青银高速公路晋陕界（山西侧）应急保畅系统的设计

郭 凯

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概况

G20 青银高速公路晋陕界地理位置特殊，东临山西境内长4 109 m 的八盘山隧道，西靠陕西境内长745 m的黄河大桥和750 m的前庙山隧道。2007 年12 月离军高速公路建成通车后，车流量长期处于超负荷运行状态，山西境内八盘山隧道和陕西境内黄河大桥、前庙山隧道经常滞留大量车辆，交通拥堵问题尤为突出。青银高速晋陕界位置示意图如图1。

2018 年 11 月 14 日上午，G20 青银高速公路晋陕界安全应急保畅协作会议在汾阳市召开。山西交控集团与陕西省交通建设集团共同签订了《晋陕界安全应急保畅协作协议》，决定在两省分别建立应急保障系统，设立主线应急保障区域。针对山西省管理路段，在军渡收费站出口封闭、八盘山隧道出现交通事故或军渡收费站收费广场出现车辆滞留情况下，启动应急保障系统，将出省车辆滞留于主线应急保障区域内，避免八盘山隧道和黄河大桥及前庙山隧道滞留车辆而引发重大事故。同时考虑到未来主线收费站撤销后，该路段监控设施相对缺乏，故设立应急保障系统对未来路段管控将起到更大的作用。

2 应急保畅系统构成

青银高速公路晋陕界（山西侧）应急保畅系统对主线应急保障区域实现实时监控、预警等功能。应急保畅系统主要包括四大系统，分别是交通视频监控系统、可变信息标志系统、语音广播系统、音视频对讲系统。

青银高速公路晋陕界（山西侧）应急保畅系统构成图如图2。

3 应急保畅系统预案

图3 应急保畅系统预案示意图

a）在军渡收费站出口封闭、八盘山隧道（山西到陕西方向）内发生事故或军渡收费站出口广场出现大量车辆滞留情况下，启动青银高速公路晋陕界（山西侧）应急保畅系统，将青银高速主线（K1041+900—K1045+900）（出省方向）作为车辆滞留区域，关闭柳林西互通入口车道（缓解车辆滞留区域停车压力），利用应急保畅系统中可变信息标志系统及语音广播系统引导车辆按序停车或选择由柳林西互通下高速分流。

b）滞留车辆在车辆滞留区域内发生紧急情况时（如车辆自燃等），将青银高速公路主线（K1042+200—K1045+900）（入省方向）最内侧车道作为应急停车区，引导车辆滞留区域内车辆经青银高速公路主线（K1045+950）处回转车道掉头进入应急停车区避险或由柳林西互通下高速分流。青银高速公路主线（K1042+200—K1045+900）（入省方向）最外侧车道仍保持通行状态，但军渡收费站入口应调控并预警驶入山西方向车辆，避免避险车辆与主线车辆汇聚产生交通拥堵或事故。由于柳林西互通不具备危化品车辆的疏导能力，故危化品车辆在应急疏散时只能掉头进入应急停车区避险。在车辆滞留区内险情处理完毕后，应急停车区内避险车辆可通过青银高速主线（K1042+160）处回转车道掉头进入青银高速主线（出省方向）继续行驶或等待。

4 应急保畅系统设计方案

4.1 应急保畅系统设计内容

4.1.1 应急保畅监控系统

应急保畅监控系统是该工程外场设备监控中心，负责对外场交通视频监控系统、可变信息标志系统、语音广播系统、音视频对讲系统实行统一控制，且具有最高优先级。应急保畅监控系统配置有视频监控及交通控制工作站、流媒体服务器、音视频终端管理服务器、存储磁盘阵列、控制键盘及中心Mic。同时，应急保畅监控系统也作为调配中心，负责在应急保畅系统工作时协调路政、交警、隧管站及邻近收费站的相关应急保畅工作。

应急保畅监控系统软件需根据工程具体情况深度定制，满足1 套监控软件满足外场四大系统的全部功能，并实现软件间根据应急预案流程的相互调用。

4.1.2 交通视频监控系统

交通视频监控系统主要由视频监控及交通控制工作站及外场设备（高清一体化网络云台枪型摄像机（布置于青银高速公路主线K1041+900—K1045+900）组成，负责对车辆滞留区域及应急停车区进行实时视频监控。高清一体化网络云台枪型摄像机负责对周边500 m 范围内路段通行状况进行实时监控。受到路段线性影响，应急保障区域共设置6 处云台枪型摄像机点位，共计12 台，布置于路中隔离带内。交通视频监控系统外场设备布置如图4。

图4 交通视频监控系统外场设备布置图

4.1.3 可变信息标志系统

图5 门架式可变情报板布置图

可变信息标志系统由视频监控及交通控制工作站及外场可变情报板组成。本次共新增门架式可变情报板3 处（如图5）、立柱式可变情报板1 处（如图6）及交通信号灯 1 处（如图 7）。

其中，门架式可变情报板及交通信号灯布置于车辆滞留区域，负责对即将驶入八盘山隧道的车辆提供隧道通行状况信息，引导司乘人员正常通行、按序停车或选择由柳林西互通驶离高速公路。

可变情报板可由应急保畅监控系统及吕梁南信息监控中心两段控制。其中，应急保畅监控系统控制权限高于吕梁南信息监控中心权限。

图6 交通信号灯布置图

立柱式可变情报板布置于应急停车区小桩号侧路中分隔带内，负责对应急停车区内滞留车辆发布通行信息。

图7 立柱式可变情报板布置图

4.1.4 语音广播系统

语音广播系统由视频监控及交通控制工作站、外场IP 网络音频终端功放及高音喇叭组成。

高音喇叭利用高清一体化网络云台枪型摄像机及大型可变情报板金属构架安装，负责对车辆滞留区域及应急停车区内车辆进行道路信息预警、实时道路信息播报及音乐播放。

4.1.5 音视频对讲系统

音视频对讲系统包括视频监控及交通控制工作站及移动手持终端。其中，移动手持终端利用移动运营商网络可实现任务分发、实时视频对讲、现场照片上传备份等。为现场工作人员实时沟通及突发状况处理提供便捷。

4.2 数据传输

青银高速公路晋陕界（山西侧）主线应急保障区域内新增设备均采用1 000 M环网终端设备及通信系统已有光纤备芯构成环网，接入青银高速公路应急保畅系统。

4.3 电源

由于外场设备分布较分散，故该系统供电分别由军渡收费站配电间、八盘山隧道变电所（山西侧）及柳林西互通箱式变电站提供。

考虑到部分外场设备供电距离较长，故该工程在室外配电箱内配置电容器用于无功补偿。

4.4 敷设

由于路侧多为排水沟，故该工程线缆在排水沟内敷设时采用混凝土包封热镀锌钢管作为线缆敷设保护方式。其余路段均采用铠装热镀锌电缆直埋敷设，埋设深度不应小于冻土深度，且不小于0.7 m。

4.5 防雷及接地

由于外场设备分布较分散且周边缺乏已有接地网络，考虑到外场设备在运行过程中易发生雷击过电压等情况，该工程为新增设备均配置防雷接地网及保护接地网，且二者地中间距不应小于5 m。

所有外场设备均配置有避雷针，避雷针通过防雷引下线与设备新增防雷接地网良好连接，并保证接地电阻不大于4Ω。

所有外场设备工作及保护接地系统全部采用TT 接地系统，并配置电源避雷器、网络避雷器或视频避雷器。避雷器通过接地电缆与新增保护接地网良好连接，并保证接地电阻不大于1Ω。

4.6 交通安全设施

青银高速公路离军段为双向四车道，并配有应急车道。在应急保畅监控系统启动后，车辆滞留区域将占据青银高速公路（出省方向）两条车道，仅剩余应急车道作为应急抢险通道。因此，在车辆滞留区域沿途路侧共配置有4 块交通警示标志，提示司乘人员严禁占用应急车道行驶。

5 结语

青银高速公路晋陕界（山西侧）应急保畅系统是为避免在路况复杂路段因车辆停滞拥堵进而发生交通事故而设计的，通过路段管控将车辆拥堵路段保持在路况相对安全的地域，进而为应急事件处置、道路救援带来方便，降低相关路段的安全隐患。虽然不能避免路段拥堵的现象，但路段风险可控化的思路可供类似路段在方案设计时参考。