隧道智慧管控讓隧道運營更安全

廣東飛達交通工程有限公司 陳曼娜

針對通過隧道智慧管控提高隧道運營安全的內容展開研究和分析，不僅有助于提高隧道在管理控制環節的科學性及運營維護環節的安全性，也能推動隧道運營管控工作實現深層次發展。

1 隧道運營工作現狀及隧道智慧管控項目的整體需求

公路隧道在建設初期就重點關注行車期間的安全，相繼布設了諸多與行車安全監督檢測有關聯的子系統和設備，如環境監測、電力監控、火災報警、交通監控、視頻事件、自動監控等諸多系統設備。上述已建設完成的子系統以及設備，能夠最大限度的提供大多數與隧道行車安全有關聯的各種原始數據信息，而隧道智慧管理控制平臺，主要是針對上述數據信息完成挖掘、匯總、分類、展現。

公路隧道當前安裝的各種硬件設備就應用角度來講還存在一定的缺陷，極有可能導致安全事故產生時無法及時有效的發現隱患所在，其中主要缺陷如下：

火災報警系統大多選擇應用感溫光纖監測系統、雙波長綜合盤監測系統，此類系統在車輛產生相對較大的明火之前，沒有辦法及時檢測火災問題的產生，無法真正意義上做到火災事故的災前預警?，F階段隧道內部安裝的視頻事件監測系統，因攝像機在安裝時的高度沒有達到有關標準，正常標準是5.5～6米且光線變化相對較大，所以極有可能產生漏報和誤報頻繁等問題?，F有系統設備無法精準針對行駛進隧道內部的車輛信息實現監測和記錄，現存的監控系統沒有和電力監控系統相互間實現聯動和協調[1]。

1.1 隧道安全管理需求

通過對隧道現場監控設備實行升級和改造應用新型架構、新型設備、新型技術等，提高隧道在安全管理控制環節的水平、應急工作指揮能力。通過實時信息的展示，能夠系統化的掌控隧道在運營期間的具體狀況。針對各種不同類型的報警信息，可實現收集、展示、構建應急預案等?？筛鶕v史數據信息展開綜合性、系統性的分析，同時開展智能化的預測和評估?？舍槍φ彰魍L系統實現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節能減排工作。

1.2 系統功能需求

全方位、系統化的掌控隧道在運行環節的整體交通狀況，精準快速的掌控事件發生的具體地點及信息，同時能夠與視頻監控系統實現聯動管理控制。精準掌控和分析交通救援的各種歷史數據信息，應對當前及過往的歷史氣象數據信息實行匯總和整合，有助于更好的掌控不同環境狀況下交通運輸具體狀況的變化趨勢。針對關鍵系統設備的故障報修工作數據實現集中匯總和整合，建立可行、實用、科學的隧道應急管理智慧工作體系預案[2]。

2 隧道智慧管控的主要內容分析

隧道智慧管控主要是以移動互聯網、物聯網、大數據等先進的現代化信息技術為基礎，針對隧道在運營管理環節涵蓋的養護、節能、通暢、安全等業務需求，構建的軟硬件一體化的隧道智能化運營管理工作平臺，針對隧道內部的日常養護、節能減排、安全監測、事故應急日常監控等所有業務實現全方位的管理，有效突破以往業務層面存在的阻礙，實現數據集中分析、業務協同、資源共享、資源科學整合等工作，推動運營管理環節的安全性，降低運營管理工作成本，逐步朝著智慧化管理不斷轉型。

2.1 隧道運行監控

隧道視頻監控。針對隧道內部的全部攝像機畫面，做到實時調度、管理及監督管控，以視頻控制系統為前提對其實現集中整合，按照事件產生的具體位置，自動化的調取相應區域內的監控圖像信息，可以最快的速度掌控現場具體狀況及當前的實時信息，針對隧道實現全時段、全方位的可視化監督管理控制。

隧道事件報警。將機器學習技術、AI技術、人工智能技術等新興現代化技術應用在隧道監督管理工作中，有針對性的提高監督管理環節的智能化水平，提升隧道在運營期間針對異常狀況的監督管控及主動發現的能力。隧道智慧管理控制平臺主要用來集中整合隧道內部發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，同時在二維、三維等場景立體化的展示事件產生的具體位置及狀況，針對緊急事件、火災事件、惡劣氣象、交通事件等實現自動化的報警，并為事件的處理和控制奠定有力基礎。

隧道故障報警。針對隧道內部的運行異常狀態、設備離線等實現自動化的報警，并主動顯示報警狀態、報警時間、報警種類、報警區域內的隧道樁號、故障設備的名稱等詳細的報警相關信息，支持自動化添加設備故障報警發送機制、報警信息的確認機制，以列表的方式直觀、清晰的顯示當前已經處理完成、沒有處理的設備故障報警信息。

隧道實時監控。結合實時檢測數據、隧道視頻、GIS地理信息地圖等，實時展示隧道內部各種類型信息在線運行的具體狀況、機電設備的實際定位，實時監督和告警隧道內部的停電、施工、惡劣天氣、火災、擁堵等諸多事件，同時采取不同的圖標直觀清晰的體現各種類型的事件信息。針對隧道內部的機電設備構建三維立體化的交流互動管理模型，將以往單獨工作運行的設備模塊實現高度整合，以傳統形式的機械設備類別劃分為基礎，全局性的思考用戶的應用習慣及實際體驗，在2D模式、3D模式下實時監督機電設備在運行環節的狀況、遠程實現自動化的管理和控制。

2.2 隧道應急管理指揮

應急處置歷史信息。隧道智慧管控平臺自動化的記錄以往的事件處理控制信息，有助于在后續對其進行追溯和評估。自動展示隧道名稱、序號、預案類型、預案名稱、執行開始時間、執行模式、處置過程詳情等諸多已執行的預案數據信息，提供預案處理環節涉及的處置內容、處置時間、操作人員、處置步驟、攝像機調用等諸多信息內容。

事件預案管理。隧道智慧管控平臺針對隧道應急預案做好管理和控制工作，按照隧道在運行環節的具體需求，提供事先處理、應急處理、事后恢復等流程的預案處置詳細工作步驟，并對其實現閉環管控，同時在應用期間還支持預案復制等功能；隧道交通誘導。智慧管控平臺可應用消防卷簾門的接入、車道指示器、可變限速標志、可變信息板、隧道廣播等諸多方式，針對隧道內部的交通實現合理誘導，并對事故災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案在3D角度的模擬仿真，針對各種類型的處置預案實現動態性的仿真，并完成速度最快的創建和部署，實時模擬隧道的現場狀況以及事件應急處置工作流程，為應急事件的管理和控制提供實時推演以及效果評估[3]；事件指揮調度。以互聯網通信技術為基礎，針對隧道事故在處置環節的消息推送、協調調度等諸多手段，提供相應的信息化共享工作能力、業務協作能力。協作管理單位、主管領導、監控人員等多個用戶，可在平臺上針對處置過程中的信息完成共享和協作，最大限度的提高異常事件在處理環節的科學性、處置效率、處置水平。

事件應急處置。事先配置完成不同事件場景狀態下的應急處置管理工作預案，可應用設備自動化檢測、視頻監控、人工等諸多方式觸發異常事件的報警。平臺提供可自主選擇的事件預案處理方案，自主展示當前事故的基礎信息內容，自動化的調出事故發生區段的視頻監控信息，與此同時提供事件配置系統中機電設備的有關快捷操作，有助于對預案處理進度實現實時監測。

2.3 事件決策支持

緊急電話和廣播統計數據分析。平臺可以實時統計、分析各種緊急電話的通話時長、次數變化、緊急電話相關數據的統計分析列表；檢測數據的統計分析。云臺主要提供風速、光照強度、CO/VI、交通流等數據統計信息和分析的功能，用戶可根據隧道名稱、報表類型、日期等內容，查詢和導出相對應的報表及數據統計分析報告，可為隧道環境的綜合性分析、研究判斷，提供相對應的數據信息管理工作支持。

設備運行統計分析。平臺主要提供照明設備的實際運行時長、照明設備運行期間的信息統計報表、通風設備的具體運行時長等諸多功能，用戶可按照設備類型、報表類型、日期、隧道名稱等內容，查詢和打印所需要的報表及相對應的數據統計分析報告；設備故障統計分析。平臺主要提供設備故障信息的統計報表、設備故障類型的分布、設備故障數量的發展趨勢等諸多功能，用戶可按照設備類型、報表類型、日期、名稱等，查詢及打印需應用到的報表及相關數據統計分析報告。

異常事件的統計和分析。提供年報、月報、周報、日報的相關報表的查詢和導出功能，針對轄區范圍內的所有隧道異常事件實現集中統計和分析，其中主要涵蓋異常事件產生數量的發展趨勢、事件報警來源分布趨勢、事件類型的分布、異常事件報警信息的綜合統計報表等內容?？砂凑帐录愋?、查詢日期、隧道等查詢所需的報表并對其進行打印。按照異常信息的實際狀況能夠瀏覽、查詢異常事件的處置工作流程及主要基本信息[4]。

3 隧道智慧管控平臺提升隧道運營安全的案例分析

3.1 某隧道中的機電設備現狀

該隧道中的機電工程主要由本地PLC控制平臺、排水、照明、緊急電話、消防、通風、監控、通信、供配電、綜合管線等共同組成。隧道內部的整體工作狀況以及環境相對較差，所有設備產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電設備子系統實行了改造和優化，在2021年初針對本地PLC控制子系統實現了優化和改造。當前將控制系統已由傳統形式的模擬視頻監控升級優化成了網絡化、數字化的高清視頻監控，而且已可將視頻圖像精準高效的傳輸到交警平臺中。

3.2 具體應用效果分析

針對該隧道的基礎信息實行維修和養護管理，同時在二維角度和三維角度通過建模的方式，針對隧道內部的所有機電設備在運行環節的具體位置予以立體化的展示。與此同時，通過協議針對車道指示器、照明、CO/VI、視頻監控等各種類型的設備和系統實現合理連接。系統主要包括分析研究判斷模塊、事件處置模塊、實時監控模塊、隧道配置和控制模塊等，針對監測、分析、處置、決策等諸多流程實現了閉環管控。應用實時監測模塊可針對各種類型的機電設備、當前的異常報警數據信息及環境信息進行查詢和觀看，融合預案匹配及各種事件的處置信息，能自動化調出相關聯的攝像機，及時查看事件發生的實時狀況，以便于以最快的速度明確事件處置工作方案。

結合該隧道在運行環節的具體狀況，通過應用智慧隧道管理控制平臺，針對隧道實現了一體化的管理和控制，將以往各個單獨且分散的子系統在管理層面實現了高度科學的集中整合，針對隧道在運行環節實現了一體化綜合化的實時監控，并在遠程針對設備完成了自動化的集中管理和控制，有針對性的降低了日常監控、事件處理等諸多環節的人力、物力消耗，極大程度的提升了隧道在運營期間的安全性，在降低安全事故產生幾率的同時，提高了運營管理環節的工作效率[5]。

4 結語

智慧管控平臺的構建實現了從感知、預警到決策、控制，再到綜合性分析的整體業務工作流程，將以往傳統形式的單獨管理轉換成了一體化、綜合性的監控，科學合理的解決了隧道內部各個子系統安全管理水平低、運營工作效率低、各自為政的工作現狀，對于提高隧道在運營期間的安全及服務工作管理水平，推動隧道管理工作部門朝著智慧化管理進行轉變而言，擁有極其重要的現實意義。