甘肅省高速公路智慧隧道綜合管控系統(tǒng)探析＊

羅 婷，賈彥黨

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司，甘肅 蘭州730000；甘肅省智慧交通重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州730000）

甘肅省高速公路建設(shè)起步較晚，但發(fā)展迅速，特別是隨著“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的實(shí)施，高速公路建設(shè)向山區(qū)推進(jìn)、長(zhǎng)大隧道的數(shù)量和規(guī)模也在不斷提升，截至2019年底，全國(guó)公路隧道19 067處，1 896.66萬m，其中特長(zhǎng)隧道1 175處，521.75萬m，長(zhǎng)隧道4 785處，826.31萬m[1]。隧道內(nèi)具有空間密閉、視野范圍小、能見度低等一系列特點(diǎn)，導(dǎo)致隧道內(nèi)行車存在安全隱患大、出現(xiàn)故障難排查，其次，隧道內(nèi)由于機(jī)電設(shè)施種類多，系統(tǒng)構(gòu)成繁雜，隧道機(jī)電設(shè)施各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立，缺乏聯(lián)動(dòng)控制，信息孤立、沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)對(duì)隧道機(jī)電設(shè)施設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程管控手段，遇到突發(fā)事件和安全事故時(shí)，存在信息可信度低、信息傳達(dá)更新不及時(shí)等問題，因此，有必要建立統(tǒng)一的隧道綜合管控系統(tǒng)，提升隧道運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)能力和對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急處置水平，推動(dòng)傳統(tǒng)監(jiān)控邁向智慧運(yùn)營(yíng)管理的新高度，讓運(yùn)營(yíng)管理更高效、公眾出行更安全、交通運(yùn)輸更暢通。

1 隧道機(jī)電系統(tǒng)現(xiàn)狀

公路隧道機(jī)電系統(tǒng)隧道基層單元建設(shè)包括區(qū)域控制系統(tǒng)、隧道供配電系統(tǒng)、隧道通風(fēng)系統(tǒng)、隧道照明系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、隧道供配電系統(tǒng)、隧道消防系統(tǒng)等，隧道管理站直接負(fù)責(zé)對(duì)所轄隧道的日常監(jiān)控和管理，接收隧道區(qū)段監(jiān)控設(shè)備采集的各種信息，經(jīng)綜合分析、處理后形成控制方案，并由隧道管理站向隧道區(qū)段的控制設(shè)備下達(dá)控制命令。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，隧道管理站可與附近的部門如交警、醫(yī)療、消防建立聯(lián)系，相互協(xié)調(diào)完成隧道內(nèi)的救援以及后續(xù)的事故處理工作。此外，隧道管理站還負(fù)責(zé)向分中心上傳隧道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和圖像，并在必要時(shí)可由路段監(jiān)控分中心接管對(duì)隧道的監(jiān)控。但由于目前缺乏管理需求與信息資源的有限結(jié)合，沒有將整個(gè)隧道機(jī)電系統(tǒng)從整體上來考慮，割裂地應(yīng)用每個(gè)系統(tǒng)，難以發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)，直接造成信息分析處理弱化及聯(lián)動(dòng)控制管理效果減低[2]，而且很多隧道的信息化、智慧化水平落后，造成隧道內(nèi)安全事故頻發(fā)。

2 系統(tǒng)建設(shè)的意義

為提高隧道（群）監(jiān)控運(yùn)營(yíng)的安全性和高效性，有力提升隧道管理與服務(wù)的智能化水平，以實(shí)際業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，結(jié)合甘肅省數(shù)字交通發(fā)展的需求，引入“動(dòng)態(tài)化、平臺(tái)化、自動(dòng)化、智慧化”的四化交通思維，以“數(shù)字隧道、綠色隧道、安全隧道”為建設(shè)目標(biāo)，采用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、機(jī)器視覺、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)，以隧道機(jī)電設(shè)施與網(wǎng)絡(luò)資源為基礎(chǔ)，增設(shè)相應(yīng)的雷達(dá)、邊緣計(jì)算、路側(cè)單元等智能設(shè)備，構(gòu)建涵蓋高精度地圖、隧道綜合監(jiān)控、重點(diǎn)運(yùn)營(yíng)車輛跟蹤監(jiān)控、智能分析與輔助決策、交通事件應(yīng)急處置、數(shù)字資產(chǎn)管理與智慧運(yùn)維、車路協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用等子系統(tǒng)的智慧隧道（群）全業(yè)務(wù)一體化監(jiān)管平臺(tái)。

3 系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容

智慧隧道一體化綜合管控平臺(tái)充分貫徹頂層設(shè)計(jì)、集成整合理念，全方位布局隧道交通感知系統(tǒng)，旨在全面提升甘肅省隧道出行安全預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管控、協(xié)同服務(wù)水平。智慧隧道運(yùn)營(yíng)管控一體化平臺(tái)采用省中心、分中心、隧管站三級(jí)組織結(jié)構(gòu)，自下而上傳遞監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，滿足不同層級(jí)的業(yè)務(wù)管理和協(xié)作要求。

將隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急處置系統(tǒng)、數(shù)字資產(chǎn)與智慧運(yùn)維系統(tǒng)和智能分析與輔助決策系統(tǒng)集成在一個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一體化管控。憑借隧道內(nèi)所用到的機(jī)電設(shè)備，在此基礎(chǔ)上采集機(jī)電基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)，獲取數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和集成，利用智慧管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)分析和設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制，最后通過監(jiān)控中心的大屏幕、可變信息標(biāo)志、隧道智能廣播、車載終端等將信息發(fā)布出去[3]。

3.1 總體架構(gòu)

隧道的綜合管控主要由智慧隧道（群）全業(yè)務(wù)一體化監(jiān)管平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，平臺(tái)設(shè)計(jì)貫徹頂層設(shè)計(jì)、集成整合，全方位布局隧道交通感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源整合、信息共享，全面提升隧道綜合管控與風(fēng)險(xiǎn)管控能力，保障出行安全，提高服務(wù)水平。智慧隧道（群）全業(yè)務(wù)一體化監(jiān)管平臺(tái)能夠基于高精度地圖、三維建模和智慧基站融合感知技術(shù)構(gòu)建隧道智慧應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)隧道全域范圍下數(shù)字孿生，以直觀可視方式展示現(xiàn)場(chǎng)交通情況、運(yùn)行數(shù)據(jù)、事件預(yù)警等信息?；诙嘣獢?shù)據(jù)融合算法的邊緣計(jì)算和系統(tǒng)閾值設(shè)定，集成各大業(yè)務(wù)系統(tǒng)于一個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制、輔助決策和綜合管控，智慧隧道總體架構(gòu)如圖1所示。

智慧隧道（群）全業(yè)務(wù)一體化監(jiān)管平臺(tái)總體架構(gòu)分為4層。

第一層為感知層，主要由隧道各類機(jī)電設(shè)備和智慧化設(shè)備構(gòu)成，主要對(duì)隧道內(nèi)的各類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)人、車、路、環(huán)境等交通要素的感知和狀態(tài)數(shù)據(jù)采集，包括攝像機(jī)、雷達(dá)、照明、風(fēng)機(jī)、緊急電話、CO/VI檢測(cè)器、可變情報(bào)板及智慧基站等設(shè)備。

第二層為通信層，各類感知設(shè)備可借助光纖通信、4G/5G網(wǎng)絡(luò)、C-V2X等將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至后端平臺(tái)中。

第三層為支撐層，主要將前端設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、處理，確保各類數(shù)據(jù)有效傳輸和高效處理，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐，同時(shí)借助高精度地圖對(duì)車輛進(jìn)行高精定位和三維表征。

第四層為應(yīng)用層，主要由隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字資產(chǎn)與智慧運(yùn)維系統(tǒng)、智能分析與輔助決策系統(tǒng)、應(yīng)急處置系統(tǒng)和重點(diǎn)車輛運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，各個(gè)系統(tǒng)為隧道管理運(yùn)維及公眾提供高效的管理模式和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

3.2 隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)

基于隧道機(jī)電工程設(shè)施及組網(wǎng)環(huán)境，將隧道監(jiān)控的各類子系統(tǒng)（區(qū)域控制監(jiān)控、交通監(jiān)控、通風(fēng)照明監(jiān)控、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、緊急電話與廣播、電力監(jiān)控、消防監(jiān)控）的監(jiān)測(cè)控制數(shù)據(jù)及功能融合集成到統(tǒng)一的處理平臺(tái)中，該平臺(tái)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)各類設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制，還可根據(jù)交通量、洞內(nèi)外環(huán)境等參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算隧道照明和通風(fēng)需要，實(shí)現(xiàn)按需照明和通風(fēng)，以減少能耗，并且各個(gè)子系統(tǒng)之間能夠數(shù)據(jù)共享、聯(lián)動(dòng)控制，全面提高隧道運(yùn)營(yíng)協(xié)同監(jiān)測(cè)、智能誘導(dǎo)、聯(lián)動(dòng)控制能力和服務(wù)水平。

3.2.1 交通監(jiān)控系統(tǒng)

交通監(jiān)控系統(tǒng)主要包括交通事件檢測(cè)、交通控制及誘導(dǎo)設(shè)施，具體包括車輛檢測(cè)器、交通信號(hào)燈、車道指示器、可變情報(bào)板、路面激光投影等。隧道內(nèi)交通事件檢測(cè)采用視頻事件分析服務(wù)器、火災(zāi)探測(cè)器、能見度檢測(cè)器、智慧基站、車輛檢測(cè)器等多元數(shù)據(jù)經(jīng)過邊緣計(jì)算預(yù)處理后進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)，內(nèi)置閾值系統(tǒng)和融合分析算法，對(duì)于異常事件能夠彈出報(bào)警提示，通過交通異常事件研判，可以在平臺(tái)上展示事件結(jié)果，控制臺(tái)操作員確認(rèn)后，下發(fā)執(zhí)行聯(lián)動(dòng)預(yù)案，將信息推送到監(jiān)控大屏上。

3.2.2 照明控制系統(tǒng)

隧道照明系統(tǒng)可以改善隧道內(nèi)的視環(huán)境，為隧道內(nèi)通行提供視覺享受，減輕駕駛員疲勞，有利于提高隧道通行能力，保證交通安全。隧道照明控制系統(tǒng)通過洞內(nèi)、外設(shè)置的亮度檢測(cè)器，實(shí)時(shí)獲取車輛檢測(cè)器、事件檢測(cè)服務(wù)器數(shù)據(jù)，調(diào)用氣象部門數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同天氣、不同時(shí)段、不同交通量參數(shù)條件下影響隧道區(qū)域內(nèi)不同段落照明環(huán)境的自動(dòng)、逐級(jí)、健康調(diào)控。并根據(jù)車輛檢測(cè)器，智能判定在一定時(shí)間內(nèi)無車輛經(jīng)過時(shí)，自動(dòng)切換為節(jié)能模式。此外系統(tǒng)能夠根據(jù)時(shí)段、月份車流情況進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，提供時(shí)序或自動(dòng)控制方案，由人員確認(rèn)后實(shí)施。照明系統(tǒng)同時(shí)為應(yīng)急處置系統(tǒng)提供指令接口。

3.2.3 通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)

隧道通風(fēng)設(shè)施通過改變隧道內(nèi)空氣的化學(xué)組成和氣候條件，滿足人員工作、車輛運(yùn)行的衛(wèi)生和安全要求，保證隧道正常運(yùn)營(yíng)。通風(fēng)控制系統(tǒng)由隧道站通風(fēng)管理計(jì)算機(jī)、隧道設(shè)備室區(qū)域控制器、通風(fēng)控制柜、現(xiàn)場(chǎng)控制箱、風(fēng)機(jī)、CO/VI檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器、電纜等組成。根據(jù)設(shè)置在隧道內(nèi)的CO/VI檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器檢測(cè)到的隧道內(nèi)CO濃度、能見度和風(fēng)速風(fēng)向情況。系統(tǒng)以檢測(cè)到的CO濃度、能見度數(shù)據(jù)、風(fēng)速風(fēng)向值、交通量、有害物質(zhì)點(diǎn)位、密度為依據(jù)，前置邊緣計(jì)算服務(wù)器將多源數(shù)據(jù)進(jìn)行清理、篩選、融合形成算法所需數(shù)據(jù)，控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，包括風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)、運(yùn)行時(shí)間、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向的控制，有自動(dòng)、手動(dòng)控制。設(shè)在隧道墻壁的現(xiàn)場(chǎng)控制箱能夠完成風(fēng)機(jī)本地的人工控制。自動(dòng)控制將一個(gè)斷面上的2臺(tái)風(fēng)機(jī)作為一組進(jìn)行控制，由通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)返回每臺(tái)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)，即風(fēng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、故障等信號(hào)[5]。通風(fēng)系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和事件類型啟動(dòng)排風(fēng)方案，并為照明控制、消防監(jiān)控、視頻監(jiān)控等提供數(shù)據(jù)接口和消息指令。

3.2.4 消防監(jiān)控系統(tǒng)

隧道消防設(shè)施用于隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，提供給行車人員、隧道管理和消防人員前期火災(zāi)滅火設(shè)施。為實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)智慧化升級(jí)，需在現(xiàn)有洞內(nèi)消防設(shè)備箱、水泵房、洞內(nèi)水池、電伴熱等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處增設(shè)電子流量計(jì)、液位傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等設(shè)備，不間斷采集消防系統(tǒng)管網(wǎng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。一旦水井缺水或水位不達(dá)標(biāo)，啟用電力控制系統(tǒng)，啟動(dòng)水泵注水至設(shè)計(jì)水位。電伴熱管道采用的傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控管道水量，一旦發(fā)生無水空熱，會(huì)及時(shí)切斷電源，并將信號(hào)反饋至監(jiān)控系統(tǒng)，預(yù)留短信、APP通知服務(wù)。

3.2.5 火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)

火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，在使用者觸動(dòng)手動(dòng)報(bào)警、雙波長(zhǎng)火焰探測(cè)器檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)、攝像頭檢測(cè)到火災(zāi)條件下，可在火災(zāi)報(bào)警控制器上顯示出報(bào)警點(diǎn)或失火位置，監(jiān)控顯示器或大屏自動(dòng)切換距離最近的3臺(tái)攝像機(jī)視頻信號(hào)，監(jiān)控火災(zāi)或報(bào)警點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)視頻本地自動(dòng)錄像。管理人員通過視頻監(jiān)控確認(rèn)險(xiǎn)情后，啟動(dòng)信息發(fā)布系統(tǒng)，推送信息到已經(jīng)處置系統(tǒng)，開啟應(yīng)急預(yù)案，減低事故受害者、其他駕駛?cè)藛T和救援者的傷亡率，縮短救援時(shí)間，防止二次事故發(fā)生。

3.2.6 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

隧道視頻監(jiān)控系統(tǒng)由隧道外場(chǎng)攝像機(jī)、圖像傳輸設(shè)備、中控室內(nèi)閉路電視監(jiān)控設(shè)備等組成。視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過接入攝像機(jī)圖像，集中顯示隧道不同點(diǎn)、段車輛運(yùn)行情況，便于隧道管理人員及時(shí)掌握隧道交通運(yùn)行情況，可以將數(shù)據(jù)與通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，根據(jù)外接設(shè)備采集到隧道內(nèi)的實(shí)時(shí)信息，將視頻數(shù)據(jù)推送到平臺(tái)界面，可以實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)各個(gè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，如通過屏幕提示、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、指定錄像等各種方式將報(bào)警信息發(fā)送給管理人員、直管單位、聯(lián)動(dòng)單位等，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠接入應(yīng)急救援系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制交通設(shè)施。本次設(shè)計(jì)視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)主要復(fù)用重點(diǎn)運(yùn)營(yíng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)中智慧基站的相關(guān)攝像機(jī)。

3.2.7 電力監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)可以對(duì)隧道供電設(shè)施實(shí)現(xiàn)設(shè)備用電監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、異常事件、能源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。使用智能控制柜準(zhǔn)確掌控用電設(shè)備斷電、斷網(wǎng)、雷擊、環(huán)境檢測(cè)、開箱動(dòng)作等記錄。系統(tǒng)提供報(bào)表生成、數(shù)據(jù)打印、歷史數(shù)據(jù)、越限及故障報(bào)警信息、數(shù)據(jù)報(bào)表等功能，能夠分析不同月份、節(jié)假日、天氣狀況下的電力統(tǒng)計(jì)曲線圖，預(yù)判未來供電需求，為養(yǎng)護(hù)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2.8 信息發(fā)布系統(tǒng)

信息發(fā)布系統(tǒng)可以最大化地發(fā)揮視頻和實(shí)時(shí)路況等綜合交通信息的價(jià)值，根據(jù)平臺(tái)后端采集到的信息，發(fā)布交通信息，并實(shí)時(shí)管理發(fā)布的信息。以情報(bào)板顯示消息及時(shí)提醒駕駛員道路行車條件及天氣條件。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程語音講話、交通指揮、路況提示等功能，及時(shí)發(fā)布駕駛安全信息，減少交通事故；隧道內(nèi)發(fā)生異常事件時(shí)，應(yīng)急處置系統(tǒng)接收到可變信息標(biāo)志推送的信息，開啟預(yù)案，減低事故的發(fā)生率。

3.3 重點(diǎn)運(yùn)營(yíng)車輛監(jiān)控

重點(diǎn)車輛運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)主通過設(shè)置車輛識(shí)別、雷達(dá)監(jiān)測(cè)、邊緣計(jì)算、路側(cè)單元等智能設(shè)備，利用高精度地圖和GNSS時(shí)鐘授時(shí)，采用車輛動(dòng)態(tài)數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“兩客一危”等重點(diǎn)運(yùn)營(yíng)車輛在隧道內(nèi)的全域?qū)崟r(shí)可視化跟蹤監(jiān)控，并通過智能分析與輔助決策系統(tǒng)，提前預(yù)警隧道內(nèi)重點(diǎn)運(yùn)營(yíng)車輛可能發(fā)生的交通事故。在事故發(fā)生時(shí)，可及時(shí)調(diào)用應(yīng)急處置系統(tǒng)，對(duì)隧道進(jìn)行有效管控和事故及時(shí)處置，有效避免二次事故發(fā)生，提高隧道運(yùn)營(yíng)安全主動(dòng)防控能力。重點(diǎn)車輛運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2所示。

3.4 應(yīng)急處置系統(tǒng)

應(yīng)急處置系統(tǒng)根據(jù)隧道影響區(qū)域、路網(wǎng)影響區(qū)域不同設(shè)置綜合防控范圍，針對(duì)隧道內(nèi)的各種突發(fā)情況，制定應(yīng)對(duì)措施，結(jié)合不同的突發(fā)事件的內(nèi)容，通過智慧隧道一體化綜合管控平臺(tái)，結(jié)合高精度地圖和邊緣計(jì)算等技術(shù)手段對(duì)發(fā)生事件和交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行研判，根據(jù)不同的突發(fā)事故以及事件的嚴(yán)重程度，自動(dòng)彈出告警信息，提示用戶是否執(zhí)行報(bào)警預(yù)案，用戶確定執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，展開實(shí)時(shí)、高效、規(guī)范應(yīng)急處置。

應(yīng)急處置系統(tǒng)應(yīng)包括對(duì)隧道內(nèi)所有常見的事件場(chǎng)景，按照“一事件一措施”的原則，對(duì)每個(gè)事件場(chǎng)景設(shè)置相應(yīng)的處置預(yù)案，具體的應(yīng)急處置系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖3所示。

圖3 應(yīng)急處置系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

3.5 數(shù)字資產(chǎn)管理與智慧運(yùn)維系統(tǒng)

高速公路所使用的機(jī)電設(shè)備種類繁多，數(shù)量龐大，傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備管理方式難以對(duì)機(jī)電設(shè)備的使用以及故障信息進(jìn)行精準(zhǔn)分析，難以全面、及時(shí)、準(zhǔn)確掌握機(jī)電系統(tǒng)資產(chǎn)信息，同時(shí)機(jī)電設(shè)備分布廣泛，機(jī)電運(yùn)維質(zhì)量嚴(yán)重依賴個(gè)人的能力和意愿，運(yùn)維投入的有效性、合理性難以評(píng)估。為了提升機(jī)電設(shè)備的精細(xì)化管理和智慧化運(yùn)維，通過大數(shù)據(jù)、高精圖地圖、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)構(gòu)建數(shù)字資產(chǎn)與智慧運(yùn)維管理系統(tǒng)，對(duì)隧道機(jī)電硬件設(shè)施實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化管理、全方位監(jiān)測(cè)，對(duì)機(jī)電設(shè)施故障實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡檢、自動(dòng)報(bào)修，對(duì)設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修的全過程進(jìn)行監(jiān)督。該平臺(tái)總體架構(gòu)采用大數(shù)據(jù)、云、智能終端的信息系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)主要功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 數(shù)字資產(chǎn)管理與智慧運(yùn)維系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.6 智能分析與輔助決策系統(tǒng)

智能分析與輔助決策系統(tǒng)通過收集隧道內(nèi)設(shè)備、車輛、環(huán)境的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)運(yùn)行狀況進(jìn)行智能分析，并結(jié)合隧道管理工作的需求以及當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)來確定隧道運(yùn)行的管控策略。系統(tǒng)中預(yù)設(shè)了事件匹配預(yù)案，可以對(duì)隧道內(nèi)事件發(fā)生的事前、事中、事后都進(jìn)行全方位管理，并進(jìn)一步明確隧道事件處置流程，智能分析與輔助決策技術(shù)架構(gòu)如圖5所示。

圖5 智能分析與輔助決策技術(shù)架構(gòu)圖

4 結(jié)論

綜上所述，針對(duì)目前隧道運(yùn)營(yíng)管理方面存在的不足，用信息化手段優(yōu)化現(xiàn)有業(yè)務(wù)機(jī)制和管理過程，從隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急處置系統(tǒng)、數(shù)字資產(chǎn)與智慧運(yùn)維系統(tǒng)以及智能分析決策系統(tǒng)等方面的技術(shù)探索，將各個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)隧道運(yùn)營(yíng)一體化管控，大幅度提升公路隧道安全預(yù)警能力、事件處理能力和決策指揮能力，降低隧道管控人力成本，提升隧道管控效率，減少隧道安全事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失。