高速公路隧道緊急電話與廣播報警系統(tǒng)應用研究

張瑞 魏彥榮 王興

摘要：寶天高速公路位于甘肅省東南部天水市境內，是《甘肅省省道網規(guī)劃（2013～2030年）》中“6環(huán)6縱2橫18聯(lián)”高速公路網的18條公路聯(lián)絡線的一部分，也是連霍高速公路貫通西部省區(qū)與東部省區(qū)經濟交流與合作的重要交通紐帶，在國家高速公路網中起著承東啟西的作用，構建高速公路隧道緊急電話與廣播報警系統(tǒng)，可以提升高速公路隧道交通的安全性和通暢性，具有重要意義?；诖耍疚闹饕U述高速公路隧道緊急電話與廣播報警系統(tǒng)的組網優(yōu)化方案，旨在為交通行業(yè)的快速發(fā)展提供一定參考。

關鍵詞：高速公路；隧道；報警系統(tǒng)；解決方案

DOI：10.12433/zgkjtz.20231933

隨著高速公路的快速發(fā)展，隧道作為高速公路的重要組成部分，隧道中機電設備管理運營朝著智能化、無人化、數字化、“AI+大數據”的智能監(jiān)管方向突飛猛進發(fā)展，催生出高速公路隧道緊急電話與廣播報警系統(tǒng)，能從根本上解決突發(fā)緊急事件的協(xié)調調度與管理；加強隧道內緊急電話與廣播報警系統(tǒng)及各報警系統(tǒng)之間的聯(lián)動，解決緊急電話與廣播報警系統(tǒng)跟調度中心有效協(xié)作等問題，可以全視角、高效地進行數據研判分析，直觀、快速定位業(yè)務薄弱環(huán)節(jié)，助力車輛的安全與高速公路的通暢智能運營更加精準、智慧和高效。

一、高速公路隧道的現狀

高速公路隧道站各系統(tǒng)之間關聯(lián)的報警，是安全預防的關鍵組成部分，雖然通過隧道提質升級項目的改造，隧道機電系統(tǒng)功能逐漸彌補了原來的缺陷，但在實際應用中還存在某些問題。

（一）系統(tǒng)功能存在較大局限性

當前，多級報警通信系統(tǒng)組網缺少相應的標準規(guī)范，在設計時大多依照隧道的長度等級與類型考慮組網規(guī)模，業(yè)主的相關要求較多，但在具體設計時由于高速公路的規(guī)模大、工作量繁多，導致設計存在較大的局限性，缺乏考慮項目之間的高效兼容，大多設計單位也沒有考慮到后續(xù)的提質升級及各系統(tǒng)之間的擴充兼容性，導致整體技術相對獨立。

（二）缺乏統(tǒng)一的接口

目前，很多高速公路隧道多級報警系統(tǒng)沒有互聯(lián)互通，雖然通信系統(tǒng)都完成了建設，但由于各個路段使用的報警系統(tǒng)接口不規(guī)范，沒有統(tǒng)一的接口標準，導致后期的多級報警系統(tǒng)改造升級聯(lián)動有困難，一旦改造升級，系統(tǒng)聯(lián)動性往往會帶來更大的工作量以及高昂的成本。

（三）各系統(tǒng)之間組網結構復雜、互聯(lián)互通性薄弱

由于各個路段早期建設的項目，每個系統(tǒng)有獨立組網結構，造成隧道多級報警系統(tǒng)網絡結構存在規(guī)范化的接口缺陷，各個系統(tǒng)之間相互關聯(lián)性差，每個隧道站報警系統(tǒng)獨立運行，無法實現統(tǒng)一管理、監(jiān)控、調度，同時復雜的組網模式造成隧道站管理運營以及后期維護成本較高。

（四）各子系統(tǒng)之間不能滿足技術發(fā)展需求及互聯(lián)互通性

高速公路的發(fā)展為滿足數字化轉型需求，要對現有的隧道站互聯(lián)互通，升級改造原有的單一業(yè)務，進行數據資源的協(xié)調利用與相互協(xié)作，有效提高數據資源的共享利用。

二、高速公路隧道多級報警組網解決方案

（一）數字化轉型多級報警系統(tǒng)組網基本概述

在數字化轉型的大背景下，高速公路隧道緊急電話與廣播報警系統(tǒng)是智能運營的主要組成部分，為實現各個報警系統(tǒng)之間整體的協(xié)調性、兼容性和聯(lián)動性，緊急電話與廣播報警系統(tǒng)的設計理念，由原來的電纜模擬式轉化為網絡TCP IP互聯(lián)的模式，各個報警系統(tǒng)都采取標準化的網絡TCP IP接口，能實現在前端組網，利用現有的光纖資源實施網絡接入連接進行業(yè)務數據上傳，標準化的TCP IP數據網絡有利于設備的狀態(tài)監(jiān)管，從而有效提升報警系統(tǒng)施工期、運維期的工作效率，有效提升隧道機電系統(tǒng)的節(jié)能減排能力，降低運維成本，實現節(jié)能目的。

（二）緊急電話與廣播報警系統(tǒng)總體架構概述

一旦高速公路隧道發(fā)生交通事故或火災，事故現場人員通過消防誘導燈指示，利用就近設置的緊急電話與廣播報警系統(tǒng)及時報警，在線聯(lián)系附近的隧道監(jiān)控站，獲得救援，該報警信息會在隧道站的監(jiān)控管理平臺以及上級管理監(jiān)控平臺同時啟動報警，監(jiān)控室接到報警信息后實施信息的確認，聯(lián)動附近的視頻監(jiān)控確認現場詳細情況，同時多級管理部門根據事故現場的情況，啟動相應的救援預案，第一時間聯(lián)系高速公路“一路四方”進行及時救援處置，緊急電話與廣播報警系統(tǒng)總體架構如圖1所示。

在接到緊急電話與廣播報警信息后，隧道站實時向隧道內部及周邊播放疏散人員廣播信息，利用視頻監(jiān)控圖像掌握現場的狀況，在有效時間內正確引導人員離開危險區(qū)域，啟動多級聯(lián)動聯(lián)防實施救援。

針對事故原因，調閱隧道內部事故現場任意時間段的視頻畫面，核實、還原事故現場情況。

（三）高速公路隧道緊急電話與廣播功能

緊急電話與廣播報警系統(tǒng)利用四芯光纖進行手握手連接至交換機組網，交換機之間光纖雙環(huán)的連接方式，把整個隧道的交換機逐個連接，末端交換機的光纖連接到就近接入交換機，進行業(yè)務數據傳輸到監(jiān)控站，接入監(jiān)控站匯聚交換機，監(jiān)控站匯聚交換機進行本地業(yè)務的落地，同時匯聚交換機通過通信傳輸設備，把業(yè)務推進至上級通信機房，上級通信機房利用通信設備連接匯聚交換機進行上級業(yè)務落地，實現緊急電話與廣播系統(tǒng)可以在隧道監(jiān)控站與上級管理中心所級同時報警的功能。

第一，部署隧道內每臺緊急電話與廣播能實時監(jiān)控緊急電話與廣播的狀態(tài)，狀態(tài)信息分別為正常、異常、占線等，能顯示具體的位置信息及高速公路的樁號，便于確定每臺緊急電話與廣播在隧道中的位置。

第二，實現緊急電話向監(jiān)控站撥打電話，同時監(jiān)控站可通過管理平臺向隧道中指定的電話主動撥打電話，管理平臺在監(jiān)控站向隧道中的任意廣播單播或群播發(fā)布語音信息，通過麥克風向隧道中喊話，提供在線呼叫和喊話廣播服務。當隧道中發(fā)生特殊緊急情況時，司乘人員通過緊急電話連線監(jiān)控站求助，監(jiān)控站可直接通過緊急電話與廣播對隧道內的人員進行廣播喊話疏散引導，幫助和指揮人員快速疏散或撤離。

第三，根據現場使用的需求情況，調整指定廣播擴音器的音量等級。管理平臺可以對全部緊急電話及廣播擴音器自動故障巡檢，同時判斷現場設備的電壓是否正常、控制柜體的完好性等。確認設備是否存在線路故障、電源欠壓等故障，找到故障原因后，便于進行必要的檢修維護操作。

第四，具有錄音查詢功能，一旦雙方接通進行通話，管理平臺立即進入自動錄音狀態(tài)，根據需求可查詢和回放任意時間段的錄音信息。

第五，具有操作日志的查詢功能，檢索操作日志信息，查看用戶操作以及系統(tǒng)的日志信息，按照值班員進行篩選或通過日志內容進行模糊查找，選擇Excel的文件名稱并導出數據。

第六，互通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、環(huán)境檢測系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)等，進行各個系統(tǒng)的聯(lián)防聯(lián)控，利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動監(jiān)控功能，協(xié)同各種資源啟動預案采取救援措施。

（四）高速公路隧道緊急電話與廣播報警系統(tǒng)應用場景

高速公路隧道緊急電話與廣播報警系統(tǒng)的功能較多，例如，一旦隧道內部發(fā)生交通事故或火災等安全事件，通過報警系統(tǒng)能在第一時間獲取現場信息，根據現場需求提供救援措施。司乘人員撥通隧道中的緊急電話進行求救或救援時，隧道站或上級管理單位接到救援電話后，聯(lián)動視頻監(jiān)控進行現場的信息核實及具體位置的確認，啟動救援預案，協(xié)調聯(lián)系高速公路“一路四方”采取救援措施，積極通知協(xié)調調動運營單位、高速交警、高速路政、地方消防等多方的大力支援，高速公路“一路四方”如圖2所示。

監(jiān)控站啟動交通誘導系統(tǒng)進行事故車道的封閉，更新隧道入口、出口就近的情報板信息，發(fā)布安全事故的相關信息，防止二次事故發(fā)生。視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動切換跟蹤事故點的圖像畫面，投切視頻圖像至電視墻上，便于救援人員實時了解現場情況。確定事故位置，選擇人員疏散方向及路線后，適當開啟隧道中車行橫洞卷簾門，便于人員快速疏散、撤離；利用廣播系統(tǒng)，通過喊話的方式引導人員疏散，撤離至安全區(qū)域，等待救援。

監(jiān)控站啟動消防系統(tǒng)，隧道中的每個消火栓保持額定壓力，在火災事故發(fā)生初期，利用隧道中每50m一處的消防箱進行滅火，消防箱內部有干粉滅火器、消防水槍、水沉膜等設施，可以撲滅初期火災。

緊急電話與廣播報警系統(tǒng)聯(lián)動通風系統(tǒng)及環(huán)境檢測系統(tǒng)，通過環(huán)境檢測系統(tǒng)檢測道路環(huán)境氣溫信息、路況信息、道路暢通情況、車輛流量等信息，根據采集到的隧道中一氧化碳、能見度的數值情況，選擇啟動通風系統(tǒng)的相關風機，對隧道中的煙霧、一氧化碳進行排煙，以此提升隧道中的能見度，為救援提供較好的環(huán)境。

火災發(fā)生后，火災報警系統(tǒng)的主要功能是收集、處理和記錄現場信息，對采集感知的火災信息快速上傳和報警等?；馂膱缶到y(tǒng)采用多級聯(lián)動，實現信息實時上傳至隧道監(jiān)控站監(jiān)控、管理分中心監(jiān)控、局級總中心監(jiān)控等，對同一處火災報警信息同時上傳多個監(jiān)控點，便于監(jiān)控人員準確掌握信息，快速做出救援預案?；馂膱缶到y(tǒng)主要感知檢測高速公路隧道中溫度差的變化，當感知單位時間內溫度變化區(qū)間超出預設溫差時即可報警，啟動隧道現場的聲光報警燈進行閃爍，同時信息上傳隧道監(jiān)控站監(jiān)控、管理分中心監(jiān)控、局級總中心監(jiān)控等管理平臺，提示具體區(qū)域、火災溫度等信息，有助于監(jiān)控站人員更準確地判別火災的發(fā)展趨勢，分析救援選擇的措施。

監(jiān)控站啟動救援預案的車輛管控預案，通知附近收費站禁止車輛駛入，減少事故發(fā)生點的車流量，避免現場發(fā)生二次事故。

監(jiān)控站啟動救援預案后，可以更好地協(xié)調高速公路“一路四方”進行救援，根據現場情況監(jiān)控站第一時間撥打119、120救援，上級單位接收到報警電話信息后，根據事故現場所在區(qū)域位置，及時準確調派人員到現場救援，特別是在隧道內部出現交通事故、火災事故時，監(jiān)控站的工作人員利用緊急電話與廣播報警系統(tǒng)平臺，及時向隧道內的人員、車輛等發(fā)布疏散引導信息，有序疏導人員、車輛，盡可能避免二次事故，為救援爭取更多時間。同時，通過各新媒體平臺對外發(fā)布路況信息，同步相鄰的收費站進行車輛分流。監(jiān)控站跟蹤關注救援、交警、路政、消防、養(yǎng)護等部門救援完畢，清理現場后逐一恢復封閉車道通行、情報板信息恢復、解除各個聯(lián)動預案，道路恢復正常通行后，通知各個收費站解除車輛分流信息，恢復正常運營。

三、結語

隨著高速公路智能化程度的提高，緊急電話與廣播報警系統(tǒng)聯(lián)動各個系統(tǒng)的功能已成為高速公路不可或缺的組成部分。通過多級系統(tǒng)的聯(lián)動，各種報警信息互通、業(yè)務信息快速傳遞、有效聯(lián)動、及時響應等，能精準、快速響應，確保隧道發(fā)生重大事件時實施有效的及時處理措施，在有限的時間內采取快速的救援措施，控制風險因素，減少人民群眾的財產損失，以此提高高速公路的服務運營質量。

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作者簡介：張瑞（1974），男，甘肅省蘭州市人，本科學歷，高級，主要從事高速公路機電設備的集成施工、建筑機電工程設計工作，主要研究方向為高速公路視頻上云監(jiān)控、高速公路隧道機電設備自動化控制等。