高速公路隧道交通安全保障系統探討

焦鵬

摘要：文章綜合分析了國內高速公路隧道快速發展的現狀，根據隧道行車安全的需求，圍繞如何降低隧道交通事故發生概率，提升隧道交通安全預警分析能力，以國內現有高速隧道運營環境為設計依據，開展了針對隧道安全主動防控和安全保障系統建設的探討。

關鍵詞：高速公路隧道；事故主動防控；行車環境感知；系統聯動；交通安全保障系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：U453 文章編號：1009-2374（2016）16-0102-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.049

隧道作為高速公路交通的咽喉，不僅事故多發，而且隧道交通事故發生后處理困難，極易造成群死群傷等嚴重后果。如何利用隧道行車感知網絡以及相關集成應用技術，及時了解、處理和發布隧道運行狀態和交通預警信息，提升隧道交通安全的應急聯動能力，為隧道監管人員和司乘人員提供快捷的隧道行車安全預警信息服務顯得極其重要。

1 系統建設需求

1.1 隧道數量里程的增多，需要做相應的改善措施

隧道行車安全一直是高速公路尤其是山區高速在運營管理中面對的一大問題。目前我國高速公路隧道里程逐年增長，車流量也隨經濟的發展在逐步增加，為了從根本上尋求解決隧道交通事故多發的現象，需要改變過去被動監控的傳統模式，積極介入隧道行車行為，主動預防，防患于未然。

1.2 交通信息化水平的提高，促使隧道安全預警體系技術變革

高速公路隧道作為交通運輸行業的重要組成部分，為了給出行者提供全面便捷的出行服務，最有效的途徑就是加強隧道綜合交通信息服務并推向產業化建設。高速公路綜合交通信息服務應為道路使用者提供良好的行駛環境和優質的交通服務，隧道安全預警體系也亟需進行變革，從而提升隧道行車安全與服務水平。

1.3 出行信息服務需求的提升，專項化的隧道安全需求的成型

司乘人員獲得的有效交通信息越充分，出行就變得越來越便捷，交通事故發生的可能性就越低，目前我國高速公路隧道向司乘人員提供專項信息服務程度較低，缺乏指導性和有效性，很難滿足日益增長的出行信息服務需求，面對隧道這樣的事故多發地段，專項化的隧道安全需求已經成型，需要相關部門提供有效的應對策略。

2 建設目的和意義

2.1 可以有效規范司機駕駛行為，降低交通事故發生概率

通過建設隧道安全保障系統，及時感知隧道洞內交通狀況、感知來車速度，采用警示、誘導等信息提前引導司機規范駕駛行為，并采取相應措施，達到安全駕駛的目的。

2.2 可以有效降低隧道內交通事故的發生，減少隧道次生事故

系統及時感知隧道洞內突發事件，與就近的情報板、廣播、相關聯路段情報板聯動，實現與公眾服務平臺聯動，使司乘人員第一時間獲得路況信息，及時采取措施，避免隧道內交通事故發生，減少次生事故發生。

2.3 提高營運管理水平，提高公眾服務形象

以預警識防為主，盡可能將可能在洞內發生的交通事故排除在車輛進入隧道之前，防患于未然，提高對隧道交通情況的掌控，及時提供通行信息，提高營運管理水平，提高公眾服務形象。

2.4 提升隧道科學化管理，實現智慧隧道

通過對交通事件、火災、能見度、照度、行人、行車低速、行車高速等全方位、立體式的感知，建立統一的數據平臺，采取全面的措施，如照明控制、信息發布、超速警示、交通誘導、低速告警、行人警告等；綜合判斷預測預防交通事故，實現智慧化隧道。

3 關鍵技術說明

3.1 隧道交通事故主動防控技術

在高速公路封閉條件下，針對隧道的特殊行車環境，依據對交通事故發展穩定狀況的判斷，對高速公路隧道交通安全發展態勢進行過程描述、追蹤分析危險源形成和及時發布警情預報。以主動感知、主動分析、主動介入的方式改變過去傳統的被動監控模式，提升隧道監管者日常與應急狀態下的業務能力，減免交通事故以及二次事故發生率，保障過往司乘人員生命與財產的安全。

3.2 隧道行車狀態感知技術

以基于視頻的隧道車輛行車狀態感知技術為基礎，輔助雷達測速、微波車檢等多種手段，實時把握即將駛入隧道以及隧道中的行車狀態。對可能影響隧道行車安全的諸多不利因素及時采集與追蹤，為建立隧道行車危險源預警模型提供數據支撐。

3.3 隧道行車危險源預警技術

以隧道行車狀態感知數據為基礎，從安全的角度對采集到的信息進行系統分析，揭示隧道系統中可能導致事故的各種因素及其相互關聯來識別系統中的危險源。對危險源導致事故發生的可能性以及危險導致可能損害的嚴重程度兩方面進行評價分析，通過危險源辨識與評價的結果，啟動相關危險源預警信息發布措施、應急指揮預案，保證事故的主動防控，以建立隧道行車危險源預警模型。

3.4 隧道安全預警聯動服務技術

系統提供強大的數據處理功能，對隧道行車狀態安全預警告警數據，及時分析處理，以聯動的思想為不同的目標提供專業化的數據服務。調取隧道相關視頻以及車輛信息，聯動關聯設備，為監控人員及時介入提供平臺；危險源的提前辨識與評價，為管理人員預警信息服務提供支持；預警信息的及時發布與警示，為隧道行車人員生命與財產安全提供保障。

4 系統建設方案

安全保障系統將緊緊圍繞著高速公路隧道交通事故主動防控的思想，通過如下方式主動介入高速公路隧道行車環境，降低交通事故發生率：（1）通過隧道行車狀態感知技術，實時把握隧道行車狀態，采集相應信息通過后臺服務辨識各類隧道行車危險源，通過聯動服務發布隧道行車安全警示，實現隧道交通事故主動防控；（2）采用雷達測速與交警測速等警示手段，主動介入高速隧道行車環節，達到讓司機在進入隧道前主動降低車速的目的，從而降低隧道洞口交通事故發生率，實現隧道交通事故主動防控。

4.1 隧道行車環境感知

4.1.1 基于視頻感知。實時感知隧道行車狀態，通過視頻圖像實時采集以及后臺數據處理，采集隧道行車安全相關的各類數據：車輛行駛速度、車型大小、超速、低速、逆行、停車、隧道行人狀態以及其他異常狀態感知。

4.1.2 輔助感知手段。集成現有的各類感知手段，如雷達測速、微波車檢、交警測速、隧道環境檢測、火災報警檢測等多種檢測方式對隧道行車安全相關各要素，實時感知隧道交通行車安全各類信息。

其中雷達測速也可以作為一種警示手段，在隧道入洞前提前規范司機的駕駛規范。

4.2 危險源辨識評價

本系統的數據分析處理過程就是一個隧道行車安全危險源的辨識與評價的過程。此過程主要包含兩方面內容：

4.2.1 交通事故主動防控。隧道交通事故主動防控，是指在隧道的特殊環境下，當人、車、路系統的危險狀態即將出現卻還沒出現時，危險因素就被準確識別，系統應以主動的手段及時介入并消除隱患。系統主動防控的評價標準在于隧道危險源是否需要進行處理，并且按危險性大小將各危險源排序，為確定采取控制措施的優先次序提供依據，建立隧道行車危險源預警模型。

4.2.2 預警服務聯動體系。預警服務聯動體系是建立于主動防控技術的基礎上，在系統接收到不同的危險源信息時，隧道監控中心系統將實時發出告警信息，并為后臺工作人員聯動相關的視頻信息與隧道相關技術參數，實現隧道行車環境管理主動介入。同時針對告警級別，系統為管理人員提供綜合預警信息服務，從宏觀上把握隧道實時行車狀況，輔助制定相關預警告警

預案。

4.3 信息發布服務

針對于隧道特殊的地理環境，系統可采用情報板與防霧警示燈相結合的方式，為即將駛入隧道的車輛提供預警信息服務。

4.3.1 情報板發布。第一，情報板的布設。根據隧道行車限制速度要求，在安全停車間距之外，選擇洞外布設一處情報板和防霧警示燈。利用防霧警示燈的高穿透性，在事故多發的惡劣天氣下，也能達到提醒司機規范駕駛習慣的作用。第二，情報板發布內容。情報板內容根據信息等級利用顏色區分前方行車狀況，分級預警內容。

4.3.2 其他信息發布手段。考慮到國家大力推廣物聯網技術在高速公路領域的應用，系統將支持車聯網技術的應用與拓展。系統采集分析的數據，可以通過與車聯網車載單元的互動，實時發布隧道行車狀態與預警信息。另外對于提醒車輛注意行車安全的手段還包括采用限速標志、誘導燈、反光標志警示燈等各類信息化技術。

4.4 聯動服務

系統實行聯動服務，將隧道行車的安全、服務與管理三方面相結合。采用24小時事件感知，實時預警告警，及時發布信息，根據交通狀況實時顯示各種通告信息，為駕駛人員安全快速行車提供優質服務。同時聯動一切可以使用的監控資源，為隧道監控和管理人員提供主動介入隧道行車環境的平臺，實行跨部門聯動，當有事故發生時，處警人員以及救援人員可第一時間到達事故現場，在最短時間內恢復正常通行。

5 結語

高速公路隧道交通安全保障系統的建設，是當前隧道交通信息化建設的必然產物和發展方向，通過不斷的系統完善和新知識的輸入，隧道交通安全將得到有效的技術支撐和保障，也隨之會體現出如下好處：（1）隧道交通事故主動防控思想的介入，改變傳統隧道被動監控的局面；（2）通過隧道入洞前安全信息服務與警示手段，建立緩沖區，提高隧道行車對于突發事件的應對能力，降低隧道交通事故和二次事故的發生率；（3）隧道行車狀態的實時感知，提升隧道監管人員對于隧道行車狀態的掌握能力；（4）高速公路隧道基礎設施的充分利用，提升隧道信息資源的服務價值；（5）隧道危險源預警算法的引入，提升隧道管理系統預防事故發生和應對突發事件的能力；（6）隧道安全聯動服務模式的完善，及時提醒行車人員規范駕駛行為。

參考文獻

[1] 鞏航軍，魏顯威.高速公路隧道運營安全綜合評價研究[J].公路交通科技，2010，（8）.

[2] 戴學臻.公路隧道運營安全評價及管理系統開發研究[D].長安大學，2010.

[3] 曾祥平.公路隧道交通安全預警理論與方法研究[D].重慶交通大學，2008.

[4] 孔祥金，葉勇.對公路隧道科研和新技術應用之芻議[A].2001年全國公路隧道學術會議論文集[C].2001.