公路長隧道機電設施交通控制策略

高旭

摘 要：隧道作為高速公路交通的咽喉，做好隧道機電設施交通控制管理工作，使隧道的土建結(jié)構(gòu)、機電設施、交通安全工程保持良好的、經(jīng)常性的正常運轉(zhuǎn)，同時保障司乘人員的行車安全及車輛快速、暢通行駛，充分發(fā)揮高速公路的經(jīng)濟效益與社會效益，已成為現(xiàn)在乃至今后很長一段時間亟須解決的重要任務。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道；機電設施

迅猛發(fā)展的經(jīng)濟，帶動了高速公路的建設步伐，隨之而來的便是現(xiàn)代化的高速公路管理系統(tǒng)，這其中包括高速公路的收費、監(jiān)控、通信、照明四大方面，運用科學的電子通訊技術(shù)設備，對高速公路進行穩(wěn)定有序的管理監(jiān)控，可以說，這四個方面對高速公路建設的高效快速發(fā)展起著舉足輕重的作用，而在這之中的隧道機電工程建設更為重要。隧道機電工程的建設涉及照明、監(jiān)控、火災、消防、有線廣播等多個方面，涉及范圍廣，需要的專業(yè)知識強，建設起來的技術(shù)難度也特別大。本文綜合實際考察經(jīng)驗，對隧道機電工程建設施工中機電設施交通控制問題進行研究。

一、公路隧道交通控制系統(tǒng)分析

控制的前提是“檢測”，通過隧道內(nèi)、洞口設置的車輛檢測器及監(jiān)控攝像機等檢測設施和道路巡查人員，對隧道內(nèi)的過往車輛進行不間斷的檢測，并將采集到的實時信息通過通信線路傳遞給中央控制室計算機系統(tǒng)。交通控制策略是通過對檢測到的信息的分析，判斷交通擁擠、交通阻塞等異常狀況及其發(fā)生地點和時間，并結(jié)合交通機電設施傳來的有關(guān)信息或指示，按照選定的方案和控制指令，對車道指示器、交通信號燈、可變限速標志和可變信息標志等機電設施進行控制。合理的交通控制策略可以協(xié)助疏導交通、給司機提供信息，保證道路安全暢通。如在隧道正常運營及事故、火災等特殊情況時，調(diào)整可變限速標志的最高限值、改變可變信息板的內(nèi)容、控制車道指示器和橫洞指示標志的顯示狀態(tài)等，可以改變隧道的運行方式，從而實現(xiàn)對隧道內(nèi)交通流量和交通狀態(tài)的有效控制。隧道控制與誘導機電設施主要由可變限速標志、可變信息標志（情報板）、交通信號燈、車道指示器、電光標志（包括車行橫洞標志、人行橫洞標志、緊急停車帶標志）、緊急廣播系統(tǒng)、交通區(qū)域控制器及中央控制室控制臺等組成。

二、隧道交通控制策略研究

公路隧道交通狀況可分為正常運營、交通擁擠及事故（故障）阻塞3種情況，下面以一雙向四車道高速公路長隧道為例，就長隧道在3種交通狀況下所采取的控制方式進行分析。該隧道路基寬度為24.5m，計算行車速度80km/h。隧道中有車行橫洞1～4個，人行橫洞1～5個。為分析車輛指揮誘導途徑，以車行橫洞為界將隧道上行線和下行線各分成5個區(qū)域。隧道內(nèi)布設有車道指示器、交通信號燈、橫洞指示標志、可變信息標志、可變限速標志等交通機電設施。

（一）正常運營狀況

控制策略：在隧道正常運營的情況下，交通控制方案根據(jù)常態(tài)、施工、維修、檢測等的實際需要和交通量的不同考慮，對隧道左、右洞的兩個車道采取正常開發(fā)、某一車道關(guān)閉或反向、某一單洞雙向行車等控制方案。為保證隧道車流平滑順暢地運行，入口交通信號燈顯示為綠色，表示車輛可進入隧道，車道指示標志全部顯示為綠色“↑”，表示各車道正常，不得反向行駛；橫洞指示標志不顯示；可變限速標志顯示相應限速值；可變信息標志發(fā)布一些實時路況信息。

（二）擁擠狀態(tài)

隧道擁擠根據(jù)原因的不同可以分為兩種類型，即周期性擁擠和偶發(fā)性擁擠。周期性擁擠是指由于交通流量出現(xiàn)周期性高峰期（通常為節(jié)假日），超過隧道的設計通行能力所引起的擁擠狀態(tài)。偶發(fā)性擁擠主要是指由于隧道內(nèi)行駛車輛拋錨、貨物掉落及隧道下游交通擁擠的反向波蔓延到隧道內(nèi)的交通流所引起的擁擠狀態(tài)。通過隧道內(nèi)外分布的車輛檢測器對交通量、平均車速、占有率、車頭距等參數(shù)進行檢測，結(jié)合洞內(nèi)監(jiān)視攝像機判斷隧道是否發(fā)生交通堵塞、交通擁擠及狀況和程度；通過CO/VI檢測確定洞內(nèi)CO含量是否超限等，并根據(jù)判斷結(jié)果把交通擁擠分為兩個層次，分別提出相應的誘導策略。逆向波傳遞到洞內(nèi)交通流，導致隧道內(nèi)車流量過大。此時風機全部開啟持續(xù)時間已超過15min，洞內(nèi)CO檢測器檢測C0濃度值仍達到300ppm。其控制策略：首先考慮關(guān)閉一條行車道，限制駛?cè)虢煌浚瑴p少洞內(nèi)廢氣的排放積累。經(jīng)過充分通風換氣，使有害氣體降到正常指標后再開放雙車道。若有害氣體濃度仍然很高，則考慮關(guān)閉整個隧道單洞，對隧道內(nèi)受阻車輛進行橫洞誘導處理。為了避免車輛通過橫洞時與另一隧道行駛的車輛發(fā)生沖突，在疏散前暫時關(guān)閉另一隧道的超車道。待洞內(nèi)車輛疏導完畢，將另一隧洞改為雙向行駛，在洞外可變信息板顯示分流行車路線，并通過可變限速標志顯示合理的限制速度。

（三）事故狀態(tài)

隧道內(nèi)事故主要包括車輛碰撞、火災等。事故狀態(tài)就阻塞車道數(shù)目而言，包括阻塞單個車道和阻塞雙車道；就同一時段內(nèi)發(fā)生異常的數(shù)量而言，可以分為單點異常和多點異常。根據(jù)事故發(fā)生位置和數(shù)量的不同，其誘導方案也有很大區(qū)別。下面根據(jù)同一時段內(nèi)發(fā)生異常的數(shù)量，針對不同的異常發(fā)生位置和阻塞車道數(shù)量提出相應的控制策略。單點事故阻塞單個車道時，誘導只需通過車道指示器關(guān)閉事故點上游車道，一般無需開啟車行橫洞，也無需關(guān)閉單洞。洞內(nèi)外可變信息板顯示事故狀態(tài)，引起通行車輛注意，并通過可變限速標志進行限速，使阻塞區(qū)車輛換道繞行通過阻塞區(qū)，待事故解決完畢，恢復通行。如果兩事故發(fā)生在同一隧道單洞，同時阻塞單一車道（行車道或超車道）或阻塞非同一位置不同車道。此時首先關(guān)閉單洞，通過可變信息板進行事故提示，引起駕駛員的注意，并通過可變限速標志對阻塞車輛速度進行限制，無需開啟車行橫洞，通過車道指示器誘導洞內(nèi)阻塞車輛繞行事故點駛離隧道。

三、結(jié)束語

要保障公路隧道的安全暢通，需要根據(jù)隧道的交通流、運營狀態(tài)，對隧道機電設施動態(tài)地采取不同的控制與誘導方式，制定合理的交通控制策略，引導車輛以最佳方式駛離隧道，保證行車安全，提高隧道的通行能力。

參考文獻：

[1]周曉琳.淺談公路隧道機電工程[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014.

[2]謝廣秋.公路隧道變頻通風控制研究及系統(tǒng)實現(xiàn)[J].交通科技，2015.