隧道智慧管控讓隧道運(yùn)營更安全

廣東飛達(dá)交通工程有限公司 陳曼娜

針對通過隧道智慧管控提高隧道運(yùn)營安全的內(nèi)容展開研究和分析，不僅有助于提高隧道在管理控制環(huán)節(jié)的科學(xué)性及運(yùn)營維護(hù)環(huán)節(jié)的安全性，也能推動(dòng)隧道運(yùn)營管控工作實(shí)現(xiàn)深層次發(fā)展。

1 隧道運(yùn)營工作現(xiàn)狀及隧道智慧管控項(xiàng)目的整體需求

公路隧道在建設(shè)初期就重點(diǎn)關(guān)注行車期間的安全，相繼布設(shè)了諸多與行車安全監(jiān)督檢測有關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)和設(shè)備，如環(huán)境監(jiān)測、電力監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、交通監(jiān)控、視頻事件、自動(dòng)監(jiān)控等諸多系統(tǒng)設(shè)備。上述已建設(shè)完成的子系統(tǒng)以及設(shè)備，能夠最大限度的提供大多數(shù)與隧道行車安全有關(guān)聯(lián)的各種原始數(shù)據(jù)信息，而隧道智慧管理控制平臺(tái)，主要是針對上述數(shù)據(jù)信息完成挖掘、匯總、分類、展現(xiàn)。

公路隧道當(dāng)前安裝的各種硬件設(shè)備就應(yīng)用角度來講還存在一定的缺陷，極有可能導(dǎo)致安全事故產(chǎn)生時(shí)無法及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)隱患所在，其中主要缺陷如下：

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)大多選擇應(yīng)用感溫光纖監(jiān)測系統(tǒng)、雙波長綜合盤監(jiān)測系統(tǒng)，此類系統(tǒng)在車輛產(chǎn)生相對較大的明火之前，沒有辦法及時(shí)檢測火災(zāi)問題的產(chǎn)生，無法真正意義上做到火災(zāi)事故的災(zāi)前預(yù)警?，F(xiàn)階段隧道內(nèi)部安裝的視頻事件監(jiān)測系統(tǒng)，因攝像機(jī)在安裝時(shí)的高度沒有達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，正常標(biāo)準(zhǔn)是5.5～6米且光線變化相對較大，所以極有可能產(chǎn)生漏報(bào)和誤報(bào)頻繁等問題?，F(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)備無法精準(zhǔn)針對行駛進(jìn)隧道內(nèi)部的車輛信息實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和記錄，現(xiàn)存的監(jiān)控系統(tǒng)沒有和電力監(jiān)控系統(tǒng)相互間實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)和協(xié)調(diào)[1]。

1.1 隧道安全管理需求

通過對隧道現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備實(shí)行升級和改造應(yīng)用新型架構(gòu)、新型設(shè)備、新型技術(shù)等，提高隧道在安全管理控制環(huán)節(jié)的水平、應(yīng)急工作指揮能力。通過實(shí)時(shí)信息的展示，能夠系統(tǒng)化的掌控隧道在運(yùn)營期間的具體狀況。針對各種不同類型的報(bào)警信息，可實(shí)現(xiàn)收集、展示、構(gòu)建應(yīng)急預(yù)案等?？筛鶕?jù)歷史數(shù)據(jù)信息展開綜合性、系統(tǒng)性的分析，同時(shí)開展智能化的預(yù)測和評估。可針對照明通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的管理以及控制，在確保行車安全功能的前提下完成各項(xiàng)節(jié)能減排工作。

1.2 系統(tǒng)功能需求

全方位、系統(tǒng)化的掌控隧道在運(yùn)行環(huán)節(jié)的整體交通狀況，精準(zhǔn)快速的掌控事件發(fā)生的具體地點(diǎn)及信息，同時(shí)能夠與視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)管理控制。精準(zhǔn)掌控和分析交通救援的各種歷史數(shù)據(jù)信息，應(yīng)對當(dāng)前及過往的歷史氣象數(shù)據(jù)信息實(shí)行匯總和整合，有助于更好的掌控不同環(huán)境狀況下交通運(yùn)輸具體狀況的變化趨勢。針對關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備的故障報(bào)修工作數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集中匯總和整合，建立可行、實(shí)用、科學(xué)的隧道應(yīng)急管理智慧工作體系預(yù)案[2]。

2 隧道智慧管控的主要內(nèi)容分析

隧道智慧管控主要是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的現(xiàn)代化信息技術(shù)為基礎(chǔ)，針對隧道在運(yùn)營管理環(huán)節(jié)涵蓋的養(yǎng)護(hù)、節(jié)能、通暢、安全等業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建的軟硬件一體化的隧道智能化運(yùn)營管理工作平臺(tái)，針對隧道內(nèi)部的日常養(yǎng)護(hù)、節(jié)能減排、安全監(jiān)測、事故應(yīng)急日常監(jiān)控等所有業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)全方位的管理，有效突破以往業(yè)務(wù)層面存在的阻礙，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中分析、業(yè)務(wù)協(xié)同、資源共享、資源科學(xué)整合等工作，推動(dòng)運(yùn)營管理環(huán)節(jié)的安全性，降低運(yùn)營管理工作成本，逐步朝著智慧化管理不斷轉(zhuǎn)型。

2.1 隧道運(yùn)行監(jiān)控

隧道視頻監(jiān)控。針對隧道內(nèi)部的全部攝像機(jī)畫面，做到實(shí)時(shí)調(diào)度、管理及監(jiān)督管控，以視頻控制系統(tǒng)為前提對其實(shí)現(xiàn)集中整合，按照事件產(chǎn)生的具體位置，自動(dòng)化的調(diào)取相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控圖像信息，可以最快的速度掌控現(xiàn)場具體狀況及當(dāng)前的實(shí)時(shí)信息，針對隧道實(shí)現(xiàn)全時(shí)段、全方位的可視化監(jiān)督管理控制。

隧道事件報(bào)警。將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、AI技術(shù)、人工智能技術(shù)等新興現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用在隧道監(jiān)督管理工作中，有針對性的提高監(jiān)督管理環(huán)節(jié)的智能化水平，提升隧道在運(yùn)營期間針對異常狀況的監(jiān)督管控及主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的能力。隧道智慧管理控制平臺(tái)主要用來集中整合隧道內(nèi)部發(fā)生的所有類型的事件信息，之后有針對性的將其推送到用戶界面，同時(shí)在二維、三維等場景立體化的展示事件產(chǎn)生的具體位置及狀況，針對緊急事件、火災(zāi)事件、惡劣氣象、交通事件等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的報(bào)警，并為事件的處理和控制奠定有力基礎(chǔ)。

隧道故障報(bào)警。針對隧道內(nèi)部的運(yùn)行異常狀態(tài)、設(shè)備離線等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的報(bào)警，并主動(dòng)顯示報(bào)警狀態(tài)、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警種類、報(bào)警區(qū)域內(nèi)的隧道樁號、故障設(shè)備的名稱等詳細(xì)的報(bào)警相關(guān)信息，支持自動(dòng)化添加設(shè)備故障報(bào)警發(fā)送機(jī)制、報(bào)警信息的確認(rèn)機(jī)制，以列表的方式直觀、清晰的顯示當(dāng)前已經(jīng)處理完成、沒有處理的設(shè)備故障報(bào)警信息。

隧道實(shí)時(shí)監(jiān)控。結(jié)合實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)、隧道視頻、GIS地理信息地圖等，實(shí)時(shí)展示隧道內(nèi)部各種類型信息在線運(yùn)行的具體狀況、機(jī)電設(shè)備的實(shí)際定位，實(shí)時(shí)監(jiān)督和告警隧道內(nèi)部的停電、施工、惡劣天氣、火災(zāi)、擁堵等諸多事件，同時(shí)采取不同的圖標(biāo)直觀清晰的體現(xiàn)各種類型的事件信息。針對隧道內(nèi)部的機(jī)電設(shè)備構(gòu)建三維立體化的交流互動(dòng)管理模型，將以往單獨(dú)工作運(yùn)行的設(shè)備模塊實(shí)現(xiàn)高度整合，以傳統(tǒng)形式的機(jī)械設(shè)備類別劃分為基礎(chǔ)，全局性的思考用戶的應(yīng)用習(xí)慣及實(shí)際體驗(yàn)，在2D模式、3D模式下實(shí)時(shí)監(jiān)督機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行環(huán)節(jié)的狀況、遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的管理和控制。

2.2 隧道應(yīng)急管理指揮

應(yīng)急處置歷史信息。隧道智慧管控平臺(tái)自動(dòng)化的記錄以往的事件處理控制信息，有助于在后續(xù)對其進(jìn)行追溯和評估。自動(dòng)展示隧道名稱、序號、預(yù)案類型、預(yù)案名稱、執(zhí)行開始時(shí)間、執(zhí)行模式、處置過程詳情等諸多已執(zhí)行的預(yù)案數(shù)據(jù)信息，提供預(yù)案處理環(huán)節(jié)涉及的處置內(nèi)容、處置時(shí)間、操作人員、處置步驟、攝像機(jī)調(diào)用等諸多信息內(nèi)容。

事件預(yù)案管理。隧道智慧管控平臺(tái)針對隧道應(yīng)急預(yù)案做好管理和控制工作，按照隧道在運(yùn)行環(huán)節(jié)的具體需求，提供事先處理、應(yīng)急處理、事后恢復(fù)等流程的預(yù)案處置詳細(xì)工作步驟，并對其實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管控，同時(shí)在應(yīng)用期間還支持預(yù)案復(fù)制等功能；隧道交通誘導(dǎo)。智慧管控平臺(tái)可應(yīng)用消防卷簾門的接入、車道指示器、可變限速標(biāo)志、可變信息板、隧道廣播等諸多方式，針對隧道內(nèi)部的交通實(shí)現(xiàn)合理誘導(dǎo)，并對事故災(zāi)害逃生起到一定的指引性作用。

事件仿真。提供各類隧道事件管理工作預(yù)案在3D角度的模擬仿真，針對各種類型的處置預(yù)案實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性的仿真，并完成速度最快的創(chuàng)建和部署，實(shí)時(shí)模擬隧道的現(xiàn)場狀況以及事件應(yīng)急處置工作流程，為應(yīng)急事件的管理和控制提供實(shí)時(shí)推演以及效果評估[3]；事件指揮調(diào)度。以互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，針對隧道事故在處置環(huán)節(jié)的消息推送、協(xié)調(diào)調(diào)度等諸多手段，提供相應(yīng)的信息化共享工作能力、業(yè)務(wù)協(xié)作能力。協(xié)作管理單位、主管領(lǐng)導(dǎo)、監(jiān)控人員等多個(gè)用戶，可在平臺(tái)上針對處置過程中的信息完成共享和協(xié)作，最大限度的提高異常事件在處理環(huán)節(jié)的科學(xué)性、處置效率、處置水平。

事件應(yīng)急處置。事先配置完成不同事件場景狀態(tài)下的應(yīng)急處置管理工作預(yù)案，可應(yīng)用設(shè)備自動(dòng)化檢測、視頻監(jiān)控、人工等諸多方式觸發(fā)異常事件的報(bào)警。平臺(tái)提供可自主選擇的事件預(yù)案處理方案，自主展示當(dāng)前事故的基礎(chǔ)信息內(nèi)容，自動(dòng)化的調(diào)出事故發(fā)生區(qū)段的視頻監(jiān)控信息，與此同時(shí)提供事件配置系統(tǒng)中機(jī)電設(shè)備的有關(guān)快捷操作，有助于對預(yù)案處理進(jìn)度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2.3 事件決策支持

緊急電話和廣播統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析。平臺(tái)可以實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、分析各種緊急電話的通話時(shí)長、次數(shù)變化、緊急電話相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析列表；檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。云臺(tái)主要提供風(fēng)速、光照強(qiáng)度、CO/VI、交通流等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息和分析的功能，用戶可根據(jù)隧道名稱、報(bào)表類型、日期等內(nèi)容，查詢和導(dǎo)出相對應(yīng)的報(bào)表及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，可為隧道環(huán)境的綜合性分析、研究判斷，提供相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息管理工作支持。

設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析。平臺(tái)主要提供照明設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行時(shí)長、照明設(shè)備運(yùn)行期間的信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表、通風(fēng)設(shè)備的具體運(yùn)行時(shí)長等諸多功能，用戶可按照設(shè)備類型、報(bào)表類型、日期、隧道名稱等內(nèi)容，查詢和打印所需要的報(bào)表及相對應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告；設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)分析。平臺(tái)主要提供設(shè)備故障信息的統(tǒng)計(jì)報(bào)表、設(shè)備故障類型的分布、設(shè)備故障數(shù)量的發(fā)展趨勢等諸多功能，用戶可按照設(shè)備類型、報(bào)表類型、日期、名稱等，查詢及打印需應(yīng)用到的報(bào)表及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。

異常事件的統(tǒng)計(jì)和分析。提供年報(bào)、月報(bào)、周報(bào)、日報(bào)的相關(guān)報(bào)表的查詢和導(dǎo)出功能，針對轄區(qū)范圍內(nèi)的所有隧道異常事件實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)計(jì)和分析，其中主要涵蓋異常事件產(chǎn)生數(shù)量的發(fā)展趨勢、事件報(bào)警來源分布趨勢、事件類型的分布、異常事件報(bào)警信息的綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表等內(nèi)容?？砂凑帐录愋汀⒉樵?nèi)掌?、隧道等查詢所需的?bào)表并對其進(jìn)行打印。按照異常信息的實(shí)際狀況能夠?yàn)g覽、查詢異常事件的處置工作流程及主要基本信息[4]。

3 隧道智慧管控平臺(tái)提升隧道運(yùn)營安全的案例分析

3.1 某隧道中的機(jī)電設(shè)備現(xiàn)狀

該隧道中的機(jī)電工程主要由本地PLC控制平臺(tái)、排水、照明、緊急電話、消防、通風(fēng)、監(jiān)控、通信、供配電、綜合管線等共同組成。隧道內(nèi)部的整體工作狀況以及環(huán)境相對較差，所有設(shè)備產(chǎn)生故障的幾率相對較高，為對此問題予以合理解決，該隧道在2020年針對失去能效的機(jī)電設(shè)備子系統(tǒng)實(shí)行了改造和優(yōu)化，在2021年初針對本地PLC控制子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化和改造。當(dāng)前將控制系統(tǒng)已由傳統(tǒng)形式的模擬視頻監(jiān)控升級優(yōu)化成了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的高清視頻監(jiān)控，而且已可將視頻圖像精準(zhǔn)高效的傳輸?shù)浇痪脚_(tái)中。

3.2 具體應(yīng)用效果分析

針對該隧道的基礎(chǔ)信息實(shí)行維修和養(yǎng)護(hù)管理，同時(shí)在二維角度和三維角度通過建模的方式，針對隧道內(nèi)部的所有機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行環(huán)節(jié)的具體位置予以立體化的展示。與此同時(shí)，通過協(xié)議針對車道指示器、照明、CO/VI、視頻監(jiān)控等各種類型的設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合理連接。系統(tǒng)主要包括分析研究判斷模塊、事件處置模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊、隧道配置和控制模塊等，針對監(jiān)測、分析、處置、決策等諸多流程實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)管控。應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊可針對各種類型的機(jī)電設(shè)備、當(dāng)前的異常報(bào)警數(shù)據(jù)信息及環(huán)境信息進(jìn)行查詢和觀看，融合預(yù)案匹配及各種事件的處置信息，能自動(dòng)化調(diào)出相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)，及時(shí)查看事件發(fā)生的實(shí)時(shí)狀況，以便于以最快的速度明確事件處置工作方案。

結(jié)合該隧道在運(yùn)行環(huán)節(jié)的具體狀況，通過應(yīng)用智慧隧道管理控制平臺(tái)，針對隧道實(shí)現(xiàn)了一體化的管理和控制，將以往各個(gè)單獨(dú)且分散的子系統(tǒng)在管理層面實(shí)現(xiàn)了高度科學(xué)的集中整合，針對隧道在運(yùn)行環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了一體化綜合化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在遠(yuǎn)程針對設(shè)備完成了自動(dòng)化的集中管理和控制，有針對性的降低了日常監(jiān)控、事件處理等諸多環(huán)節(jié)的人力、物力消耗，極大程度的提升了隧道在運(yùn)營期間的安全性，在降低安全事故產(chǎn)生幾率的同時(shí)，提高了運(yùn)營管理環(huán)節(jié)的工作效率[5]。

4 結(jié)語

智慧管控平臺(tái)的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)了從感知、預(yù)警到?jīng)Q策、控制，再到綜合性分析的整體業(yè)務(wù)工作流程，將以往傳統(tǒng)形式的單獨(dú)管理轉(zhuǎn)換成了一體化、綜合性的監(jiān)控，科學(xué)合理的解決了隧道內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)安全管理水平低、運(yùn)營工作效率低、各自為政的工作現(xiàn)狀，對于提高隧道在運(yùn)營期間的安全及服務(wù)工作管理水平，推動(dòng)隧道管理工作部門朝著智慧化管理進(jìn)行轉(zhuǎn)變而言，擁有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。