高速公路隧道交通運(yùn)行狀態(tài)全面感知技術(shù)與應(yīng)用

1、高速公路隧道交通運(yùn)行狀態(tài)全面感知技術(shù)與應(yīng)用摘要：目前，隨著我國的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，我國的高速 公路建設(shè)在不斷的加快，因其建設(shè)運(yùn)營成本高、運(yùn)管安全風(fēng)險(xiǎn)大等諸多問題，受 到各級(jí)政府、交通運(yùn)扮主管部門和運(yùn)營管理者的高度關(guān)注。本文結(jié)合全國高速公 路建設(shè)運(yùn)管實(shí)際，對(duì)高速公路隨道運(yùn)管管理現(xiàn)狀和安全運(yùn)營管理中存在的問題進(jìn) 行了分析，對(duì)基于毫來波雷達(dá)事件檢測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)事件檢側(cè)技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析; 結(jié)合實(shí)際.詳細(xì)介紹了逆向合成毫未波雷達(dá)健道交通運(yùn)行狀態(tài)全面感知技術(shù)的系統(tǒng) 架構(gòu)、主要功能和創(chuàng)新應(yīng)用取得的良好效果。關(guān)鍵詞：高速公路;隧道安全;感知引言隧道作為高速公路交通的咽喉，不僅事故多發(fā)，而且隧

2、道交通事故發(fā)生后處 理困難，極易造成群死群傷等嚴(yán)重后果。如何利用隧道行車感知網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)集 成應(yīng)用技術(shù)，及時(shí)了解、處理和發(fā)布隧道運(yùn)行狀態(tài)和交通預(yù)警信息，提升隧道交 通安全的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)能力，為隧道監(jiān)管人員和司乘人員提供快捷的隧道行車安全預(yù) 警信息服務(wù)顯得極其重要。1隧道運(yùn)營管理現(xiàn)狀及不足1.1設(shè)備聯(lián)動(dòng)方面隧道內(nèi)的供配電系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、和消防系統(tǒng)等大多 處于各自分立狀態(tài)。隨著應(yīng)用理念和信息技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控已成為 當(dāng)前的主要發(fā)展方向。但由于建設(shè)期不同機(jī)電系統(tǒng)標(biāo)段劃分，各機(jī)電監(jiān)控信息系 統(tǒng)業(yè)務(wù)特征等因素，在具體實(shí)踐中，供配電、消防等專業(yè)系統(tǒng)一般單獨(dú)運(yùn)行。此 外，由于監(jiān)控系

3、統(tǒng)聯(lián)動(dòng)策略不僅與系統(tǒng)建設(shè)情祝、設(shè)備技術(shù)參數(shù)有關(guān)，還于隧道 交通運(yùn)行情況、設(shè)備運(yùn)行工況、自然環(huán)境等多種復(fù)雜因素相關(guān)，很難制訂統(tǒng)一標(biāo) 準(zhǔn)的、固定不變的聯(lián)動(dòng)策略與應(yīng)急預(yù)案;信息采集、設(shè)備控制、誘導(dǎo)信息發(fā)布各流 程間不匹配、不同步。當(dāng)高速公路隧道發(fā)生交通事故或火災(zāi)等異常緊急事件時(shí)， 由于沒有形成系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)體系，無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)、高效、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的應(yīng)急管理和 聯(lián)動(dòng)控制.影響了應(yīng)急處置和緊急救援的效率。1.2隧道管理成本最少我國高速公路一般都采用企業(yè)化管理模式，管理成本在營運(yùn)管理中是項(xiàng)重要 的考核指標(biāo)。隧道群機(jī)電設(shè)備眾多，系統(tǒng)龐大復(fù)雜，尤其是隧道照明、通風(fēng)設(shè)備 的運(yùn)行消耗大量的電力資源。如何通過規(guī)范化的組織管

4、理，憑借科技手段，降低 隧道運(yùn)營管理成本，是隧道管理的主要目標(biāo)之一，也是影響其它隧道管理目標(biāo)實(shí) 現(xiàn)的關(guān)鍵因素。1.3道路及隧道交通設(shè)施因素山嶺隧道路段線形差，氣候復(fù)雜，隧道內(nèi)環(huán)境惡劣，通風(fēng)、照明、消防設(shè)施 等機(jī)電設(shè)施易老化損壞，故障率高，加上由于維修成本高、周期長的原因，致使 系統(tǒng)功能完整性受到影響，也是無法及時(shí)改善隧道交通環(huán)境質(zhì)量的原因之一。2基于毫米波雷達(dá)事件檢測(cè)的隧道交通運(yùn)狀態(tài)全面感知技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用隧道運(yùn)營管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到許多部門、各種型號(hào)的設(shè)備、 先進(jìn)的技術(shù)等多方面的因素。有效的隧道運(yùn)營管理手段對(duì)于減少隧道事故發(fā)生、 防止隧道事故擴(kuò)大、減少事故損失具有非常重要的作用。目前

5、，國內(nèi)外常用的幾 種交通信息檢測(cè)技術(shù)有:線圈、微波、紅外視頻、數(shù)字視頻、機(jī)器視覺、超聲波檢 測(cè)等。視頻檢測(cè)技術(shù)是應(yīng)用較為普遍的一種交通信息、交通事件檢測(cè)技術(shù)，但檢 測(cè)效果和精準(zhǔn)度容易受到雨雪霧、光照、沙塵、霧霆、隧道環(huán)境污染等外界環(huán)境 的影響，經(jīng)過十余年的應(yīng)用，其有效性和準(zhǔn)確性已受到較為廣泛的質(zhì)疑。在交通 事件檢測(cè)和信息采集領(lǐng)域迫切需要一種全天候工作，受環(huán)境影響小，檢測(cè)準(zhǔn)確， 可智能運(yùn)行的檢測(cè)技術(shù)。采用新型雷達(dá)技術(shù)事件檢測(cè)的出現(xiàn)，滿足了以上各種需 求和技術(shù)要求，為隧道交通運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)以及交通事件檢測(cè)提供了一種可靠的、 全新的技術(shù)手段。3高速公路隧道交通運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)用3.1高速公路隧道交通運(yùn)行狀態(tài)

6、全面感知技術(shù)與應(yīng)用管理目標(biāo)：指隧道管理的基本目標(biāo)和核心目標(biāo)；系統(tǒng)功能：指隧道土建設(shè)施、 交通安全設(shè)施、交通機(jī)電系統(tǒng)的綜合功能效果；交通管理：指隧道交通誘導(dǎo)、控 制、救援服務(wù)；車輛管理：指運(yùn)輸車輛（超限運(yùn)輸、超速、車輛性能指標(biāo)等）的 管理；政策法規(guī)：指高速公路交通法規(guī)、運(yùn)輸政策等；服務(wù)水平：隧道管理者提 供給道路使用者的服務(wù)質(zhì)量水平，體現(xiàn)在隧道交通環(huán)境質(zhì)量上；對(duì)隧道管理者本 身而言，系統(tǒng)功能是在隧道建設(shè)設(shè)計(jì)階段決定的，車輛管理和政策法規(guī)是由交通 運(yùn)輸管理部門、交警等執(zhí)法機(jī)構(gòu)實(shí)施落實(shí)的；由于事故具有偶發(fā)性和不可控性， 隧道管理者只能在科學(xué)地使用系統(tǒng)設(shè)施，合理利用政策法規(guī)的基礎(chǔ)上，通過高效、 科學(xué)的

7、管理手段來改善交通環(huán)境狀況，提高隧道服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)降低事故發(fā)生概 率，減少事故損失程度的管理目標(biāo)。換而言之，在已有的邊界限制條件下，通過 科學(xué)的組織管理來改善隧道的交通環(huán)境質(zhì)量，提高隧道服務(wù)水平，是體現(xiàn)管理水 平高低的重要標(biāo)志。近年來，隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，公路交通建設(shè)逐步在推行 交通設(shè)施和自然和諧一致。對(duì)已通車的高速公路隧道而言，如何通過有效的管理 手段，使得隧道交通保持順暢，洞內(nèi)光照協(xié)調(diào)，洞璧干凈，通風(fēng)合理，實(shí)現(xiàn)低噪 音、低能耗、低污染物排放的環(huán)境目標(biāo)，改變以往道路使用者在通過隧道路段時(shí) 的壓抑、恐懼的“黑洞”心理感受，是隧道管理者面臨的難題和挑戰(zhàn)?！熬G色照明 是2 0世紀(jì)9 0年代初國際

8、上對(duì)節(jié)約電能，保護(hù)環(huán)境，提高照明質(zhì)量，對(duì)照明系 統(tǒng)進(jìn)行的形象化說法。近年來，國內(nèi)在公路隧道照明設(shè)計(jì)中也提出了 綠色照明 的概念，認(rèn)為隨著公路隧道項(xiàng)目日益增多，推行公路隧道綠色照明勢(shì)在必行。另 一方面，步入21世紀(jì)以來，“生態(tài)高速公路理念”的提出，突破了高速公路的固 有設(shè)計(jì)理念，符合構(gòu)建和諧社會(huì)和環(huán)境保護(hù)的方針，延伸了高速公路的內(nèi)涵。 當(dāng)前“環(huán)保設(shè)計(jì)”、“環(huán)保施工的建設(shè)理念已經(jīng)成為交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展的必由 之路。3.2隧道行車環(huán)境感知1）基于視頻感知。實(shí)時(shí)感知隧道行車狀態(tài)，通過視頻圖像實(shí)時(shí)采集以及后臺(tái) 數(shù)據(jù)處理，采集隧道行車安全相關(guān)的各類數(shù)據(jù)：車輛行駛速度、車型大小、超速、 低速、逆行、停車、

9、隧道行人狀態(tài)以及其他異常狀態(tài)感知。2）輔助感知手段。 集成現(xiàn)有的各類感知手段，如雷達(dá)測(cè)速、微波車檢、交警測(cè)速、隧道環(huán)境檢測(cè)、 火災(zāi)報(bào)警檢測(cè)等多種檢測(cè)方式對(duì)隧道行車安全相關(guān)各要素，實(shí)時(shí)感知隧道交通行 車安全各類信息。其中雷達(dá)測(cè)速也可以作為一種警示手段，在隧道入洞前提前規(guī) 范司機(jī)的駕駛規(guī)范。3.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)功能與攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)，在雷達(dá)檢測(cè)到異常事件時(shí)，能夠根據(jù)事件發(fā)生 位置，調(diào)用距事件發(fā)生位置最近的監(jiān)控?cái)z像機(jī)或云臺(tái)攝像機(jī)指向事件發(fā)生位置， 方便隧道值守人員及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情倪進(jìn)行查看和確認(rèn)，對(duì)異常事件進(jìn)行跟蹤驗(yàn)證.提 高事件發(fā)現(xiàn)、上報(bào)效率，方便管理人員在最短時(shí)間內(nèi)做出及時(shí)應(yīng)急處置。結(jié)語隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)步和工程技術(shù)的不斷發(fā)展，高速公路隧道工程建設(shè)已趨于標(biāo) 準(zhǔn)化和規(guī)范化，隧道運(yùn)營管理日益完善。在隧道運(yùn)營管理中，充分借助先進(jìn)機(jī)電 設(shè)施和信息技術(shù)，不斷探索和創(chuàng)新隧道安全運(yùn)營管理對(duì)提高路網(wǎng)運(yùn)行效率，提升 高速公路運(yùn)營效率和服務(wù)水平，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全都具有非常重要的意義。 逆向合成全向廣域毫米波雷達(dá)事件檢測(cè)的創(chuàng)新應(yīng)用為高速公路隧道運(yùn)營管理提供 了一種集先進(jìn)性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、智能化為一體的技術(shù)手段。實(shí)踐應(yīng)用效果表 明，這一技術(shù)的推廣應(yīng)用具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益?；诶走@技術(shù)的事件 檢測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將有益于路網(wǎng)