“智融合、云管控”平台在桂柳高速公路改扩建工程安全管理中的应用

蒋宏飞

(广西桂鹿高速公路有限公司，广西 南宁 530022)

0 引言

随着国家经济的飞速发展，交通压力逐年上升，高速公路网需要不断拓宽和完善，先期建立的高速公路无法满足当前的交通负荷和承载力，线路的线型、舒适度也无法满足现在的需求，这部分高速公路的改扩建势在必行[1]。桂柳高速公路改扩建工程为有效应对施工期间多样化的风险，在制定工程安全项目策划书时，就已做好了科技创新策划，其中“智融合、云管控”信息管理平台就以“科技兴安”的理念被提上日程。本文以该工程为例，探索“智融合、云管控”平台在公众出行安全、施工安全管控信息化管理中的应用经验。

1 工程概况

桂柳改扩建工程起于桂林至三江、桂林绕城高速公路与泉南高速公路交叉的庙岭枢纽互通，经桂林市临桂区、永福县，柳州市鹿寨县，止于阳朔至鹿寨高速公路与泉南高速公路交叉的鹿寨北枢纽互通，路线全长约100.645 km，有桥梁66座，涵洞274道，隧道3座(其中长隧道2 525 m/1座，中隧道595 m/1座，短隧道480 m/1座)，互通式立体交叉8处，天桥39处，通道91道。计划工期3年。

2 项目重难点和解决思路

2.1 项目存在重难点

目前桂柳改扩建项目主要面临的重难点主要有以下几点：

(1)在“边通车、边施工”的作业环境下，施工技术难度大、安全风险高，给施工进度、质量、安全带来一定的难度[2]。本项目为改扩建工程，施工现场存在工种设备繁多、人员从属复杂，岗位巡视困难等巨大挑战性问题，一些危险性较大的工程存在极高施工安全风险，易引发施工事故。

(2)桂柳高速公路设计最初采用汽车专用公路技术指标，局部路段平曲线半径较小、纵坡较大、设计速度偏低、路基宽度较窄，行车安全得不到保障。现有路面宽度仅有21.5 m，没有应急车道。“边通车、边施工”改扩建保通压力大，且桂柳高速公路车流量大，日均车流量达3.3万辆，而重车比例达40%以上，且重载车辆爬坡易发生拥堵，由交通压力造成的安全影响、环境影响和社会影响等持续存在。

(3)沿线地形、地质条件复杂。桂柳高速公路经过山岭重丘区，喀斯特岩溶地区，沿线地质条件复杂，雨水丰沛，地下水丰富，施工边坡极易失稳垮塌。

(4)大断面、小净距隧道施工风险高。单洞四车道隧道最大开挖跨径超过22 m，且为小净距隧道，施工风险高，尤其是本项目还处于喀斯特岩溶发育地区，增加了施工风险。个别隧道在施工过程曾发生过坍塌冒顶事故，虽经工程措施处理暂时满足了现有大端隧道围岩稳定性要求，但拓宽施工仍有可能再次诱发该部位发生坍塌冒顶事故。

2.2 解决思路

(1)针对改扩建项目存在的问题，需要一套统一的安全施工监控管理平台对项目各关键性控制工程点进行有效的安全现场监控，解决安全管理人力不足问题，同时可有效提高安全巡视巡查管控能力和应急处置能力。

(2)针对施工现场安全防控，需要进行施工安全行为分析系统应用，有效监督施工不良行为和危险预警，及时进行安全告警，预防安全事故发生，同时提升应急处置速度和提供事故分析依据。

(3)针对改扩建道路拥堵问题，由于施工区域组织变动性，拥堵点也在变化，需要一套有效的智能治理拥堵监测系统，对发生的拥堵进行及时告警，同时对后方车辆进行有效分流诱导，避免大规模拥堵发生。

(4)针对隧道施工高风险问题，需要一套针对施工危险区的视频监测联动系统和隧道高精度定位系统，对进入隧道施工人员进行有效管控与行为安全防控。

“智融合、云管控”平台以大数据、云计算为基础，融合了自主研发的视频云联网、视频事件检测与预警、深度学习全息车辆感知分析等技术，由1个安全施工管控平台和3大支撑子系统(安全施工全程监控中心系统、施工现场安全智能分析系统、车辆拥堵检测与分流诱导系统、智慧隧道综合管控系统)组成，实现业务融合、平台统一、数据共享、智能分析；实现云端全天候监测、全过程指挥、全流程管理、全要素分析、全方位协同服务；实现高速公路改扩建工程“边通车、边施工、云调度、智服务”。

3 “智融合、云管控”平台的主要应用点

3.1 搭建指挥中心

依托桂柳改扩建工程，搭建施工安全管控平台，建立指挥中心，覆盖全线100.645 km改扩建工程施工路段的安全监测和管控，实时在线监测现场施工影像，及时掌握现场施工情况，解决空间差异问题，帮助管理人员解决人手不足的问题，不用来回反复至各个施工点也能发现隐患，大大提升了安全管理功效。

3.2 施工现场安全智能分析

安全智能分析是基于监控视频图像自动识别，通过分析算法应用视频AI服务器对施工现场存在的不规范行为进行检测分析，是通过相应施工场景中部署的监控视频，对施工现场存在的不规范行为以及泥石流、滑坡、车辆违停等几十种危险行为、事件进行识别和分析。识别出危险行为后，系统会主动通过系统界面、手机短信告警等方式，自动通知安全管理人员。安全管理人员可在第一时间处理，有效预防道路两侧边坡及施工现场安全事故的发生，保障道路通行安全，保护施工人员的人身安全。该应用能有效节约人力成本，满足不同施工现场的安全管理需要。

3.3 拥堵智能疏导，车辆智能监测，保障“两客一危”等重点运营车辆安全

通过前端施工、拥堵、事故等信息的采集，在平台进行视频、告警、拥堵信息等综合数据分析，以情报板、公众号、智慧锥桶、车载移动监控平台等方式提前向公众发布诱导信息，及时规划调整出行路线，降低道路拥堵程度，服务公众便捷出行。

桂柳高速公路是广西南北交通“大动脉”，过往的客车、旅游包车、危险品专用车流量较大。平台通过接入“两客一危”等重点运营车辆数据接口，结合高速公路车牌识别系统、道路动态称重设备、路侧智能基站、收费站联网收费系统、运输企业等获取货车运行数据，针对相关施工路段上通行的重点运营车辆，将其车辆类型、载重、籍贯、出入时间、违法行为等信息进行录入统计，实现车辆的实时行驶情况包括车辆信息、位置信息等的跟踪；同时提供车辆轨迹回放、车辆违停、超速行驶、疲劳驾驶等报警以及统计分析等功能。对于进入该施工路段的车辆，如果出现违章行驶情况或者出现意外情况，系统将产生报警信息，并将这些信息通过运营端口通知交警部门和运营单位，进行及时处理，避免事件的扩大。

3.4 智慧隧道综合管控，高效管理隧道施工

隧道施工本身就具有很多不可控的风险，为了更高效安全地管控隧道施工，提前发现安全隐患，避免发生重大安全事故，且在事故发生时，做好应急措施，最大程度降低事故造成的损失[3]，使隧道的综合管控发挥最大的社会效益和经济效益，智慧隧道综合管控系统应运而生。建设隧道的综合管控系统以人员和设备的定位技术为核心，采用UWB技术，通过在隧道内部署定位基站，以及为施工人员及工作台车、防水台车、二衬台车等设备佩戴定位标签的方式，来实现对人员、车辆或施工机械(挖掘机、装载机)的精确位置定位，可实现空间一维、二维定位。其中的LocalSense高精度无线定位系统，采用LocalSense无线脉冲技术(自主)，通过在隧道部署定位基站，为工人佩戴标签的方式，实现对人员的实时高精度定位，精度高达15～30 cm，在指挥中心便可掌握隧道内人员数量和位置，如发生坍塌紧急情况时，可及时了解洞内人员情况，方便开展救援。

智慧隧道综合管控系统还具备AI智能视频监测、扬尘噪音监测、有害气体监测等功能：(1)及时掌握隧道施工的安全步距、洞内开挖方式和洞内现场施工情况；(2)有效控制噪音和扬尘，确保洞内施工人员在符合要求的条件下作业，有效保证施工人员的身体健康；(3)监测各类有毒有害气体的成分和浓度，以便及时采取相应的防范措施。见图1。

图1 有毒有害气体监测示例图

4 “智融合、云管控”平台在应用中存在的问题和建议

4.1 “智融合、云管控”平台应用中存在的问题

“智融合、云管控”平台在实际运用中带来了很多优势与便利，但也存在一些问题：(1)受天气干扰较大，遇到雨天和大风天气，信号衰减严重，采集召回的视频质量低；(2)维护周期不固定，遇到视频无法采集和掉线反馈至客服后才有工作人员至现场维护，后台的主动服务与实际需求跟不上；(3)在4G或5G信号质量差的地段未建立基站，该区域段视频模糊，平台对施工行为容易造成误判。

4.2 “智融合、云管控”平台应用过程的建议

“智融合、云管控”平台需要建设方、施工方、建立方、运营方的共同合力才能充分发挥优势。(1)需要引进更高配置的计算机和高清摄像头等硬件设备，有效克服环境因素对数据采集的干扰；(2)科学配置人员，引进专业技术攻关团队和运行维护抢修队伍，确保出现故障能够第一时间解决，消除以往以抢修代替维护的情况；(3)加大资金投入额度，在信号盲区或者信号质量差的地段增设5G基站，确保摄像头所在区域信号良好。

5 结语

“智融合、云管控”平台实现了多种监控视频、物联感知等信息数据的采集、融合与展示，利用智能系统进行集中数据分析和辅助决策，可自动识别施工现场存在的不规范行为以及泥石流、滑坡、车辆违停等危险行为和事件，识别出危险行为后系统发出告警，预防了道路交通及施工现场安全事故的发生，保障道路通行安全，保护施工人员的人身安全。目前“智融合云管控”平台在高速公路改扩建项目中应用较少，虽然还有很多需要完善的地方，但是作为新时代的科技管理手段，今后将成为高速公路建设项目管理的发展趋势，是未来推动交通建设智能化、信息化、数字化不可或缺的力量。