5)隧道雙洞照明燈具全部打開，提供充足照明。

2.4 事故應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案設(shè)計

事故應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案系統(tǒng)可以根據(jù)緊急電話報警等信息渠道提供的報警信息，在車道發(fā)生事故時自動彈出預(yù)案提示畫面，請求人工確認。待操作員通過CCTV圖像、巡邏車等對報警信號核實后，立即執(zhí)行交通應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案。交通預(yù)案的主要內(nèi)容包括:

1)隧道入口處交通信號燈顯示紅色，封閉隧道;

2)靠近事故上游處車道指示標志顯示禁行，禁止車輛通行;事故下游車道指示標志顯示通行，以便下游車輛按照正常通行方式迅速離開隧道;

3)隧道入口處可變情報板顯示“前方發(fā)生事故，隧道暫時封閉!”;

4)隧道群前方路段可變情報板顯示“前方隧道群發(fā)生事故，請繞行!”;

5)廣播系統(tǒng)開啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);

6)隧道雙洞照明燈具全部打開，提供充足照明。

3 結(jié)語

高速公路特長隧道由于空間狹小，環(huán)境條件差，極易發(fā)生火災(zāi)或事故，并且事故處理難度大。一旦發(fā)生火災(zāi)或事故，將給廣大高速公路使用者和管理者造成較大的人身財產(chǎn)損失。應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案作為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，在發(fā)生火災(zāi)或事故時，能及時有效采取相應(yīng)措施，提高救援效率，減少損失。應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案作為一項管理與技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，應(yīng)在實踐中不斷完善和進步，在保障高速公路安全、高效、綠色運行過程中發(fā)揮更大的作用。

［1］ JTJ 026.1-1999，公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］ 宋 璽.談高速公路隧道消防工程的施工安全［J］.安防科技，2011(10):27-29.

［3］ 耿春光.隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)［J］.山西交通科技，2005(4):41-42.

［4］ 陳勁風(fēng).長大隧道交通誘導(dǎo)與控制研究［D］.西安:長安大學(xué)，2002.