高速公路隧道運營安全管理技術研究

高東明 高東宏

摘要：隧道是高速公路中的組成部分，也是駕駛員必經的地方，一旦隧道出現問題與故障，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成威脅，此種情況下，探究隧道運營安全管理技術是十分必要的。

關鍵詞：高速公路;隧道運營;安全管理技術

前言

隨著經濟和交通事業的發展，高速公路的建設也在向山區不斷延伸，山區隧道數量也在逐年增加，高速公路的運營安全關鍵在于隧道的運營安全，其運營安全直接影響來往車輛安全。

1高速公路隧道運營安全風險辨識

1.1人為因素

人在任何領域中，都是重要的影響因素，在隧道運營工作中亦是如此，在交通領域中的人為因素，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、發動機狀態等，如果車輛在行駛過程中出現制動失靈、轉向失敗，或者是爆胎問題，則極有可能發生風險問題，甚至導致風險事故。

1.3環境因素

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

2BIM技術在高速公路隧道安全運營管理的應用研究

2.1隧道主體結構健康監測

絕大部分隧道都修筑在山嶺地區，在隧道的運營過程中，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象，有時甚至很嚴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部，圍巖應力的變化和分布不均會導致襯砌受力不均勻，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，甚至會引起隧道二次襯砌開裂或整體失穩的可能。因此我們需要對隧道采取實時監測和定期檢測，實時監測主要依靠分布在隧道各部位的傳感設施采集數據;定期檢測主要是專業巡檢人員通過專業設備對隧道及周圍環境各項指標參數的復核檢驗。隧道結構體的實時測量值，可根據實際需要人工設置數據采集頻率，通常情況30～60min采集一次數據即可。采集數據直接上傳至監控中心服務器，通過與系統內預先設置的隧道健康評價模型和健康度指標進行比對、分析和計算，得出隧道當前健康度數值。當該數值大于等于系統設定的健康最低數值時，顯示隧道運營正常;當低于設定值時，系統給出報警提醒并分3個等級，分別為普通、嚴重和危急。對于業主和隧道管理人員，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境整體情況，又可根據讀入的BIM模型清晰地看到傳感器顯示的具體位置和狀態，同時使用者又可根據不同權限點擊查看BIM模型中相關資產設備的信息和資料。平臺亦支持數據的可視化處理，可將傳感器實時采集和人工定期檢測的數據按照時間順序形成趨勢圖，方便用戶查看數據波動時間和范圍，為制定隧道檢查維護計劃提供直觀依據。

2.2隧道機電系統管理維護計劃

維修管理主要包括設備維修工作提醒、維修記錄、維護周期管理和委外維修管理等。目前隧道機電系統管理還主要是拆分成監控、通風、電力監控、照明和消防幾個獨立的子系統進行管理。這種管理的主要缺點是，不同專業的管理人員無法查看到所有相關信息，造成信息不能在維護管理中得到有效傳承，降低了維護效率，提高了管理成本?；贐IM技術的統一管理平臺，可以將上述各個系統及設施日常巡查、遠程監控和維修管理的信息根據BIM模型中的系統設備唯一空間編碼或標識與之關聯掛接。設備故障信息和維修記錄都可按系統分類、設備名稱、維修單位和故障維修時間進行分類統計、排序后生成相應Excel文件;也可按照故障率高低將上述數據進行篩選，分析找出優質產品和需要重點監測維護的系統及設備。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，更為管理者制定機電設備維護計劃提供強有力的數據支撐。

2.3隧道應急處置預案管理

建立應急處置預案，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，并對其進行仿真驗證。利用現有交通事故的統計數據，對模型進行過程驗證，不斷優化模型，然后通過模型，深度分析事故事件與隧道線形、隧道光線、隧道內交通流、隧道內車型種類等因素之間的內在關系，然后建立與事故或災害特點相對應的應急處置方案。處置方案包括：現場非救援人員的撤離，救援人員施救步驟，救援設施的使用管理。為了保證應急處置方案的最佳效果，需要將設置好的不同處置方案與隧道BIM三維模型關聯，進行模擬應急演練，從而確定最佳處置方案。模擬應急演練不僅是在隧道出現事故或災害時的應急處理依據，更有力加強了指揮中心與救援現場的實時溝通，并根據現場的實時變化，及時修改和完善應急處置方案的不足。

3結語

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

（2）BIM技術實際是一個多軟件協調工作的管理平臺，在為管理者提供直觀的可視化管理模式的同時，又保證了數據的一致性、協調性和完整性，提高了運營維護管理的效率和質量。

（3）BIM技術在高速公路隧道管理中的應用，可以有效提高隧道結構設施和機電設備的故障預警，并實現精確定位。

（4）BIM技術在高速公路隧道發生事故或災害時，基于三維數字模型的應急處置預案能夠使指揮中心與救援現場高效溝通，提高應急處置能力。

參考文獻：

[1]? 呂璇.隧道事故預警及應急處置系統改造.交通世界2017（16）.

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

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