隧道智慧管控让隧道运营更安全

广东飞达交通工程有限公司 陈曼娜

针对通过隧道智慧管控提高隧道运营安全的内容展开研究和分析，不仅有助于提高隧道在管理控制环节的科学性及运营维护环节的安全性，也能推动隧道运营管控工作实现深层次发展。

1 隧道运营工作现状及隧道智慧管控项目的整体需求

公路隧道在建设初期就重点关注行车期间的安全，相继布设了诸多与行车安全监督检测有关联的子系统和设备，如环境监测、电力监控、火灾报警、交通监控、视频事件、自动监控等诸多系统设备。上述已建设完成的子系统以及设备，能够最大限度的提供大多数与隧道行车安全有关联的各种原始数据信息，而隧道智慧管理控制平台，主要是针对上述数据信息完成挖掘、汇总、分类、展现。

公路隧道当前安装的各种硬件设备就应用角度来讲还存在一定的缺陷，极有可能导致安全事故产生时无法及时有效的发现隐患所在，其中主要缺陷如下：

火灾报警系统大多选择应用感温光纤监测系统、双波长综合盘监测系统，此类系统在车辆产生相对较大的明火之前，没有办法及时检测火灾问题的产生，无法真正意义上做到火灾事故的灾前预警。现阶段隧道内部安装的视频事件监测系统，因摄像机在安装时的高度没有达到有关标准，正常标准是5.5～6米且光线变化相对较大，所以极有可能产生漏报和误报频繁等问题。现有系统设备无法精准针对行驶进隧道内部的车辆信息实现监测和记录，现存的监控系统没有和电力监控系统相互间实现联动和协调[1]。

1.1 隧道安全管理需求

通过对隧道现场监控设备实行升级和改造应用新型架构、新型设备、新型技术等，提高隧道在安全管理控制环节的水平、应急工作指挥能力。通过实时信息的展示，能够系统化的掌控隧道在运营期间的具体状况。针对各种不同类型的报警信息，可实现收集、展示、构建应急预案等。可根据历史数据信息展开综合性、系统性的分析，同时开展智能化的预测和评估。可针对照明通风系统实现智能化的管理以及控制，在确保行车安全功能的前提下完成各项节能减排工作。

1.2 系统功能需求

全方位、系统化的掌控隧道在运行环节的整体交通状况，精准快速的掌控事件发生的具体地点及信息，同时能够与视频监控系统实现联动管理控制。精准掌控和分析交通救援的各种历史数据信息，应对当前及过往的历史气象数据信息实行汇总和整合，有助于更好的掌控不同环境状况下交通运输具体状况的变化趋势。针对关键系统设备的故障报修工作数据实现集中汇总和整合，建立可行、实用、科学的隧道应急管理智慧工作体系预案[2]。

2 隧道智慧管控的主要内容分析

隧道智慧管控主要是以移动互联网、物联网、大数据等先进的现代化信息技术为基础，针对隧道在运营管理环节涵盖的养护、节能、通畅、安全等业务需求，构建的软硬件一体化的隧道智能化运营管理工作平台，针对隧道内部的日常养护、节能减排、安全监测、事故应急日常监控等所有业务实现全方位的管理，有效突破以往业务层面存在的阻碍，实现数据集中分析、业务协同、资源共享、资源科学整合等工作，推动运营管理环节的安全性，降低运营管理工作成本，逐步朝着智慧化管理不断转型。

2.1 隧道运行监控

隧道视频监控。针对隧道内部的全部摄像机画面，做到实时调度、管理及监督管控，以视频控制系统为前提对其实现集中整合，按照事件产生的具体位置，自动化的调取相应区域内的监控图像信息，可以最快的速度掌控现场具体状况及当前的实时信息，针对隧道实现全时段、全方位的可视化监督管理控制。

隧道事件报警。将机器学习技术、AI技术、人工智能技术等新兴现代化技术应用在隧道监督管理工作中，有针对性的提高监督管理环节的智能化水平，提升隧道在运营期间针对异常状况的监督管控及主动发现的能力。隧道智慧管理控制平台主要用来集中整合隧道内部发生的所有类型的事件信息，之后有针对性的将其推送到用户界面，同时在二维、三维等场景立体化的展示事件产生的具体位置及状况，针对紧急事件、火灾事件、恶劣气象、交通事件等实现自动化的报警，并为事件的处理和控制奠定有力基础。

隧道故障报警。针对隧道内部的运行异常状态、设备离线等实现自动化的报警，并主动显示报警状态、报警时间、报警种类、报警区域内的隧道桩号、故障设备的名称等详细的报警相关信息，支持自动化添加设备故障报警发送机制、报警信息的确认机制，以列表的方式直观、清晰的显示当前已经处理完成、没有处理的设备故障报警信息。

隧道实时监控。结合实时检测数据、隧道视频、GIS地理信息地图等，实时展示隧道内部各种类型信息在线运行的具体状况、机电设备的实际定位，实时监督和告警隧道内部的停电、施工、恶劣天气、火灾、拥堵等诸多事件，同时采取不同的图标直观清晰的体现各种类型的事件信息。针对隧道内部的机电设备构建三维立体化的交流互动管理模型，将以往单独工作运行的设备模块实现高度整合，以传统形式的机械设备类别划分为基础，全局性的思考用户的应用习惯及实际体验，在2D模式、3D模式下实时监督机电设备在运行环节的状况、远程实现自动化的管理和控制。

2.2 隧道应急管理指挥

应急处置历史信息。隧道智慧管控平台自动化的记录以往的事件处理控制信息，有助于在后续对其进行追溯和评估。自动展示隧道名称、序号、预案类型、预案名称、执行开始时间、执行模式、处置过程详情等诸多已执行的预案数据信息，提供预案处理环节涉及的处置内容、处置时间、操作人员、处置步骤、摄像机调用等诸多信息内容。

事件预案管理。隧道智慧管控平台针对隧道应急预案做好管理和控制工作，按照隧道在运行环节的具体需求，提供事先处理、应急处理、事后恢复等流程的预案处置详细工作步骤，并对其实现闭环管控，同时在应用期间还支持预案复制等功能；隧道交通诱导。智慧管控平台可应用消防卷帘门的接入、车道指示器、可变限速标志、可变信息板、隧道广播等诸多方式，针对隧道内部的交通实现合理诱导，并对事故灾害逃生起到一定的指引性作用。

事件仿真。提供各类隧道事件管理工作预案在3D角度的模拟仿真，针对各种类型的处置预案实现动态性的仿真，并完成速度最快的创建和部署，实时模拟隧道的现场状况以及事件应急处置工作流程，为应急事件的管理和控制提供实时推演以及效果评估[3]；事件指挥调度。以互联网通信技术为基础，针对隧道事故在处置环节的消息推送、协调调度等诸多手段，提供相应的信息化共享工作能力、业务协作能力。协作管理单位、主管领导、监控人员等多个用户，可在平台上针对处置过程中的信息完成共享和协作，最大限度的提高异常事件在处理环节的科学性、处置效率、处置水平。

事件应急处置。事先配置完成不同事件场景状态下的应急处置管理工作预案，可应用设备自动化检测、视频监控、人工等诸多方式触发异常事件的报警。平台提供可自主选择的事件预案处理方案，自主展示当前事故的基础信息内容，自动化的调出事故发生区段的视频监控信息，与此同时提供事件配置系统中机电设备的有关快捷操作，有助于对预案处理进度实现实时监测。

2.3 事件决策支持

紧急电话和广播统计数据分析。平台可以实时统计、分析各种紧急电话的通话时长、次数变化、紧急电话相关数据的统计分析列表；检测数据的统计分析。云台主要提供风速、光照强度、CO/VI、交通流等数据统计信息和分析的功能，用户可根据隧道名称、报表类型、日期等内容，查询和导出相对应的报表及数据统计分析报告，可为隧道环境的综合性分析、研究判断，提供相对应的数据信息管理工作支持。

设备运行统计分析。平台主要提供照明设备的实际运行时长、照明设备运行期间的信息统计报表、通风设备的具体运行时长等诸多功能，用户可按照设备类型、报表类型、日期、隧道名称等内容，查询和打印所需要的报表及相对应的数据统计分析报告；设备故障统计分析。平台主要提供设备故障信息的统计报表、设备故障类型的分布、设备故障数量的发展趋势等诸多功能，用户可按照设备类型、报表类型、日期、名称等，查询及打印需应用到的报表及相关数据统计分析报告。

异常事件的统计和分析。提供年报、月报、周报、日报的相关报表的查询和导出功能，针对辖区范围内的所有隧道异常事件实现集中统计和分析，其中主要涵盖异常事件产生数量的发展趋势、事件报警来源分布趋势、事件类型的分布、异常事件报警信息的综合统计报表等内容。可按照事件类型、查询日期、隧道等查询所需的报表并对其进行打印。按照异常信息的实际状况能够浏览、查询异常事件的处置工作流程及主要基本信息[4]。

3 隧道智慧管控平台提升隧道运营安全的案例分析

3.1 某隧道中的机电设备现状

该隧道中的机电工程主要由本地PLC控制平台、排水、照明、紧急电话、消防、通风、监控、通信、供配电、综合管线等共同组成。隧道内部的整体工作状况以及环境相对较差，所有设备产生故障的几率相对较高，为对此问题予以合理解决，该隧道在2020年针对失去能效的机电设备子系统实行了改造和优化，在2021年初针对本地PLC控制子系统实现了优化和改造。当前将控制系统已由传统形式的模拟视频监控升级优化成了网络化、数字化的高清视频监控，而且已可将视频图像精准高效的传输到交警平台中。

3.2 具体应用效果分析

针对该隧道的基础信息实行维修和养护管理，同时在二维角度和三维角度通过建模的方式，针对隧道内部的所有机电设备在运行环节的具体位置予以立体化的展示。与此同时，通过协议针对车道指示器、照明、CO/VI、视频监控等各种类型的设备和系统实现合理连接。系统主要包括分析研究判断模块、事件处置模块、实时监控模块、隧道配置和控制模块等，针对监测、分析、处置、决策等诸多流程实现了闭环管控。应用实时监测模块可针对各种类型的机电设备、当前的异常报警数据信息及环境信息进行查询和观看，融合预案匹配及各种事件的处置信息，能自动化调出相关联的摄像机，及时查看事件发生的实时状况，以便于以最快的速度明确事件处置工作方案。

结合该隧道在运行环节的具体状况，通过应用智慧隧道管理控制平台，针对隧道实现了一体化的管理和控制，将以往各个单独且分散的子系统在管理层面实现了高度科学的集中整合，针对隧道在运行环节实现了一体化综合化的实时监控，并在远程针对设备完成了自动化的集中管理和控制，有针对性的降低了日常监控、事件处理等诸多环节的人力、物力消耗，极大程度的提升了隧道在运营期间的安全性，在降低安全事故产生几率的同时，提高了运营管理环节的工作效率[5]。

4 结语

智慧管控平台的构建实现了从感知、预警到决策、控制，再到综合性分析的整体业务工作流程，将以往传统形式的单独管理转换成了一体化、综合性的监控，科学合理的解决了隧道内部各个子系统安全管理水平低、运营工作效率低、各自为政的工作现状，对于提高隧道在运营期间的安全及服务工作管理水平，推动隧道管理工作部门朝着智慧化管理进行转变而言，拥有极其重要的现实意义。