近年來,智慧高速建設(shè)逐漸成為行業(yè)熱點,隧道作為高速公路的重要組成部分,其智慧化建設(shè)也隨之提上日程。
根據(jù)交通運輸部于2021年5月印發(fā)的《2020年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示,截至2020年底,全國公路隧道21316處、2199.93萬延米,特長隧道1394處、623.55萬延米,長隧道5541處、963.32萬延米。據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2021年4月,我國在建的10公里以上超長公路隧道17條。
在此背景下,隧道管理問題一直是高速公路管理者急需解決的難題之一,特別是隧道狀態(tài)監(jiān)測問題。
盡管隧道內(nèi)大多配設(shè)有較為完善的視頻檢測設(shè)備以及照明補光設(shè)施,但受隧道特殊環(huán)境影響,大多設(shè)備很難發(fā)揮出在正常環(huán)境下應(yīng)有的成效,設(shè)備采集信息精度低、質(zhì)量差等問題不可避免,直接影響人工監(jiān)測判別效率,增加發(fā)現(xiàn)隧道堵塞和交通事件的難度。
加之道路管理人員資源緊張,審查人員易疲勞,從而使得高速運營方對隧道的管理效率低下。
此外,隨著近年來車路協(xié)同、自動駕駛技術(shù)的快速發(fā)展,智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐步進入量產(chǎn)階段,道路交通信息的重要性提升的同時,也對隧道基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。
交通采集信息單一,參數(shù)采集度不高,數(shù)據(jù)挖掘程度偏低,無法為高速公路交通管理和科學決策提供全面的信息和依據(jù),無法滿足交通管理部門對隧道的運維需求,也無法支撐起未來車路協(xié)同、自動駕駛對交通道路信息的高需求。
因此,為了應(yīng)對日益增長、來自建管養(yǎng)運等多方面的需求變化,高速公路管理部門對新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用需求也開始增加。
各地方智慧高速指南中的隧道建設(shè)
隨著交通運輸部推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點,北京、河北、浙江、山東、廣東、甘肅、江蘇等多省份先后開展了智慧高速的探索實踐,其中山東、浙江、北京、云南、寧夏等地推出了智慧高速建設(shè)指南,四川川渝地區(qū)發(fā)布了區(qū)域地方標準,都試圖從規(guī)劃層面為智慧高速建設(shè)指明方向,其中不乏對隧道建設(shè)的實踐經(jīng)驗總結(jié),且大都集中在全感知檢測方面。
《甘肅省智慧高速公路建設(shè)技術(shù)指南》中,在“5.2.2隧道狀態(tài)監(jiān)測章節(jié)”中對隧道建設(shè)給出了詳細要求。
一是數(shù)據(jù)采集對象和要求,主要檢測包含能見度、CO濃度、風速風向、亮度、火災(zāi)、交通事件、拱頂沉降、水平收斂等。
二是設(shè)施布設(shè)要求,如在隧道出入口各布設(shè)一套交通流檢測設(shè)備并考慮實際建設(shè)情況;宜在隧道內(nèi)布設(shè)邊緣計算單元,同時具備多源數(shù)據(jù)接入及本地計算能力;在進出口布設(shè)車路協(xié)同設(shè)施、可變情報板,提供安全預(yù)警信息;在上下行通道內(nèi)設(shè)置電子標簽;提升隧道內(nèi)衛(wèi)星定位信號精度等等。
此外還指出要充分考慮當?shù)貧夂驓鉁刈兓?,考慮設(shè)備防寒防凍。
《江蘇省智慧高速公路建設(shè)技術(shù)指南》中,在“5.2.2隧道狀態(tài)監(jiān)測”章節(jié)中同樣對隧道建設(shè)提出要求,但主要針對的是隧道狀態(tài)監(jiān)測的主要指標項、監(jiān)測范圍,隧道結(jié)構(gòu)安全檢測的類型確定。同時提出隧道宜注意提供車道級服務(wù)、智慧情報板等建設(shè)。
浙江省《智慧高速公路建設(shè)指南(暫行)》中,對隧道建設(shè)的內(nèi)容較為分散,主要為以下內(nèi)容:
在特長隧道、長隧道上游路段,宜設(shè)置車牌識別檢測設(shè)備;隧道口設(shè)置交通事件感知點位;隧道出入口設(shè)置RSU設(shè)備;在長或特長隧道入口前設(shè)置可變信息標志。
在“5.6.3設(shè)施布設(shè)要求”中,對隧道內(nèi)的多種設(shè)施設(shè)備提出了詳細的安裝要求,如隧道安全提升系統(tǒng)應(yīng)提高隧道內(nèi)衛(wèi)星定位信號精度,5000m及以上隧道宜設(shè)置隧道擴展定位系統(tǒng);隧道安全提升系統(tǒng)應(yīng)加強應(yīng)急處置,1000m及以上隧道應(yīng)設(shè)置入口管控、逃生設(shè)施;隧道安全提升系統(tǒng)應(yīng)加強疲勞駕駛提醒,3000m及以上隧道應(yīng)設(shè)置輪廓照明、警示誘導燈等等。
山東省《智慧高速公路建設(shè)指南(試行)》,則更加注重隧道的應(yīng)急保障建設(shè),在“6.2.4應(yīng)急保障”中集中提及:
應(yīng)急保障能力建設(shè)應(yīng)包括隧道通行安全監(jiān)測、突發(fā)事故處置(二次事故預(yù)防)和重大活動保障;隧道通行安全監(jiān)測,長隧道和特長隧道宜實現(xiàn)隧道內(nèi)交通事件、車輛種類及數(shù)量、人員情況的實時感知;其他隧道宜支持視頻智能分析等功能;特長隧道內(nèi)宜配備緊急廣播系統(tǒng)和可變信息標志,宜設(shè)置輔助救援機器人及遠程消防滅火控制裝置等等。
從上述四地的智慧高速指南來看,各地方隧道建設(shè)關(guān)注重點有所差異,或許與其所處的地域存在較大聯(lián)系。甘肅氣候寒冷,則關(guān)注隧道本身基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),對設(shè)備本身要求提出較高要求;江蘇、浙江兩地環(huán)境相對穩(wěn)定,則著重隧道的試點示范建設(shè),對隧道設(shè)備安裝細節(jié)尤為關(guān)注,從而積累規(guī)?;ㄔO(shè)經(jīng)驗;山東多山且易受到臺風影響,則重點關(guān)注隧道應(yīng)急保障,完善隧道安全建設(shè)和應(yīng)急措施。
隧道建管養(yǎng)運:新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用
回到當前隧道的實際建設(shè)當中,各地方高速管理部門對隧道的建管養(yǎng)運建設(shè)主要集中在三個方面,交通感知、隧道運維以及平臺管理。
隧道感知建設(shè)是智慧隧道的基礎(chǔ),因此交通管理部門通過架設(shè)多種感知設(shè)備,實現(xiàn)對隧道內(nèi)外交通狀態(tài)的檢測,從而為交通管理決策提供基礎(chǔ)信息支持。其中,交通雷達、AI視頻、雷視一體機等新型設(shè)備逐漸成為隧道感知建設(shè)的新寵兒。
隧道的交通感知建設(shè)是對隧道內(nèi)部的車流路況的檢測收集,而隧道運維則需要的是對隧道本身的感知檢測。
隧道在建設(shè)和運營中可能產(chǎn)生混凝土襯砌開裂、破損、脫落等問題,隧道內(nèi)的火情、照明不良、路面積水也能引發(fā)傷亡事故。這些都對隧道交通運營維護提出了嚴峻挑戰(zhàn),需要高頻度、高強度進行巡檢。
隧道巡檢機器人這一新型產(chǎn)品隨之誕生。相對于傳統(tǒng)的人工巡檢,隧道巡檢機器人可以在危險區(qū)域靈活穿梭,工作效率和巡檢強度也遠遠強于人工,同時實現(xiàn)對隧道進行全天候的狀態(tài)監(jiān)測,還可以對隧道行駛車輛輔以指揮通行。
例如在交通運輸部智慧公路試點項目,延崇(延慶至崇禮)高速河北段金家莊特長隧道崇禮方向,智能巡檢機器人已經(jīng)完成調(diào)試并運行;天津大學大跨空間結(jié)構(gòu)研究中心開發(fā)了一款智能巡檢機器人,并在天津蓮花嶺隧道開展調(diào)試測試;在浙江金麗溫高速大梁山隧道內(nèi),浙江交通集團浙高運技研中心所研制的隧道應(yīng)急救援巡檢機器人正式運行。
在隧道信息內(nèi)外收集完整的情況下,如何對所收集的信息價值進行更加深入地挖掘與應(yīng)用成為關(guān)鍵,因此智慧高速云控管理平臺成為了當前智慧高速的建設(shè)熱點。而在當前的管理平臺建設(shè)當中,數(shù)字孿生技術(shù)成為最受關(guān)注和歡迎的關(guān)鍵技術(shù)之一。
數(shù)字孿生技術(shù)的優(yōu)勢,在于能夠通過應(yīng)用隧道內(nèi)外配設(shè)感知設(shè)備所收集到的數(shù)據(jù)信息,在數(shù)字空間對隧道進行重新構(gòu)建并與現(xiàn)實隧道進行實時交互,從而在軟件平臺上將其展現(xiàn),實現(xiàn)對隧道的全知可控。
因此,掌握相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和科技公司都將目光瞄準此領(lǐng)域建設(shè),且不僅著眼于隧道建設(shè),更是通過數(shù)字孿生等新技術(shù)賦能高速公路路網(wǎng)整體管理,構(gòu)建高速公路管理平臺系統(tǒng),發(fā)布高速公路整體解決方案;傳統(tǒng)企業(yè)重新整合業(yè)務(wù)線路,同樣推出整體解決方案,包括管理平臺的建設(shè)。
結(jié)語
2022年4月底河南暴雨的相關(guān)信息發(fā)布后,在第一時間就登上微博熱搜,在眾多網(wǎng)友的討論聲中,也有許多人不禁回想起2021年7月那場罕見的特大暴雨。
其中鄭州京廣隧道段所發(fā)生的事故,成為了眾多交通從業(yè)者的一塊心病,冠以“智慧隧道”的隧道竟在暴雨中沒有起到作用,造成了人員傷亡和財產(chǎn)損失,無疑是對交通行業(yè)的一次重拳拷問。
保障交通安全是交通建設(shè)的基礎(chǔ),因此在建設(shè)過程中,無論是運用了哪些新技術(shù)亦或是哪些新產(chǎn)品,都需要從保障交通安全的角度出發(fā),而不是過度追求所謂的“智慧化建設(shè)”,隧道建設(shè)如此,高速公路建設(shè)亦如此。
交通安全大于天。
(內(nèi)容來源:賽文交通網(wǎng)(微信公眾號:China_7its)/作者:九卿。如果有侵權(quán)或不當之處,請聯(lián)系我們,我們將立即處理。)