隧道防汛拦截应急管理系统建设

隧道防汛拦截应急管理系统建设

常孝亭1

1.广州市黄埔区住房和城乡建设局，广东 广州，510665

摘要：广州市汛期天气复杂多变，局地性、区域性强降水、洪涝、地质灾害风险突出。为强化隧道涵洞防范措施、抓好城市水浸易涝点治理，建设城市隧道防汛应急指挥系统，实现自动化监测警告，并以积水点为中心建立监测、预警、警告的防汛管控体系及交通诱导系统，全面提高隧道防汛的监控、预警和管理能力，着力解决隧道涉水防汛预警信息获取滞后导致交通管制不及时，从而造成车辆误入隧道引发财产损失和人员伤亡这一难题。

关键词：应急管理、防汛、智慧城市、应急系统

0引言

广州市地处在沿海区域，汛期较长，伴随台风登录情况，发生极端强降水的概率大，城市防汛形势严峻，为城市防汛敲响了警钟。目前来看，广东市城区排水防涝薄弱环节仍较多，下穿式立交隧道强排能力不足，低洼地带还是经常出现积水情况等。

为更好地应对城市内涝、隧道积水等问题、强化隧道涵洞安全防范措施、助力城市水浸易涝点治理，决心攻关隧道防汛应急系统设计方案，建设集隧道日常监控、预警预报、联动拦截于一体的隧道防汛拦截应急管理系统，着力解决隧道涉水防汛预警信息获取滞后导致交通管制不及时，从而造成车辆误入隧道引发财产损失和人员伤亡这一难题。

1 系统建设思路

1.1 设计理念

立足于城市内涝风险防控，面向新型智慧城市建设要求，充分运用物联网、边缘计算、云计算、人工智能、大数据、数字孪生等先进技术，根据隧道特点，按照“一隧一方案一预案”实施策略进行规划建设， 建立“中心+现场”协同联动，做到系统及部门之间一体化联动，构建起“人防+物防+技防”三位一体的涵隧内涝风险防控机制，做细、做牢城市内涝治理工作。

1.2系统概述

隧道防汛拦截应急管理系统，立足于解决汛期隧道积水监测、交通疏导管控等问题，应用物联网、边缘计算、人工智能、数字孪生等新一代技术，对积水点水位、交通路况等要素信息进行实时采集，建立实时监测、自动预警、险情警示、隧道拦截的防汛应急管控体系及交通诱导服务，全面提高隧道防汛应急处置能力，保障人民生命及财产安全。该套系统包括水位监测子系统、预警子系统、拦截子系统、感监测系统、控制子系统和应急管理平台五部分。

水位监测子系统包含电子水尺单洞设置3个水尺，用来测量隧道最低积水位，保障数据的准确性、精确度，视频监控安装在涉水线附近，核实防汛警情。表决系统单洞内多个水尺读数，以及双洞内多个水尺读数组成系统的自动表决系统，以便判断隧道内积水位的真实信息。排除洒水车单侧通行对读数的瞬时影响，避免误判造成安全事故。

预警子系统由信息发布屏、车辆疏导指示灯、蜂鸣报警器、爆闪灯、语音播报器等组成，起到险情预警告示和交通疏导等作用；部署在隧道拦截闸口外100-150米左右；提前提醒、引导通行车辆。

拦截子系统包含拦截道闸、信息发布屏、摄像头、反向逃生线圈、防砸线圈、爆闪警示灯带等；部署在隧道辅道或支路交叉路口处，便于车辆绕行。

控制子系统，是由边缘计算控制服务器和UPS电源组成，边缘计算服务器集计算、存储、处理、控制为一体，是本系统的核心。UPS电源是系统的后备电源，市电中断后，可保证本系统正常运行两小时。

图1系统业务逻辑图

2系统特色建设

城市隧道防汛应急系统的总体目标是要做到自动感知、自动告警、自动拦截。其中，感知系统要做到多重采集、感知融通；警示系统要做到险情告知、声光警示、疏导通行。而拦截类型则分为自动拦截及遥控/手动辅助；安全措施包括不间断电源、闸机栏杆防砸、反向逃生起杆。数据方面，做到数据传输上能够多种传输、三网互通；数字孪生上做到实时孪生、辅助智能决策。平台运营方面做到实时监控、远程调度、系统联动。多方掌控，多措并举，只有做到与智慧城市相结合，与时代特色相吻合，才能更好建设具有特色的城市隧道防汛应急系统。

城市隧道防汛应急指挥系统能够系统化应对汛期路面、隧道积水并进行智慧化管理，规避传统单纯倚靠人力巡查、探测模式的弊端，应用人工智能、物联网、云计算、边缘计算等新型技术，对积水点进行实时的水位、现场图像等要素进行监测，实现自动化监测警告，并以积水点为中心建立监测、预警、警告的防汛管控体系及交通诱导系统，全面提高隧道防汛的监控、预警和管理能力。

以积水点为中心，通过电子水尺、超声波传感器等设备对积水点进行实时水位、现场图像等要素进行24小时不间断的监测，建立集监测、预警、警告于一体的隧道积水自动拦截系统。当隧道水位到达15厘米时，启动一级响应，隧道入口处警示指示灯亮起，广播语音及LED信息情报板将提示车辆绕行；当隧道水位到达27厘米时，启动二级响应，隧道入口禁行指示灯亮起，LED信息情报板提示车辆禁行，声光报警器拉响，双向车辆拦截系统启动，道闸关闭。

系统报警信息自动同步推送给相关人员及平台，中心平台的地图红闪报警，事发地视频窗口自动弹出。管理中心可以通过系统对设备进行远程控制或通知相关工作人员前往现场核实及处置。此外，系统专门设置两套电源，确保供电系统断电后仍能够持续运行2小时，为电力应急救援人员抢修提供足够的时间。

中心值守采用24小时轮换值班，具体工作如下：1、采用视频自动轮询（2小时/次），重点观察隧道栏杆闸门、涉水线实时状态。2、系统功能检查（每班一报）：早、中、晚班，分别报一次系统运行情况。3、自动报警（24小时）：系统出现预警、警告等异常时，系统自动弹出告警信息，并发出警报声和发送短信及语音提醒值班工作人员。4、实时查看（常规）：每隔1小时手动查看隧道状态，并重点观察易水浸的隧道。

3下一步规划

依托CIM基础平台建设成果，进一步完善城市感知系统，采集整合城区公共安全、应急管理、交通运输等领域感知数据，深化平台在态势预测、决策支持方面的能力，面向城市规划、建设、管理及日常运行，形成一批多元应用场景，支撑城区健康高效运行和突发事件快速智能响应。同时要紧跟“新城建”建设的契机，充分融入数字政府，在城市韧性、防灾减灾、应急救援方面贡献力量。

信息互联互通方面，要做到打破信息孤岛，实现公共信息资源共享，实现计算、数据等资源完全共享。设施共建共享方面，要避免多头投资、重复建设，并要极大的降低业务扩展成本、数据建设成本、应用开发成本、运维成本、机房资源成本等。数据资源统筹方面，要建设统一的城市信息数据库，进一步深度挖掘城市时空运行规律，实现运行状态的实时感知。多元业务系统方面，要构筑协同、高效、完善的智慧应用，实现大数据分析的同时，为决策层提供态势预测决策支持。

4结语

隧道防汛拦截应急管理系统，“平时”作为隧道的运行状态监测、前端设备管理与维护、应急预案管理等；“战时”作为险情处置、应急指挥、资源调度等；系统可集成到统一的市政应急指挥平台。通过对隧道防汛拦截应急管理系统的建设，不仅有利于人民安全出行，更有利于智慧交通系统的建设，推动智慧城市的发展，进而促进让人民更加方便、舒适的大环境建设。

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