高速公路隧道智能管理系统应用进展

摘要:高速公路隧道智能化管理应运而生，逐渐成为减少隧道事故的重要手段，

进而能够提升运营管理效果，减少管理成本。通过对智能管理系统的构建，既实现了隧道的基本功能，又发挥了智能管理的集成优势，为高速公路隧道安全管理提供了有效的技术支持。

关键词：高速公路；隧道；智能管理系统 引言

近年来，高速公路隧道事故频发，造成了很大的经济损失，产生了不良的社会影响。因此，为减少高速公路隧道内的交通事故，加强运营管理、增强事故处置和救援能力成为了重要的研究课题。

1 隧道智能综合监控系统技术 1.1交通监控技术

由于高速公路隧道内车辆行驶速度较快，一旦出现紧急事故，应急救援措施不及时、不到位，容易造成二次伤亡事故，进一步扩大经济损失。交通监控平台利用检测设备对隧道内的图像进行采集，并对目标进行识别和跟踪，通过处理器与平台软件进行数据分析，当识别出有异常事件时，发出警报，明确具体位置和异常情况，替代了人工识别，降低了人员劳动强度，并实现了7×24 h的全天候自动监控。为了对隧道车流量、车辆行驶速度、车道利用率等交通参数进行统计和分析，在隧道的所有出、入口设置微波车辆检测器。可以对机动车交通流量；机动车平均速度；时间占有率；小、中、大型车交通流量及平均速度进行监测。按照设定的时间周期统计每个车道的交通数据，统计周期应在10～600 s 范围内可调，并预留和开放原始数据接口，以满足管理服务需求。选择设备后，视频图像自动切换到该设备附近的视频，并显示设备基础信息、设备技术资料，随时可

对运维情况进行查看。当监测到交通事件后，交通监控平台会发出警报，并存储相应信息。同时弹出联动确认对话框，并可手动控制车道指示器，实现对车道的状态控制。同时，管理中心根据交通事件的发生地点、事件类型，联动公安、消防、救护等部门进行紧急救援和并采取交通控制措施。

1.2通风监控技术

保持隧道内的良好空气条件是交通安全不可或缺的条件，因为隧道内的车辆排放物，行车时在路面上扬起的烟尘不易扩散，对人危害极大，影响交通安全。通风控制技术可根据检测到的环境数据、动量信息、点数控制、风向、运行时间，并可实现节能，保持风机最佳使用寿命的控制模式，同时在发生火灾的情况下，视位置而定，进行火灾排烟处理，确保隧道安全和环境舒适。

对于长度超过1公里、有机械通风的隧道，在进入隧道前，应安装一氧化碳和透射率探测器（CO/VI）和风向探测器，通过分布传感器，直接检测汽车尾气中CO和烟雾的浓度，由中央控制室决定，并给出控制信号。如果VI和CO浓度不符合监管要求，则继续观察；

当VI 和CO浓度超过规管要求时，计算所需空气量，输出警报器会监察风扇的运作情况，并提供所需的新鲜空气稀释CO及烟雾浓度，以符合洞穴内的卫生及照明标准。定量控制隧道内有毒可燃气体密度、隧道内实时可见性，在环境异常情况下与风扇拼接，并根据隧道风速和风向确定风扇正反转。由于隧道主纵剖面呈小桩号侧低、大桩号侧高，致使隧道的上行是连续的上坡、下行是连续下坡。NO2是汽车尾气的主要成分，人体吸入过多会导致昏迷、中毒等。为实施隧道环境监测，防止不良空气情况影响维修人员，进一步分析环境管理手段，在隧道顶部安装NO2探测器，并与通风设备相互作用，以减少交通事故的危险。

透过率检测器可对隧道内烟雾、灰尘浓度进行检测，检测范围为0～0.015 m-1。当烟尘浓度＞0.007 0 m-1 时输出报警信号。

1.3照明监控技术

驾驶人员白天车辆进入隧道会产生“黑洞效应”，驶出隧道又会产生“白洞效应”，由于隧道内、外的亮度差别较大，将会导致司机在进出隧道时产生种种特殊的视觉问题，易发生交通事故。据统计，隧道出入口事故率是隧道内事故率的2～3 倍，因此，如何使驾驶人员适应隧道内、外的亮度差，保证其行车安全，并能节约用电，是隧道内照明监控技术的主要目的。照明控制平台包括手动、模式、交通量、光强、时序5 种控制形式。手动控制指对单个回路灯控制。模式控制分为晴天、云天、阴天、傍晚、深夜等基础模式，可对左、右洞分别选择某一种模式进行照明回路控制。同时，隧道照明灯可根据车流量的大小、洞内外光强、基础设置中设置的时间点自动开启或关闭。

1.4火灾监控技术

高速公路隧道内交通事件多为车祸、火灾、爆炸等各种大小事故，并且随着人口、车辆的增多，隧道内的火灾种类逐渐增多，损失不断加大，影响性和连发性呈现增长的趋势。因此，火灾监控系统显得更加重要。通过火灾监控平台可随时查看消防手报状态、感温光纤状态、感温光纤温度值、消防水泵状态。通过各项指标，整合事件发生地的情况，确认事件现场灾害程度、损失程度，从而决策所需救援力量及相应预案处理。隧道内发生火警时，会透过火警探测器自动发现火警地点，或手动启动报警紧急启动按钮，报告隧道内的紧急情况，同时启动消防泵或其他感应设施，在隧道内进行灭火、救援等活动。火灾发生后，结合隧道消防控制子系统、隧道通风控制子系统、隧道电缆子系统、隧道交通控制子系统，实施螺旋开启、风扇控制、隧道广播、轨道指示灯控制等一系列隧道控制手段。双波长组合火灾报警盘，采用双波长火焰探测器，通过对火焰特有的频率变化进行捕捉以及光谱分布来对火灾进行检测。

2 高速公路智能运维与管理 2.1区块链信息共享与监管

区块链是一种分布式账本技术，运用分布式存储与计算模式，且其以隐私性、机密性、可追溯性、安全性、低成本等优势得以运用在各研究领域中。有效结合

区块链技术的系统来支持车辆之间的信息共享与交流，以减少紧急情况下的碰撞与交叉。

2.2高速公路管理系统

智能交通系统是智能道路以及智慧城市的关键组成部分，近年来在世界范围得到了越来越多的应用，用于解决交通拥堵、交通事故、交通环境污染等问题。国内外研究学者也根据信息通信技术、传感器技术、定位技术等对现代交通运输系统进行了诸多研究。智能交通信号控制系统，用以告知交叉路口的车辆，从而保证交通畅通。结合地理信息系统、商业智能软件以及洪泛风险评估工具，开发了一套智能定位系统，用以评估道路洪泛风险及水污染源，保证道路的正常运营。

结束语

隧道智能综合监控系统通过建立交通检测系统、交通控制系统、照明系统、通风系统、消防控制系统，以智能化、自动化、智慧化为核心，以平面监控、数字隧道、实时视频、基础信息、技术资料、运维情况等智能关联为设计理念，全面围绕“数字隧道”、“智慧隧道”，由平面转为多维，由单一监控转为监控兼管理和运维，实现了对隧道高效、便捷、可视化、智能化的管控。应用成果可为“数字隧道”、“智慧隧道”的智能发展理念提供借鉴。

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