青銀高速公路晉陜界（山西側(cè)）應(yīng)急保暢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

郭 凱

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概況

G20 青銀高速公路晉陜界地理位置特殊，東臨山西境內(nèi)長(zhǎng)4 109 m 的八盤山隧道，西靠陜西境內(nèi)長(zhǎng)745 m的黃河大橋和750 m的前廟山隧道。2007 年12 月離軍高速公路建成通車后，車流量長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，山西境內(nèi)八盤山隧道和陜西境內(nèi)黃河大橋、前廟山隧道經(jīng)常滯留大量車輛，交通擁堵問題尤為突出。青銀高速晉陜界位置示意圖如圖1。

2018 年 11 月 14 日上午，G20 青銀高速公路晉陜界安全應(yīng)急保暢協(xié)作會(huì)議在汾陽市召開。山西交控集團(tuán)與陜西省交通建設(shè)集團(tuán)共同簽訂了《晉陜界安全應(yīng)急保暢協(xié)作協(xié)議》，決定在兩省分別建立應(yīng)急保障系統(tǒng)，設(shè)立主線應(yīng)急保障區(qū)域。針對(duì)山西省管理路段，在軍渡收費(fèi)站出口封閉、八盤山隧道出現(xiàn)交通事故或軍渡收費(fèi)站收費(fèi)廣場(chǎng)出現(xiàn)車輛滯留情況下，啟動(dòng)應(yīng)急保障系統(tǒng)，將出省車輛滯留于主線應(yīng)急保障區(qū)域內(nèi)，避免八盤山隧道和黃河大橋及前廟山隧道滯留車輛而引發(fā)重大事故。同時(shí)考慮到未來主線收費(fèi)站撤銷后，該路段監(jiān)控設(shè)施相對(duì)缺乏，故設(shè)立應(yīng)急保障系統(tǒng)對(duì)未來路段管控將起到更大的作用。

2 應(yīng)急保暢系統(tǒng)構(gòu)成

青銀高速公路晉陜界（山西側(cè)）應(yīng)急保暢系統(tǒng)對(duì)主線應(yīng)急保障區(qū)域?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警等功能。應(yīng)急保暢系統(tǒng)主要包括四大系統(tǒng)，分別是交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、可變信息標(biāo)志系統(tǒng)、語音廣播系統(tǒng)、音視頻對(duì)講系統(tǒng)。

青銀高速公路晉陜界（山西側(cè)）應(yīng)急保暢系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖2。

3 應(yīng)急保暢系統(tǒng)預(yù)案

圖3 應(yīng)急保暢系統(tǒng)預(yù)案示意圖

a）在軍渡收費(fèi)站出口封閉、八盤山隧道（山西到陜西方向）內(nèi)發(fā)生事故或軍渡收費(fèi)站出口廣場(chǎng)出現(xiàn)大量車輛滯留情況下，啟動(dòng)青銀高速公路晉陜界（山西側(cè)）應(yīng)急保暢系統(tǒng)，將青銀高速主線（K1041+900—K1045+900）（出省方向）作為車輛滯留區(qū)域，關(guān)閉柳林西互通入口車道（緩解車輛滯留區(qū)域停車壓力），利用應(yīng)急保暢系統(tǒng)中可變信息標(biāo)志系統(tǒng)及語音廣播系統(tǒng)引導(dǎo)車輛按序停車或選擇由柳林西互通下高速分流。

b）滯留車輛在車輛滯留區(qū)域內(nèi)發(fā)生緊急情況時(shí)（如車輛自燃等），將青銀高速公路主線（K1042+200—K1045+900）（入省方向）最內(nèi)側(cè)車道作為應(yīng)急停車區(qū)，引導(dǎo)車輛滯留區(qū)域內(nèi)車輛經(jīng)青銀高速公路主線（K1045+950）處回轉(zhuǎn)車道掉頭進(jìn)入應(yīng)急停車區(qū)避險(xiǎn)或由柳林西互通下高速分流。青銀高速公路主線（K1042+200—K1045+900）（入省方向）最外側(cè)車道仍保持通行狀態(tài)，但軍渡收費(fèi)站入口應(yīng)調(diào)控并預(yù)警駛?cè)肷轿鞣较蜍囕v，避免避險(xiǎn)車輛與主線車輛匯聚產(chǎn)生交通擁堵或事故。由于柳林西互通不具備?；奋囕v的疏導(dǎo)能力，故?；奋囕v在應(yīng)急疏散時(shí)只能掉頭進(jìn)入應(yīng)急停車區(qū)避險(xiǎn)。在車輛滯留區(qū)內(nèi)險(xiǎn)情處理完畢后，應(yīng)急停車區(qū)內(nèi)避險(xiǎn)車輛可通過青銀高速主線（K1042+160）處回轉(zhuǎn)車道掉頭進(jìn)入青銀高速主線（出省方向）繼續(xù)行駛或等待。

4 應(yīng)急保暢系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.1 應(yīng)急保暢系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

4.1.1 應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)

應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)是該工程外場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)對(duì)外場(chǎng)交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、可變信息標(biāo)志系統(tǒng)、語音廣播系統(tǒng)、音視頻對(duì)講系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一控制，且具有最高優(yōu)先級(jí)。應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)配置有視頻監(jiān)控及交通控制工作站、流媒體服務(wù)器、音視頻終端管理服務(wù)器、存儲(chǔ)磁盤陣列、控制鍵盤及中心Mic。同時(shí)，應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)也作為調(diào)配中心，負(fù)責(zé)在應(yīng)急保暢系統(tǒng)工作時(shí)協(xié)調(diào)路政、交警、隧管站及鄰近收費(fèi)站的相關(guān)應(yīng)急保暢工作。

應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)軟件需根據(jù)工程具體情況深度定制，滿足1 套監(jiān)控軟件滿足外場(chǎng)四大系統(tǒng)的全部功能，并實(shí)現(xiàn)軟件間根據(jù)應(yīng)急預(yù)案流程的相互調(diào)用。

4.1.2 交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)

交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控及交通控制工作站及外場(chǎng)設(shè)備（高清一體化網(wǎng)絡(luò)云臺(tái)槍型攝像機(jī)（布置于青銀高速公路主線K1041+900—K1045+900）組成，負(fù)責(zé)對(duì)車輛滯留區(qū)域及應(yīng)急停車區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。高清一體化網(wǎng)絡(luò)云臺(tái)槍型攝像機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)周邊500 m 范圍內(nèi)路段通行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。受到路段線性影響，應(yīng)急保障區(qū)域共設(shè)置6 處云臺(tái)槍型攝像機(jī)點(diǎn)位，共計(jì)12 臺(tái)，布置于路中隔離帶內(nèi)。交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備布置如圖4。

圖4 交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備布置圖

4.1.3 可變信息標(biāo)志系統(tǒng)

圖5 門架式可變情報(bào)板布置圖

可變信息標(biāo)志系統(tǒng)由視頻監(jiān)控及交通控制工作站及外場(chǎng)可變情報(bào)板組成。本次共新增門架式可變情報(bào)板3 處（如圖5）、立柱式可變情報(bào)板1 處（如圖6）及交通信號(hào)燈 1 處（如圖 7）。

其中，門架式可變情報(bào)板及交通信號(hào)燈布置于車輛滯留區(qū)域，負(fù)責(zé)對(duì)即將駛?cè)氚吮P山隧道的車輛提供隧道通行狀況信息，引導(dǎo)司乘人員正常通行、按序停車或選擇由柳林西互通駛離高速公路。

可變情報(bào)板可由應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)及呂梁南信息監(jiān)控中心兩段控制。其中，應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)控制權(quán)限高于呂梁南信息監(jiān)控中心權(quán)限。

圖6 交通信號(hào)燈布置圖

立柱式可變情報(bào)板布置于應(yīng)急停車區(qū)小樁號(hào)側(cè)路中分隔帶內(nèi)，負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)急停車區(qū)內(nèi)滯留車輛發(fā)布通行信息。

圖7 立柱式可變情報(bào)板布置圖

4.1.4 語音廣播系統(tǒng)

語音廣播系統(tǒng)由視頻監(jiān)控及交通控制工作站、外場(chǎng)IP 網(wǎng)絡(luò)音頻終端功放及高音喇叭組成。

高音喇叭利用高清一體化網(wǎng)絡(luò)云臺(tái)槍型攝像機(jī)及大型可變情報(bào)板金屬構(gòu)架安裝，負(fù)責(zé)對(duì)車輛滯留區(qū)域及應(yīng)急停車區(qū)內(nèi)車輛進(jìn)行道路信息預(yù)警、實(shí)時(shí)道路信息播報(bào)及音樂播放。

4.1.5 音視頻對(duì)講系統(tǒng)

音視頻對(duì)講系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控及交通控制工作站及移動(dòng)手持終端。其中，移動(dòng)手持終端利用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)任務(wù)分發(fā)、實(shí)時(shí)視頻對(duì)講、現(xiàn)場(chǎng)照片上傳備份等。為現(xiàn)場(chǎng)工作人員實(shí)時(shí)溝通及突發(fā)狀況處理提供便捷。

4.2 數(shù)據(jù)傳輸

青銀高速公路晉陜界（山西側(cè)）主線應(yīng)急保障區(qū)域內(nèi)新增設(shè)備均采用1 000 M環(huán)網(wǎng)終端設(shè)備及通信系統(tǒng)已有光纖備芯構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，接入青銀高速公路應(yīng)急保暢系統(tǒng)。

4.3 電源

由于外場(chǎng)設(shè)備分布較分散，故該系統(tǒng)供電分別由軍渡收費(fèi)站配電間、八盤山隧道變電所（山西側(cè)）及柳林西互通箱式變電站提供。

考慮到部分外場(chǎng)設(shè)備供電距離較長(zhǎng)，故該工程在室外配電箱內(nèi)配置電容器用于無功補(bǔ)償。

4.4 敷設(shè)

由于路側(cè)多為排水溝，故該工程線纜在排水溝內(nèi)敷設(shè)時(shí)采用混凝土包封熱鍍鋅鋼管作為線纜敷設(shè)保護(hù)方式。其余路段均采用鎧裝熱鍍鋅電纜直埋敷設(shè)，埋設(shè)深度不應(yīng)小于凍土深度，且不小于0.7 m。

4.5 防雷及接地

由于外場(chǎng)設(shè)備分布較分散且周邊缺乏已有接地網(wǎng)絡(luò)，考慮到外場(chǎng)設(shè)備在運(yùn)行過程中易發(fā)生雷擊過電壓等情況，該工程為新增設(shè)備均配置防雷接地網(wǎng)及保護(hù)接地網(wǎng)，且二者地中間距不應(yīng)小于5 m。

所有外場(chǎng)設(shè)備均配置有避雷針，避雷針通過防雷引下線與設(shè)備新增防雷接地網(wǎng)良好連接，并保證接地電阻不大于4Ω。

所有外場(chǎng)設(shè)備工作及保護(hù)接地系統(tǒng)全部采用TT 接地系統(tǒng)，并配置電源避雷器、網(wǎng)絡(luò)避雷器或視頻避雷器。避雷器通過接地電纜與新增保護(hù)接地網(wǎng)良好連接，并保證接地電阻不大于1Ω。

4.6 交通安全設(shè)施

青銀高速公路離軍段為雙向四車道，并配有應(yīng)急車道。在應(yīng)急保暢監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)后，車輛滯留區(qū)域?qū)⒄紦?jù)青銀高速公路（出省方向）兩條車道，僅剩余應(yīng)急車道作為應(yīng)急搶險(xiǎn)通道。因此，在車輛滯留區(qū)域沿途路側(cè)共配置有4 塊交通警示標(biāo)志，提示司乘人員嚴(yán)禁占用應(yīng)急車道行駛。

5 結(jié)語

青銀高速公路晉陜界（山西側(cè)）應(yīng)急保暢系統(tǒng)是為避免在路況復(fù)雜路段因車輛停滯擁堵進(jìn)而發(fā)生交通事故而設(shè)計(jì)的，通過路段管控將車輛擁堵路段保持在路況相對(duì)安全的地域，進(jìn)而為應(yīng)急事件處置、道路救援帶來方便，降低相關(guān)路段的安全隱患。雖然不能避免路段擁堵的現(xiàn)象，但路段風(fēng)險(xiǎn)可控化的思路可供類似路段在方案設(shè)計(jì)時(shí)參考。