隧道智能型事件檢測(cè)與入口阻攔系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

段飛飛

(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 項(xiàng)目概述

隨著我國(guó)車輛保有量和高速公路通車?yán)锍讨鹉昕焖僭鲩L(zhǎng),高速公路的交通安全形勢(shì)變得越來越嚴(yán)峻。高速公路隧道內(nèi)安全又是重中之重。由于高速公路隧道空間狹窄、環(huán)境封閉、光線不好,極易發(fā)生事故并造成人員和財(cái)產(chǎn)巨大損失。為解決隧道安全管理面臨的諸多問題,需要建立有效的高速公路隧道內(nèi)安全預(yù)警管理系統(tǒng),提高高速公路隧道的安全管理水平,為高速公路管理部門對(duì)高速公路隧道的應(yīng)急處理和全面管控提供幫助。

山西平定至陽曲高速公路是G5京昆高速公路重要路段,全長(zhǎng)123.466 km,于2012年3月6日正式通車,全線共設(shè)11座雙洞隧道。陽曲、大南山隧道為其中2座特長(zhǎng)隧道,陽曲隧道長(zhǎng)5 970 m,大南山隧道長(zhǎng)5 535 m。本項(xiàng)目為陽曲、大南山隧道智能型事件檢測(cè)與入口阻攔系統(tǒng)改造工程,改造后可實(shí)時(shí)掌握隧道內(nèi)交通運(yùn)行狀態(tài),降低安全隱患,保證隧道的安全、高效運(yùn)營(yíng)。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

在平陽高速陽曲、大南山隧道設(shè)置事件檢測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),替換原有事件檢測(cè)系統(tǒng),解決原有事件檢測(cè)系統(tǒng)誤報(bào)率和漏報(bào)率高、無法滿足隧道安全管理需要的問題,提高高速公路隧道安全運(yùn)營(yíng)管理能力。同時(shí)在隧道事件檢測(cè)系統(tǒng)與應(yīng)急阻攔系統(tǒng)之間設(shè)置應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),旨在解決隧道事件檢測(cè)系統(tǒng)與應(yīng)急阻攔系統(tǒng)之間的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)問題。當(dāng)事件檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到或者監(jiān)控中心工作人員發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)發(fā)生重大突發(fā)事件時(shí),通過應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)App,與高速交警、隧道應(yīng)急值守點(diǎn)工作人員進(jìn)行溝通協(xié)作,信息共享,實(shí)現(xiàn)隧道封閉或解除封閉的應(yīng)急指揮信息化及流程化,保存處理過程數(shù)據(jù),做到操作過程規(guī)范,信息有據(jù)可查。

3 隧道智能型事件檢測(cè)與入口阻攔系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)改造方案

3.1 隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)組成架構(gòu)

隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)由后臺(tái)服務(wù)器與若干4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)講終端設(shè)備組成;4G對(duì)講終端設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)服務(wù)器通信。

事件檢測(cè)系統(tǒng)與隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)之間無直接數(shù)據(jù)對(duì)接,事件檢測(cè)系統(tǒng)為應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)提供啟動(dòng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)的人工決策數(shù)據(jù)依據(jù)。

隧道外阻攔系統(tǒng)與隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)之間無直接數(shù)據(jù)對(duì)接和系統(tǒng)控制,監(jiān)控人員通過應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)向隧道應(yīng)急值守點(diǎn)工作人員下達(dá)任務(wù),操作隧道外阻攔系統(tǒng)。

3.2 隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)軟件主要包含數(shù)據(jù)庫、Jave Web后臺(tái)、WEB管理頁面、移動(dòng)APP模塊。

移動(dòng)App安裝在4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)講終端設(shè)備上,數(shù)據(jù)庫、Jave Web后臺(tái)、Web管理頁面運(yùn)行在后臺(tái)服務(wù)器中。

3.3 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App軟件工作流程

(1)非緊急情況下的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App軟件工作流程

非緊急情況指隧道內(nèi)發(fā)生的除重大交通事故、火災(zāi)、嚴(yán)重?fù)矶轮獾钠渌话l(fā)事件。在此情況下,隧道事件檢測(cè)系統(tǒng)與入口阻攔系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)業(yè)務(wù)流程如下。

①隧道事件檢測(cè)系統(tǒng)報(bào)警及監(jiān)控人員通過視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)發(fā)生突發(fā)事件。監(jiān)控人員通過電話方式或當(dāng)面上報(bào)該事件給平陽路段值班負(fù)責(zé)人;值班負(fù)責(zé)人通過電話方式聯(lián)系高速交警,通告事件具體情況。等待高速交警下達(dá)封閉隧道指令。

②交警同意封閉隧道后,監(jiān)控人員通過應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App啟動(dòng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)流程。監(jiān)控人員登錄應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App,下達(dá)封閉隧道任務(wù),填寫突發(fā)事件信息,包括事件發(fā)生時(shí)間、發(fā)生位置、事件類型、計(jì)劃封閉隧道的時(shí)間,上傳事件圖片,任務(wù)下一步處理單位為值班負(fù)責(zé)人。

③值班負(fù)責(zé)人的對(duì)講終端設(shè)備收到提醒消息。值班負(fù)責(zé)人打開App,對(duì)監(jiān)控人員下達(dá)封閉隧道任務(wù),并進(jìn)行確認(rèn)。確認(rèn)后,該任務(wù)流程轉(zhuǎn)回監(jiān)控人員處理。

④監(jiān)控人員終端設(shè)備收到值班負(fù)責(zé)人確認(rèn)的消息后,監(jiān)控人員在情報(bào)板控制系統(tǒng)中修改情報(bào)板,提示隧道封閉和時(shí)間;在信號(hào)燈控制系統(tǒng)中,修改信號(hào)燈狀態(tài),提示道路封閉。

⑤監(jiān)控人員在應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App中向隧道應(yīng)急值守點(diǎn)下達(dá)封閉隧道的任務(wù)。任務(wù)信息包括事件發(fā)生時(shí)間、發(fā)生位置、事件類型、事件圖片、封閉隧道的時(shí)間。任務(wù)下達(dá)給隧道應(yīng)急值守點(diǎn)工作人員處理。

⑥隧道應(yīng)急值守點(diǎn)人員終端設(shè)備收到任務(wù)提醒消息,值守人員根據(jù)任務(wù)要求,操作阻攔系統(tǒng)落下欄桿,封閉隧道;并且上傳封閉后圖片,填寫實(shí)際封閉時(shí)間。任務(wù)流程轉(zhuǎn)至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員處理。

⑦現(xiàn)場(chǎng)事件處理完成后,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員在App上填寫事件實(shí)際處理完成時(shí)間,并上傳處理完成后的圖片,確認(rèn)并通知解除封閉隧道。提交后,任務(wù)流程轉(zhuǎn)至監(jiān)控人員處理。

⑧監(jiān)控人員終端設(shè)備收到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員確認(rèn)事件處理完成的通知消息。監(jiān)控人員通過電話方式聯(lián)系交警,等待交警同意解除封閉隧道后,監(jiān)控人員下達(dá)解除封閉的任務(wù),任務(wù)信息包含事件處理完成時(shí)間、事件處理完成后的圖片。提交后,該任務(wù)流程轉(zhuǎn)至隧道應(yīng)急值守點(diǎn)工作人員處理。

⑨隧道應(yīng)急值守點(diǎn)人員終端設(shè)備收到任務(wù)提醒,值守人員根據(jù)任務(wù)要求,操作阻攔系統(tǒng),升起欄桿,解除封閉,并且填寫實(shí)際解除封閉時(shí)間,上傳解除封閉后圖片。提交后,該任務(wù)流程轉(zhuǎn)至監(jiān)控人員處理。

⑩監(jiān)控人員終端設(shè)備收到提醒消息。監(jiān)控人員檢查值守人員提交的信息,確認(rèn)無誤后,監(jiān)控人員修改情報(bào)板信息和信號(hào)燈狀態(tài),解除封閉。該任務(wù)完成。

(2)緊急情況下的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App軟件工作流程

緊急情況指的是隧道內(nèi)發(fā)生重大交通事故、火災(zāi)、嚴(yán)重?fù)矶峦话l(fā)事件的其中一種或多種。在此情況下,隧道事件檢測(cè)系統(tǒng)與入口阻攔系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)業(yè)務(wù)流程如下。

①監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)發(fā)生緊急突發(fā)事件,如發(fā)生重大交通事故、火災(zāi)、嚴(yán)重?fù)矶?需要馬上進(jìn)行隧道封閉。

②監(jiān)控人員在情報(bào)板控制系統(tǒng)中修改情報(bào)板,提示隧道封閉和時(shí)間;在信號(hào)燈控制系統(tǒng)中,修改信號(hào)燈狀態(tài),提示道路封閉。

③監(jiān)控人員登錄應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App,向隧道應(yīng)急值守點(diǎn)下達(dá)緊急流程封閉隧道任務(wù),填寫突發(fā)事件信息,包括事件發(fā)生時(shí)間、發(fā)生位置、事件類型、封閉隧道的時(shí)間,情報(bào)板、信號(hào)燈已修改,上傳事件圖片。任務(wù)下達(dá)給隧道應(yīng)急值守點(diǎn)工作人員處理。

④隧道應(yīng)急值守點(diǎn)人員終端設(shè)備收到任務(wù)提醒消息,值守人員根據(jù)任務(wù)要求,操作阻攔系統(tǒng)落下欄桿,封閉隧道;并且上傳封閉后圖片,填寫實(shí)際封閉時(shí)間。任務(wù)流程轉(zhuǎn)至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員處理。

⑤現(xiàn)場(chǎng)事件處理完成后,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員在App上填寫事件實(shí)際處理完成時(shí)間,并上傳處理完成后的圖片,確認(rèn)并通知解除封閉隧道。提交后,任務(wù)流程轉(zhuǎn)至監(jiān)控人員處理。

⑥監(jiān)控人員終端設(shè)備收到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員確認(rèn)事件處理完成的通知消息。監(jiān)控人員通過電話方式聯(lián)系交警,等待交警同意解除封閉隧道后,監(jiān)控人員下達(dá)解除封閉的任務(wù),任務(wù)信息包含事件處理完成時(shí)間、事件處理完成后的圖片。提交后,該任務(wù)流程轉(zhuǎn)至隧道應(yīng)急值守點(diǎn)工作人員處理。

⑦隧道應(yīng)急值守點(diǎn)人員終端設(shè)備收到任務(wù)提醒,值守人員根據(jù)任務(wù)要求,操作阻攔系統(tǒng),升起欄桿,解除封閉,并且填寫實(shí)際解除封閉時(shí)間,上傳解除封閉后圖片。提交后,該任務(wù)流程轉(zhuǎn)至監(jiān)控人員處理。

⑧監(jiān)控人員終端設(shè)備收到提醒消息。監(jiān)控人員檢查值守人員提交的信息,確認(rèn)無誤后,監(jiān)控人員修改情報(bào)板信息和信號(hào)燈狀態(tài),解除封閉。該任務(wù)完成。

⑨4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)講終端設(shè)備由業(yè)主自備,具體數(shù)量根據(jù)業(yè)主方需要使用的人數(shù)而定,每個(gè)角色至少一部4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)講終端設(shè)備。

3.4 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App設(shè)計(jì)

按照隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)工作流程要求,進(jìn)行應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App功能設(shè)計(jì)。

(1)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App需實(shí)現(xiàn)非緊急情況的封閉和解封閉流程,以及緊急情況下的緊急封閉流程。

(2)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App客戶端需支持Android操作系統(tǒng),并且App軟件需適應(yīng)4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)講終端設(shè)備的界面尺寸。

(3)使用應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App的用戶有四種角色:值班負(fù)責(zé)人、監(jiān)控人員、隧道應(yīng)急值守點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員。

(4)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App提供封閉隧道、解除封閉、歷史信息查詢、任務(wù)處理過程查詢、人員信息查詢、用戶登錄、用戶退出、修改密碼、上傳頭像功能。

(5)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有嚴(yán)格的加密程序。

3.5 后臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

后臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)流程處理、系統(tǒng)管理、權(quán)限管理、Web頁面功能,為管理人員提供查詢功能,為系統(tǒng)管理員提供系統(tǒng)管理功能,為監(jiān)控中心監(jiān)控員提供任務(wù)下載。

(1)數(shù)據(jù)庫

后臺(tái)數(shù)據(jù)庫用于記錄用戶信息數(shù)據(jù)、權(quán)限數(shù)據(jù)、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App客戶端和后臺(tái)Web頁面字典數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)工作過程生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

(2)業(yè)務(wù)流程處理

對(duì)非緊急情況的封閉和解封閉流程,以及緊急情況下的緊急封閉流程進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。

(3)系統(tǒng)管理

實(shí)現(xiàn)組織管理、用戶管理、個(gè)人管理。

(4)權(quán)限管理

通過角色設(shè)置,實(shí)現(xiàn)用戶的操作權(quán)限管理。

(5)Web頁面

為管理人員提供數(shù)據(jù)查詢操作界面、為系統(tǒng)管理員提供系統(tǒng)管理頁面、為監(jiān)控人員提供任務(wù)管理頁面。

3.6 系統(tǒng)配置清單

應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)主要設(shè)備包括軟件及硬件兩部分,主要內(nèi)容包括:業(yè)務(wù)服務(wù)器、客戶機(jī)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)流程處理模塊、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)App客戶端、后臺(tái)管理服務(wù)系統(tǒng)軟件、4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)講終端設(shè)備(多部)等。

3.7 隧道智能型事件檢測(cè)系統(tǒng)

(1)事件檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

隧道智能型事件檢測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過增加視頻分析服務(wù)器以及相關(guān)軟件的方式,實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)異常事件監(jiān)測(cè)及分車型車流量統(tǒng)計(jì)。

(2)智能視頻分析

智能視頻分析是隧道運(yùn)營(yíng)安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心模塊。其通過實(shí)時(shí)分析接入的RTSP視頻流,完成隧道事件檢測(cè)、車流量分析等功能。

應(yīng)用服務(wù)器用于進(jìn)行隧道車流分析的業(yè)務(wù)邏輯處理、數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ),以及應(yīng)用在Web門戶的展示,移動(dòng)App的接入。

(3)功能描述

①行人檢測(cè)[1]

系統(tǒng)可以識(shí)別隧道中出現(xiàn)的行人事件。行人進(jìn)入隧道內(nèi),隧道內(nèi)的行車道、停車帶、人行道,或者其他禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域,即判定為行人事件。

②停車檢測(cè)[1]

系統(tǒng)可以識(shí)別車輛在隧道內(nèi)的行車道、停車帶上的異常停車事件。車輛在道路上由行駛變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài),超過一定時(shí)間,即判定為停車事件。

③逆行檢測(cè)[1]

系統(tǒng)可以識(shí)別車輛在高速公路或隧道內(nèi)逆向行駛事件。車輛在道路上的行駛方向與所規(guī)定方向相反,即判定為逆行事件。

④擁堵檢測(cè)[1]

系統(tǒng)可以識(shí)別隧道內(nèi)的車輛擁堵事件。道路上同一地點(diǎn)超過一定數(shù)量車輛行駛速度低于設(shè)定值時(shí),即判定為擁堵事件。

⑤拋灑物檢測(cè)[1]

系統(tǒng)可以識(shí)別隧道內(nèi)車道上拋灑物或遺留物事件。可識(shí)別的物體體積不小于60 cm×60 cm×60 cm。

⑥車流檢測(cè)[1]

系統(tǒng)可以分析指定時(shí)間段內(nèi)通過隧道某一位置或某一車道的車輛數(shù)目總量,即車輛總量以及分車輛車流量。

⑦車流保有量檢測(cè)[1]

系統(tǒng)可以分析某一隧道或路段內(nèi)瞬時(shí)車輛保有量以及分車型車輛保有量。

⑧移動(dòng)App客戶端

本系統(tǒng)提供移動(dòng)端App客戶端功能。通過移動(dòng)App訪問本系統(tǒng),可以查看實(shí)時(shí)事件、查詢歷史事件,以及查詢實(shí)時(shí)分車型車流量、車輛保有量和歷史分車型車流量、車輛保有量。

(4)網(wǎng)絡(luò)改造

①增加網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(與其他子系統(tǒng)可共用),用于連接智能視頻分析服務(wù)器、業(yè)務(wù)服務(wù)器、管理工作臺(tái)。

②移動(dòng)App客戶端需要通過外網(wǎng)連接業(yè)務(wù)服務(wù)器,打通業(yè)務(wù)服務(wù)器的外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

③部署防火墻,實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)與專網(wǎng)的安全連接。

4 應(yīng)用前景分析

提出了一種隧道智能型事件檢測(cè)與入口阻攔系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)改造設(shè)計(jì)方案,用智能型事件檢測(cè)系統(tǒng)替換現(xiàn)有事件檢測(cè)系統(tǒng),提高原有事件檢測(cè)器檢測(cè)內(nèi)容(停車、交通堵塞、行人、拋灑物等)的檢測(cè)效率及檢測(cè)準(zhǔn)確率,并在傳統(tǒng)事件檢測(cè)內(nèi)容上增加車流量、車流保有量數(shù)據(jù)檢測(cè)。同時(shí)本系統(tǒng)提供移動(dòng)端App客戶端功能,通過移動(dòng)App可訪問本系統(tǒng),可隨時(shí)查看隧道內(nèi)實(shí)時(shí)交通狀況,還可為客戶提供封閉隧道、解除封閉、歷史信息查詢、任務(wù)處理過程查詢等功能;高速公路管理人員在發(fā)現(xiàn)隧道異常事件后,可第一時(shí)間進(jìn)行安全處置,大大減少二次事故的發(fā)生,避免造成人員和財(cái)產(chǎn)的更大損失。App客戶端操作簡(jiǎn)單,可提高隧道管理的便捷性。