高速公路隧道交通运行状态全面感知技术与应用

高速公路隧道交通运行状态全面感知技术与应用

杨 乐

山东省交通运输监测与应急处置中心 山东 济南 250002

摘要：目前，随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的高速公路建设在不断的加快，因其建设运营成本高、运管安全风险大等诸多问题，受到各级政府、交通运扮主管部门和运营管理者的高度关注。本文结合全国高速公路建设运管实际，对高速公路随道运管管理现状和安全运营管理中存在的问题进行了分析，对基于毫来波雷达事件检测技术与传统事件检侧技术进行了对比分析;结合实际.详细介绍了逆向合成毫未波雷达健道交通运行状态全面感知技术的系统架构、主要功能和创新应用取得的良好效果。

关键词：高速公路;隧道安全;感知

引言

隧道作为高速公路交通的咽喉，不仅事故多发，而且隧道交通事故发生后处理困难，极易造成群死群伤等严重后果。如何利用隧道行车感知网络以及相关集成应用技术，及时了解、处理和发布隧道运行状态和交通预警信息，提升隧道交通安全的应急联动能力，为隧道监管人员和司乘人员提供快捷的隧道行车安全预警信息服务显得极其重要。

1隧道运营管理现状及不足

1.1设备联动方面

隧道内的供配电系统、通风系统、照明系统、监控系统、和消防系统等大多处于各自分立状态。随着应用理念和信息技术的发展，监控系统联网联控已成为当前的主要发展方向。但由于建设期不同机电系统标段划分，各机电监控信息系统业务特征等因素，在具体实践中，供配电、消防等专业系统一般单独运行。此外，由于监控系统联动策略不仅与系统建设情祝、设备技术参数有关，还于隧道交通运行情况、设备运行工况、自然环境等多种复杂因素相关，很难制订统一标准的、固定不变的联动策略与应急预案;信息采集、设备控制、诱导信息发布各流程间不匹配、不同步。当高速公路隧道发生交通事故或火灾等异常紧急事件时，由于没有形成系统的联动体系，无法实现及时、高效、统一、协调的应急管理和联动控制.影响了应急处置和紧急救援的效率。

1.2隧道管理成本最少

我国高速公路一般都采用企业化管理模式，管理成本在营运管理中是项重要的考核指标。隧道群机电设备众多，系统庞大复杂，尤其是隧道照明、通风设备的运行消耗大量的电力资源。如何通过规范化的组织管理，凭借科技手段，降低隧道运营管理成本，是隧道管理的主要目标之一，也是影响其它隧道管理目标实现的关键因素。

1.3道路及隧道交通设施因素

山岭隧道路段线形差，气候复杂，隧道内环境恶劣，通风、照明、消防设施等机电设施易老化损坏，故障率高，加上由于维修成本高、周期长的原因，致使系统功能完整性受到影响，也是无法及时改善隧道交通环境质量的原因之一。

2基于毫米波雷达事件检测的隧道交通运状态全面感知技术创新应用

隧道运营管理是一个复杂的系统工程，涉及到许多部门、各种型号的设备、先进的技术等多方面的因素。有效的隧道运营管理手段对于减少隧道事故发生、防止隧道事故扩大、减少事故损失具有非常重要的作用。目前，国内外常用的几种交通信息检测技术有:线圈、微波、红外视频、数字视频、机器视觉、超声波检测等。视频检测技术是应用较为普遍的一种交通信息、交通事件检测技术，但检测效果和精准度容易受到雨雪雾、光照、沙尘、雾霆、隧道环境污染等外界环境的影响，经过十余年的应用，其有效性和准确性已受到较为广泛的质疑。在交通事件检测和信息采集领域迫切需要一种全天候工作，受环境影响小，检测准确，可智能运行的检测技术。采用新型雷达技术事件检测的出现，满足了以上各种需求和技术要求，为隧道交通运行状态检测以及交通事件检测提供了一种可靠的、全新的技术手段。

3高速公路隧道交通运行状态应用

3.1高速公路隧道交通运行状态全面感知技术与应用

管理目标：指隧道管理的基本目标和核心目标；系统功能：指隧道土建设施、交通安全设施、交通机电系统的综合功能效果；交通管理：指隧道交通诱导、控制、救援服务；车辆管理：指运输车辆（超限运输、超速、车辆性能指标等）的管理；政策法规：指高速公路交通法规、运输政策等；服务水平：隧道管理者提供给道路使用者的服务质量水平，体现在隧道交通环境质量上；对隧道管理者本身而言，系统功能是在隧道建设设计阶段决定的，车辆管理和政策法规是由交通运输管理部门、交警等执法机构实施落实的；由于事故具有偶发性和不可控性，隧道管理者只能在科学地使用系统设施，合理利用政策法规的基础上，通过高效、科学的管理手段来改善交通环境状况，提高隧道服务质量，实现降低事故发生概率，减少事故损失程度的管理目标。换而言之，在已有的边界限制条件下，通过科学的组织管理来改善隧道的交通环境质量，提高隧道服务水平，是体现管理水平高低的重要标志。近年来，随着对环境保护的重视，公路交通建设逐步在推行交通设施和自然和谐一致。对已通车的高速公路隧道而言，如何通过有效的管理手段，使得隧道交通保持顺畅，洞内光照协调，洞璧干净，通风合理，实现低噪音、低能耗、低污染物排放的环境目标，改变以往道路使用者在通过隧道路段时的压抑、恐惧的“黑洞”心理感受，是隧道管理者面临的难题和挑战。“绿色照明”是２０世纪９０年代初国际上对节约电能，保护环境，提高照明质量，对照明系统进行的形象化说法。近年来，国内在公路隧道照明设计中也提出了"绿色照明"的概念，认为随着公路隧道项目日益增多，推行公路隧道绿色照明势在必行。另一方面，步入２１世纪以来，“生态高速公路理念”的提出，突破了高速公路的固有设计理念，符合“构建和谐社会”和环境保护的方针，延伸了高速公路的内涵。当前“环保设计”、“环保施工”的建设理念已经成为交通建设的可持续发展的必由之路。

3.2　隧道行车环境感知

1）基于视频感知。实时感知隧道行车状态，通过视频图像实时采集以及后台数据处理，采集隧道行车安全相关的各类数据：车辆行驶速度、车型大小、超速、低速、逆行、停车、隧道行人状态以及其他异常状态感知。2）辅助感知手段。集成现有的各类感知手段，如雷达测速、微波车检、交警测速、隧道环境检测、火灾报警检测等多种检测方式对隧道行车安全相关各要素，实时感知隧道交通行车安全各类信息。其中雷达测速也可以作为一种警示手段，在隧道入洞前提前规范司机的驾驶规范。

3.3视频监控系统集成联动

系统检测功能与摄像机联动，在雷达检测到异常事件时，能够根据事件发生位置，调用距事件发生位置最近的监控摄像机或云台摄像机指向事件发生位置，方便隧道值守人员及时对现场情倪进行查看和确认，对异常事件进行跟踪验证.提高事件发现、上报效率，方便管理人员在最短时间内做出及时应急处置。

结语

随着经济社会进步和工程技术的不断发展，高速公路隧道工程建设已趋于标准化和规范化，隧道运营管理日益完善。在隧道运营管理中，充分借助先进机电设施和信息技术，不断探索和创新隧道安全运营管理对提高路网运行效率，提升高速公路运营效率和服务水平，保障人民生命财产安全都具有非常重要的意义。逆向合成全向广域毫米波雷达事件检测的创新应用为高速公路隧道运营管理提供了一种集先进性、适用性、经济性、智能化为一体的技术手段。实践应用效果表明，这一技术的推广应用具有显著的社会效益和经济效益。基于雷这技术的事件检测技术的广泛应用，将有益于路网运行感知能力的全面加强，能够进一步提升基础设施建设水平、智能化管理水平。

参考文献

[1]　巩航军，魏显威．高速公路隧道运营安全综合评价研究[J]．公路交通科技，2010，（8）．

[2]　戴学臻．公路隧道运营安全评价及管理系统开发研究[D]．长安大学，2010．

[3]　曾祥平．公路隧道交通安全预警理论与方法研究[D]．重庆交通大学，2008．