高速公路特长隧道交通监控与控制策略分析

高速公路特长隧道交通监控与控制策略分析

相振行

山东东泰设计咨询有限公司 山东 淄博 255000

摘要：在我国高速公路的安全施工中，特长隧道的安全性是一个非常重要的课题。在长距离、封闭等客观条件下，如有危险状况，会导致道路堵塞乃至瘫痪，而且还会对隧道内和周围人员的生命安全造成极大威胁，因此，对其进行监控和应急处置显得尤为迫切。高速公路特长隧道交通监测和控制策略，以更好地进行交通管理，保障交通安全，是非常必要的。

关键词：高速公路；特长隧道；交通监控

1高速公路特长隧道交通监控需求分析

在高速公路特长隧道的交通监控系统的设计和相应的控制策略的制定过程中，需要重点明确以下几个方面的要求：在一般条件下，行车引导和道路管控的交通管理要求；第在半封闭环境中，对机械通风、人工照明等设备的使用要求；对隧道内环境、交通状况、事故等信息进行动态收集和可视化展示；针对火灾、交通事故等特定场景的实际应用，包括火灾自动报警、事故区域定位、交通信号灯切换、建筑风险评估等。

2高速公路特长隧道交通监控的系统设计

2.1特长隧道交通监控系统整体设计

在对高速公路特长隧道交通监控系统进行整体设计的时候，前端感知层是监控系统获得隧道信息的根本，它主要包括了各种传感装置和检测设备。在系统应用的过程中，前端感知层应该始终维持着全天候监测、动态化上传的运行状态。监控管理者是监控系统的核心。在应用系统的过程中，监控管理者主要采用了两种方式，一种是程序自动控制，另一种是人工手动控制，这种方式可以对各种信息进行分析处理，还可以对信号指令进行反馈发送。同时，为满足诸如大数据管理等方面的需要，监管层也应该具有数据交换，数据存储等功能。终端显示层的主要功能是实现隧道监控信息、系统运行信息的可视化呈现，监控站相关人员通过各类显示平台、显示设备可对特长隧道内部的实时情况进行了解，并根据显示内容进行实况分析、系统操控、应急处理等。

2.2高速公路特长隧道交通系统功能设计

高速公路特长隧道交通监控系统的基本目标是保证隧道内的行车安全与道路畅通，并全程化、全面化地实现对各类风险隐患的及时感知与控制处理。因此，在进行实际的设计过程中，必须确保系统具有以下几个方面的功能。首先，实现了巷道现场信息集成收集。其次，对所收集到的资料进行处理。对于收集到的、接收到的信息，监测系统应该具有一定的自动化分析能力，并且能够迅速地进行有针对性、合理地控制行为或处理行动。还有消息传递职能。要将各种信息同步地提供到监控站和相关的移动终端设备，确保有关人员可以对特长隧道内的真实状况有一个全面的了解，并可以实现监控屏幕的切换和监控信息的调用。监测系统还必须向特长隧道内和隧道外的车辆驾驶员提供可靠的信息。具有特殊的管理职能。根据该系统的整体监测要求，通风、消防和照明等子系统必须具有各自的控制系统。这样，既可使隧道内的照明条件达到供需均衡，又可防止光线资源的过度浪费。

3高速公路特长隧道交通监控的控制策略

3.1常规情况下的控制策略

特长隧道在交通正常运行场景下，影像监控子系统将全程化、动态化地对隧道场景进行机器视觉感知，并对相关图像、影像信息进行记录。现场监控探头采集的各类信息可同步传输至主控监视端，从而满足相关人员观看实时画面、切换监控视角、调出历史录像等需求。在常规情况下，通风、照明等子系统始终处于正常运行状态，在通过各类传感器分析隧道内部空气质量、能见度等环境条件的基础上，自动实施适宜性的控制调节举措。当空气质量监测器、一氧化碳浓度监测器、能见度等监测传感装置显示正常值时，此时，通风系统无须执行特殊动作，风机设施处于关闭状态。而当相关监测结果超出标准范围时，通风系统便会在控制中心指令反馈的导向下，对通风设施进行电机驱动，从而达到开启机械通风、改善隧道环境的目的。照明系统可依托亮度检测器的现场安装运行，实现照明强度、照明时间等方面的自动控制，既能满足隧道内部车辆行驶的照明需求，也能达到节约电能资源、降低设备损耗的效果。最后，在常规情况下，消防监控系统始终处在稳定运行状态中，同时各类消防设施、给排水设施均为待命模式。隧道入口及内部车道沿线的指示灯、信号牌均显示正常通行，即表明特长隧道当前可投入交通使用。

3.2交通事故场景下的控制策略

当特长隧道内发生交通事故时，交通监测系统可以根据现场图像的采集和预先设定的分析程序，对事故状况作出一个初步的判断，并自动地向监测中心发出警报。同时，监测中心的有关人员还可以通过手动报警来了解隧道中的事故情况。之后，有关人员要把主监控端的屏幕转换到事故现场，以便对事故是否发生，报警信息是否正确进行确认。在确定了情况之后，就可以通过多种方式来控制和处理事件。制定出更为具体合理的控制措施。经监测证实后，有关人员要启动隧道内的实时广播，并清楚地告知有关车辆要保持正常行车，要根据需要进行适当控制。向前方的车辆发出加速指令。同时，对入口和道路两旁的信号灯和指示灯进行严格控制，并根据发生的交通堵塞情况，制定相应的限速和限行措施。在此基础上，对车辆行驶速度和信号的绿信比进行了动态调整。可以取消事故控制，使特长隧道内的交通控制恢复到常态。

3.3隧道火灾场景下的控制策略

在高速公路特长隧道内出现火灾的情况下，系统的子系统必须进行有效的联合反应。首先，当检测到火情，并由控制终端证实后，立刻对入口及车道上的信号灯及指示牌进行转换，表示隧道已关闭。并及时将隧道内的火情信息及时传递给上游的交通结点，以防止车辆向隧道方向行驶。给排水系统与消防监视系统形成了一种相互配合的联动机制，使之完全进入到了灭火的状态。其中，图像监控子系统需要将主显示屏幕切换到火灾近端，通风系统则需要在传感器的支持下，对隧道内部的空气浓度等情况进行分析感知，进而调整通风设施功率，以达到改善消防救援处理环境的目的。灯光系统必须开启全部灯光，以提高隧道内灯光的亮度。如果有发生电气火灾的危险，或者火势太大，会严重影响到隧道中的正常电力供应，除了消防应急照明，其他的照明电路都必须关闭。在给排水系统中，应该对给水泵、水阀等设施进行控制，在火灾发生后，给排水系统还应该对排水装置进行控制，以达到迅速排除隧道内积水的目的。同时，还需对特长隧道上下游的拥堵路段进行疏浚，以保证相关车辆和人员的高效到达。

3.4道路施工场景下的控制策略

公路施工情景下，特长隧道的交通监测系统不仅要为施工安全提供保障，还应为施工设计提供辅助，为施工管理提供指导。通过控制信号灯、指示牌等对上游车辆、隧道内车辆进行限速、限行或变道引导，通过图像监控、亮度监控和空气质量监控等系统的功能，从而避免施工、交通双方发生冲突。当隧道结构在施工扰动中出现了危险隐患，或者施工区域有了照明加强的需要时，相关人员和系统就会及时地作出反应，从而保证施工安全，改善施工条件。

结语：

特长隧道的交通监测系统在监测系统设计和控制策略规划等有关工作中，要坚持全方位、多元化和柔性的监测管理原则，努力提高特长隧道监测的时效性和前瞻性。针对长隧洞不同的运营情况，采取有针对性的控制措施。从而使隧道的行车安全得到最大程度的保障，同时也提高了隧道的控制水平。

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