高速公路隧道交通安全保障系統(tǒng)探討

焦鵬

摘要：文章綜合分析了國內高速公路隧道快速發(fā)展的現(xiàn)狀，根據(jù)隧道行車安全的需求，圍繞如何降低隧道交通事故發(fā)生概率，提升隧道交通安全預警分析能力，以國內現(xiàn)有高速隧道運營環(huán)境為設計依據(jù)，開展了針對隧道安全主動防控和安全保障系統(tǒng)建設的探討。

關鍵詞：高速公路隧道；事故主動防控；行車環(huán)境感知；系統(tǒng)聯(lián)動；交通安全保障系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：U453 文章編號：1009-2374（2016）16-0102-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.049

隧道作為高速公路交通的咽喉，不僅事故多發(fā)，而且隧道交通事故發(fā)生后處理困難，極易造成群死群傷等嚴重后果。如何利用隧道行車感知網絡以及相關集成應用技術，及時了解、處理和發(fā)布隧道運行狀態(tài)和交通預警信息，提升隧道交通安全的應急聯(lián)動能力，為隧道監(jiān)管人員和司乘人員提供快捷的隧道行車安全預警信息服務顯得極其重要。

1 系統(tǒng)建設需求

1.1 隧道數(shù)量里程的增多，需要做相應的改善措施

隧道行車安全一直是高速公路尤其是山區(qū)高速在運營管理中面對的一大問題。目前我國高速公路隧道里程逐年增長，車流量也隨經濟的發(fā)展在逐步增加，為了從根本上尋求解決隧道交通事故多發(fā)的現(xiàn)象，需要改變過去被動監(jiān)控的傳統(tǒng)模式，積極介入隧道行車行為，主動預防，防患于未然。

1.2 交通信息化水平的提高，促使隧道安全預警體系技術變革

高速公路隧道作為交通運輸行業(yè)的重要組成部分，為了給出行者提供全面便捷的出行服務，最有效的途徑就是加強隧道綜合交通信息服務并推向產業(yè)化建設。高速公路綜合交通信息服務應為道路使用者提供良好的行駛環(huán)境和優(yōu)質的交通服務，隧道安全預警體系也亟需進行變革，從而提升隧道行車安全與服務水平。

1.3 出行信息服務需求的提升，專項化的隧道安全需求的成型

司乘人員獲得的有效交通信息越充分，出行就變得越來越便捷，交通事故發(fā)生的可能性就越低，目前我國高速公路隧道向司乘人員提供專項信息服務程度較低，缺乏指導性和有效性，很難滿足日益增長的出行信息服務需求，面對隧道這樣的事故多發(fā)地段，專項化的隧道安全需求已經成型，需要相關部門提供有效的應對策略。

2 建設目的和意義

2.1 可以有效規(guī)范司機駕駛行為，降低交通事故發(fā)生概率

通過建設隧道安全保障系統(tǒng)，及時感知隧道洞內交通狀況、感知來車速度，采用警示、誘導等信息提前引導司機規(guī)范駕駛行為，并采取相應措施，達到安全駕駛的目的。

2.2 可以有效降低隧道內交通事故的發(fā)生，減少隧道次生事故

系統(tǒng)及時感知隧道洞內突發(fā)事件，與就近的情報板、廣播、相關聯(lián)路段情報板聯(lián)動，實現(xiàn)與公眾服務平臺聯(lián)動，使司乘人員第一時間獲得路況信息，及時采取措施，避免隧道內交通事故發(fā)生，減少次生事故發(fā)生。

2.3 提高營運管理水平，提高公眾服務形象

以預警識防為主，盡可能將可能在洞內發(fā)生的交通事故排除在車輛進入隧道之前，防患于未然，提高對隧道交通情況的掌控，及時提供通行信息，提高營運管理水平，提高公眾服務形象。

2.4 提升隧道科學化管理，實現(xiàn)智慧隧道

通過對交通事件、火災、能見度、照度、行人、行車低速、行車高速等全方位、立體式的感知，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，采取全面的措施，如照明控制、信息發(fā)布、超速警示、交通誘導、低速告警、行人警告等；綜合判斷預測預防交通事故，實現(xiàn)智慧化隧道。

3 關鍵技術說明

3.1 隧道交通事故主動防控技術

在高速公路封閉條件下，針對隧道的特殊行車環(huán)境，依據(jù)對交通事故發(fā)展穩(wěn)定狀況的判斷，對高速公路隧道交通安全發(fā)展態(tài)勢進行過程描述、追蹤分析危險源形成和及時發(fā)布警情預報。以主動感知、主動分析、主動介入的方式改變過去傳統(tǒng)的被動監(jiān)控模式，提升隧道監(jiān)管者日常與應急狀態(tài)下的業(yè)務能力，減免交通事故以及二次事故發(fā)生率，保障過往司乘人員生命與財產的安全。

3.2 隧道行車狀態(tài)感知技術

以基于視頻的隧道車輛行車狀態(tài)感知技術為基礎，輔助雷達測速、微波車檢等多種手段，實時把握即將駛入隧道以及隧道中的行車狀態(tài)。對可能影響隧道行車安全的諸多不利因素及時采集與追蹤，為建立隧道行車危險源預警模型提供數(shù)據(jù)支撐。

3.3 隧道行車危險源預警技術

以隧道行車狀態(tài)感知數(shù)據(jù)為基礎，從安全的角度對采集到的信息進行系統(tǒng)分析，揭示隧道系統(tǒng)中可能導致事故的各種因素及其相互關聯(lián)來識別系統(tǒng)中的危險源。對危險源導致事故發(fā)生的可能性以及危險導致可能損害的嚴重程度兩方面進行評價分析，通過危險源辨識與評價的結果，啟動相關危險源預警信息發(fā)布措施、應急指揮預案，保證事故的主動防控，以建立隧道行車危險源預警模型。

3.4 隧道安全預警聯(lián)動服務技術

系統(tǒng)提供強大的數(shù)據(jù)處理功能，對隧道行車狀態(tài)安全預警告警數(shù)據(jù)，及時分析處理，以聯(lián)動的思想為不同的目標提供專業(yè)化的數(shù)據(jù)服務。調取隧道相關視頻以及車輛信息，聯(lián)動關聯(lián)設備，為監(jiān)控人員及時介入提供平臺；危險源的提前辨識與評價，為管理人員預警信息服務提供支持；預警信息的及時發(fā)布與警示，為隧道行車人員生命與財產安全提供保障。

4 系統(tǒng)建設方案

安全保障系統(tǒng)將緊緊圍繞著高速公路隧道交通事故主動防控的思想，通過如下方式主動介入高速公路隧道行車環(huán)境，降低交通事故發(fā)生率：（1）通過隧道行車狀態(tài)感知技術，實時把握隧道行車狀態(tài)，采集相應信息通過后臺服務辨識各類隧道行車危險源，通過聯(lián)動服務發(fā)布隧道行車安全警示，實現(xiàn)隧道交通事故主動防控；（2）采用雷達測速與交警測速等警示手段，主動介入高速隧道行車環(huán)節(jié)，達到讓司機在進入隧道前主動降低車速的目的，從而降低隧道洞口交通事故發(fā)生率，實現(xiàn)隧道交通事故主動防控。

4.1 隧道行車環(huán)境感知

4.1.1 基于視頻感知。實時感知隧道行車狀態(tài)，通過視頻圖像實時采集以及后臺數(shù)據(jù)處理，采集隧道行車安全相關的各類數(shù)據(jù)：車輛行駛速度、車型大小、超速、低速、逆行、停車、隧道行人狀態(tài)以及其他異常狀態(tài)感知。

4.1.2 輔助感知手段。集成現(xiàn)有的各類感知手段，如雷達測速、微波車檢、交警測速、隧道環(huán)境檢測、火災報警檢測等多種檢測方式對隧道行車安全相關各要素，實時感知隧道交通行車安全各類信息。

其中雷達測速也可以作為一種警示手段，在隧道入洞前提前規(guī)范司機的駕駛規(guī)范。

4.2 危險源辨識評價

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理過程就是一個隧道行車安全危險源的辨識與評價的過程。此過程主要包含兩方面內容：

4.2.1 交通事故主動防控。隧道交通事故主動防控，是指在隧道的特殊環(huán)境下，當人、車、路系統(tǒng)的危險狀態(tài)即將出現(xiàn)卻還沒出現(xiàn)時，危險因素就被準確識別，系統(tǒng)應以主動的手段及時介入并消除隱患。系統(tǒng)主動防控的評價標準在于隧道危險源是否需要進行處理，并且按危險性大小將各危險源排序，為確定采取控制措施的優(yōu)先次序提供依據(jù)，建立隧道行車危險源預警模型。

4.2.2 預警服務聯(lián)動體系。預警服務聯(lián)動體系是建立于主動防控技術的基礎上，在系統(tǒng)接收到不同的危險源信息時，隧道監(jiān)控中心系統(tǒng)將實時發(fā)出告警信息，并為后臺工作人員聯(lián)動相關的視頻信息與隧道相關技術參數(shù)，實現(xiàn)隧道行車環(huán)境管理主動介入。同時針對告警級別，系統(tǒng)為管理人員提供綜合預警信息服務，從宏觀上把握隧道實時行車狀況，輔助制定相關預警告警

預案。

4.3 信息發(fā)布服務

針對于隧道特殊的地理環(huán)境，系統(tǒng)可采用情報板與防霧警示燈相結合的方式，為即將駛入隧道的車輛提供預警信息服務。

4.3.1 情報板發(fā)布。第一，情報板的布設。根據(jù)隧道行車限制速度要求，在安全停車間距之外，選擇洞外布設一處情報板和防霧警示燈。利用防霧警示燈的高穿透性，在事故多發(fā)的惡劣天氣下，也能達到提醒司機規(guī)范駕駛習慣的作用。第二，情報板發(fā)布內容。情報板內容根據(jù)信息等級利用顏色區(qū)分前方行車狀況，分級預警內容。

4.3.2 其他信息發(fā)布手段?？紤]到國家大力推廣物聯(lián)網技術在高速公路領域的應用，系統(tǒng)將支持車聯(lián)網技術的應用與拓展。系統(tǒng)采集分析的數(shù)據(jù)，可以通過與車聯(lián)網車載單元的互動，實時發(fā)布隧道行車狀態(tài)與預警信息。另外對于提醒車輛注意行車安全的手段還包括采用限速標志、誘導燈、反光標志警示燈等各類信息化技術。

4.4 聯(lián)動服務

系統(tǒng)實行聯(lián)動服務，將隧道行車的安全、服務與管理三方面相結合。采用24小時事件感知，實時預警告警，及時發(fā)布信息，根據(jù)交通狀況實時顯示各種通告信息，為駕駛人員安全快速行車提供優(yōu)質服務。同時聯(lián)動一切可以使用的監(jiān)控資源，為隧道監(jiān)控和管理人員提供主動介入隧道行車環(huán)境的平臺，實行跨部門聯(lián)動，當有事故發(fā)生時，處警人員以及救援人員可第一時間到達事故現(xiàn)場，在最短時間內恢復正常通行。

5 結語

高速公路隧道交通安全保障系統(tǒng)的建設，是當前隧道交通信息化建設的必然產物和發(fā)展方向，通過不斷的系統(tǒng)完善和新知識的輸入，隧道交通安全將得到有效的技術支撐和保障，也隨之會體現(xiàn)出如下好處：（1）隧道交通事故主動防控思想的介入，改變傳統(tǒng)隧道被動監(jiān)控的局面；（2）通過隧道入洞前安全信息服務與警示手段，建立緩沖區(qū)，提高隧道行車對于突發(fā)事件的應對能力，降低隧道交通事故和二次事故的發(fā)生率；（3）隧道行車狀態(tài)的實時感知，提升隧道監(jiān)管人員對于隧道行車狀態(tài)的掌握能力；（4）高速公路隧道基礎設施的充分利用，提升隧道信息資源的服務價值；（5）隧道危險源預警算法的引入，提升隧道管理系統(tǒng)預防事故發(fā)生和應對突發(fā)事件的能力；（6）隧道安全聯(lián)動服務模式的完善，及時提醒行車人員規(guī)范駕駛行為。

參考文獻

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