高速公路隧道運(yùn)營安全管理技術(shù)研究

高東明 高東宏

摘要：隧道是高速公路中的組成部分，也是駕駛員必經(jīng)的地方，一旦隧道出現(xiàn)問題與故障，都會對高速公路的交通造成影響，也會對駕駛員的人身安全構(gòu)成威脅，此種情況下，探究隧道運(yùn)營安全管理技術(shù)是十分必要的。

關(guān)鍵詞：高速公路;隧道運(yùn)營;安全管理技術(shù)

前言

隨著經(jīng)濟(jì)和交通事業(yè)的發(fā)展，高速公路的建設(shè)也在向山區(qū)不斷延伸，山區(qū)隧道數(shù)量也在逐年增加，高速公路的運(yùn)營安全關(guān)鍵在于隧道的運(yùn)營安全，其運(yùn)營安全直接影響來往車輛安全。

1高速公路隧道運(yùn)營安全風(fēng)險辨識

1.1人為因素

人在任何領(lǐng)域中，都是重要的影響因素，在隧道運(yùn)營工作中亦是如此，在交通領(lǐng)域中的人為因素，主要是指駕駛員的因素，包括心理情緒，以及駕駛經(jīng)驗，還有實際的駕駛行為，具體而言，駕駛員在駕駛過程中，如果出現(xiàn)疲勞駕駛、超速駕駛，或是在駕駛過程中注意力分散、打電話、未注意前后車距等問題，再或是判斷失誤等，都有極大可能造成交通事故。

1.2車輛因素

該文所論述的車輛因素，是特指車輛的使用性能，主要包括車輛的制動能力、車輛的操作性能、發(fā)動機(jī)狀態(tài)等，如果車輛在行駛過程中出現(xiàn)制動失靈、轉(zhuǎn)向失敗，或者是爆胎問題，則極有可能發(fā)生風(fēng)險問題，甚至導(dǎo)致風(fēng)險事故。

1.3環(huán)境因素

高速公路隧道處于狹小環(huán)境中，環(huán)境因素必然會對隧道運(yùn)營安全產(chǎn)生極大的影響。該文重點探究的環(huán)境因素主要包括兩項：一是交通環(huán)境;二是運(yùn)營環(huán)境。具體而言，交通環(huán)境的影響可以從3個角度分析，分別是通車量、車速，還有交通組成，上述3項因素在隧道運(yùn)營中都有著極大的影響。除此以外，自然環(huán)境中自然災(zāi)害也會對隧道產(chǎn)生影響，較為典型的是雨雪大霧等極端天氣，會直接導(dǎo)致隧道洞口可見度低，進(jìn)而影響駕駛員視線，難以清晰辨認(rèn)出道路標(biāo)示，在雨雪天氣，還會導(dǎo)致隧道抗滑性大大降低，影響交通安全。

2BIM技術(shù)在高速公路隧道安全運(yùn)營管理的應(yīng)用研究

2.1隧道主體結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測

絕大部分隧道都修筑在山嶺地區(qū)，在隧道的運(yùn)營過程中，尤其是6～8月雨季旺盛時襯砌表面和施工縫隙時常有滲漏水現(xiàn)象，有時甚至很嚴(yán)重造成隧道拱頂表面脫落和路面積水。另外由于隧道一般深埋于山體內(nèi)部，圍巖應(yīng)力的變化和分布不均會導(dǎo)致襯砌受力不均勻，形成局部圍巖壓力過高，容易造成隧道拱頂和拱腰等部位變形，甚至?xí)鹚淼蓝我r砌開裂或整體失穩(wěn)的可能。因此我們需要對隧道采取實時監(jiān)測和定期檢測，實時監(jiān)測主要依靠分布在隧道各部位的傳感設(shè)施采集數(shù)據(jù);定期檢測主要是專業(yè)巡檢人員通過專業(yè)設(shè)備對隧道及周圍環(huán)境各項指標(biāo)參數(shù)的復(fù)核檢驗。隧道結(jié)構(gòu)體的實時測量值，可根據(jù)實際需要人工設(shè)置數(shù)據(jù)采集頻率，通常情況30～60min采集一次數(shù)據(jù)即可。采集數(shù)據(jù)直接上傳至監(jiān)控中心服務(wù)器，通過與系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)置的隧道健康評價模型和健康度指標(biāo)進(jìn)行比對、分析和計算，得出隧道當(dāng)前健康度數(shù)值。當(dāng)該數(shù)值大于等于系統(tǒng)設(shè)定的健康最低數(shù)值時，顯示隧道運(yùn)營正常;當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時，系統(tǒng)給出報警提醒并分3個等級，分別為普通、嚴(yán)重和危急。對于業(yè)主和隧道管理人員，可以通過用戶使用界面在引入的GIS地圖信息中，直觀地查看隧道及周圍環(huán)境整體情況，又可根據(jù)讀入的BIM模型清晰地看到傳感器顯示的具體位置和狀態(tài)，同時使用者又可根據(jù)不同權(quán)限點擊查看BIM模型中相關(guān)資產(chǎn)設(shè)備的信息和資料。平臺亦支持?jǐn)?shù)據(jù)的可視化處理，可將傳感器實時采集和人工定期檢測的數(shù)據(jù)按照時間順序形成趨勢圖，方便用戶查看數(shù)據(jù)波動時間和范圍，為制定隧道檢查維護(hù)計劃提供直觀依據(jù)。

2.2隧道機(jī)電系統(tǒng)管理維護(hù)計劃

維修管理主要包括設(shè)備維修工作提醒、維修記錄、維護(hù)周期管理和委外維修管理等。目前隧道機(jī)電系統(tǒng)管理還主要是拆分成監(jiān)控、通風(fēng)、電力監(jiān)控、照明和消防幾個獨(dú)立的子系統(tǒng)進(jìn)行管理。這種管理的主要缺點是，不同專業(yè)的管理人員無法查看到所有相關(guān)信息，造成信息不能在維護(hù)管理中得到有效傳承，降低了維護(hù)效率，提高了管理成本?；贐IM技術(shù)的統(tǒng)一管理平臺，可以將上述各個系統(tǒng)及設(shè)施日常巡查、遠(yuǎn)程監(jiān)控和維修管理的信息根據(jù)BIM模型中的系統(tǒng)設(shè)備唯一空間編碼或標(biāo)識與之關(guān)聯(lián)掛接。設(shè)備故障信息和維修記錄都可按系統(tǒng)分類、設(shè)備名稱、維修單位和故障維修時間進(jìn)行分類統(tǒng)計、排序后生成相應(yīng)Excel文件;也可按照故障率高低將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，分析找出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和需要重點監(jiān)測維護(hù)的系統(tǒng)及設(shè)備。這樣不僅保證了信息存儲過程的可靠性和模型信息的實時性，更為管理者制定機(jī)電設(shè)備維護(hù)計劃提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

2.3隧道應(yīng)急處置預(yù)案管理

建立應(yīng)急處置預(yù)案，首先要對高速公路單隧道的交通流建立模型，分析車輛行駛行為、不同車型車輛行駛特征、交通流變化特點，并分析其差異性變化，建立滿足不同隧道條件下的交通流模型，并對其進(jìn)行仿真驗證。利用現(xiàn)有交通事故的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對模型進(jìn)行過程驗證，不斷優(yōu)化模型，然后通過模型，深度分析事故事件與隧道線形、隧道光線、隧道內(nèi)交通流、隧道內(nèi)車型種類等因素之間的內(nèi)在關(guān)系，然后建立與事故或災(zāi)害特點相對應(yīng)的應(yīng)急處置方案。處置方案包括：現(xiàn)場非救援人員的撤離，救援人員施救步驟，救援設(shè)施的使用管理。為了保證應(yīng)急處置方案的最佳效果，需要將設(shè)置好的不同處置方案與隧道BIM三維模型關(guān)聯(lián)，進(jìn)行模擬應(yīng)急演練，從而確定最佳處置方案。模擬應(yīng)急演練不僅是在隧道出現(xiàn)事故或災(zāi)害時的應(yīng)急處理依據(jù)，更有力加強(qiáng)了指揮中心與救援現(xiàn)場的實時溝通，并根據(jù)現(xiàn)場的實時變化，及時修改和完善應(yīng)急處置方案的不足。

3結(jié)語

（1）BIM技術(shù)應(yīng)用可以貫穿整個高速公路建設(shè)的全生命周期，本文僅對高速公路隧道的運(yùn)營管理提出了應(yīng)用功能，為高速公路現(xiàn)代信息化管理提供新技術(shù)和新方法。

（2）BIM技術(shù)實際是一個多軟件協(xié)調(diào)工作的管理平臺，在為管理者提供直觀的可視化管理模式的同時，又保證了數(shù)據(jù)的一致性、協(xié)調(diào)性和完整性，提高了運(yùn)營維護(hù)管理的效率和質(zhì)量。

（3）BIM技術(shù)在高速公路隧道管理中的應(yīng)用，可以有效提高隧道結(jié)構(gòu)設(shè)施和機(jī)電設(shè)備的故障預(yù)警，并實現(xiàn)精確定位。

（4）BIM技術(shù)在高速公路隧道發(fā)生事故或災(zāi)害時，基于三維數(shù)字模型的應(yīng)急處置預(yù)案能夠使指揮中心與救援現(xiàn)場高效溝通，提高應(yīng)急處置能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 呂璇.隧道事故預(yù)警及應(yīng)急處置系統(tǒng)改造.交通世界2017（16）.

[2]? 鞏航軍.高速公路隧道運(yùn)營安全綜合評價研究.長安大學(xué)博士論文，2009.

（1.作者單位：山西省交通科技研發(fā)有限公司;2.作者單位：中國第一汽車股份有限公司研發(fā)總院）