高速公路隧道智慧管養信息化應用研究

文 / 山西省智慧交通研究院有限公司 李靖博

本文將從工程概況出發，通過傳統隧道管養方式與智慧管養系統的比較，對智慧管養系統設計路徑進行分析與探究，希望為相關人員提供一些幫助和建議，以更好地通過信息化系統來養護和管理高速公路隧道，從而確保隧道的正常、穩定運行。

引言

近些年，國內高速公路建設水平顯著提高，建設速度也在不斷加快。在這一背景下，隧道設備養護管理工作開始朝著復雜化的方向發展，原有的人工管養方式已經無法滿足日益增長的隧道管養需求，這使得隧道有必要引入智慧管養系統來提高管養能力。從這個角度來看，應積極研究智慧管養系統設計路徑。

工程概況

貴州G4215蓉遵高速赤水至仁懷段（簡稱仁赤高速）全長167公里，設計速度80公里/小時，雙向四車道，已于2013年建成通車。全線共設置12處匝道收費站、30座隧道和2處隧道管理救援站。其中長隧道11座，最長的莫洛隧道2.5公里，是貴州省的一條重要經濟干線和紅色旅游線路。仁赤高速車流量大，日平均交通量已突破10000輛，部分路段最高達到17000輛，2020年對全線隧道機電系統進行提質升級建設，為提高隧道機電系統養護管理水平，運用了信息化智慧管養系統。

傳統隧道管養方式與智慧管養系統的比較

在國內，公路隧道管養發展緩慢，與西方發達國家相比管養起步晚、效率低下。受其影響，仁赤高速開展管養巡查時，許多管養人員都通過人工方式展開記錄，并將記錄的紙質文件收集和歸檔，不僅工作量大，而且管養效率較低。同時，完成管養后的反饋和跟蹤往往是管養人員上報紙質報表，由于隧道機電設備繁多，設備故障率高，巡查工作具有較大的工作量，因此現場巡查與否取決于管養人員職業素質。

另外，設備管理工作混亂，無論是統計設備管養數據還是提取設備管養數據都存在諸多不便，在信息化方面的管養數據十分匱乏。采用智慧管養系統后，以上隧道管養問題得到了較好的解決。

傳統隧道管養方式與智慧管養系統的對比如表1所示。

表1 傳統隧道管養方式與智慧管養系統的對比

智慧管養系統設計路徑

智慧管養系統構成

該工程的智慧管養系統包括三個子系統，分別是任務處理子系統、任務管理子系統和應用軟件子系統。其中，應用軟件子系統能夠按照具體管養需求安裝到智能手機終端，通過任務處理子系統、任務管理子系統對公路企業的內網展開部署，借助三層交換機向外網衍射服務器端口，將有效的訪問通道提供給應用軟件子系統（如圖1所示）。

圖1 網絡拓撲機構圖

智慧管養系統功能設計

1.應用軟件子系統功能設計

借助應用軟件子系統，能夠實現查閱隧道設備信息、瀏覽維修信息、上報巡檢信息、查看巡查任務等功能。

第一，查看隧道設備信息。在應用軟件子系統中，查看隧道設備信息模塊具有掃描設備二維碼、打印二維碼標簽、查詢隧道詳情、瀏覽隧道信息等功能。通過查詢隧道詳情功能，管養人員能夠隨時查找并使用各種隧道信息詳情，如隧道建設、隧道設備、基礎資料、隧道資料檔案等。借助打印二維碼標簽這一功能，管養人員能夠與藍牙打印機相連接，快捷、方便地打印出隧道二維碼。

第二，瀏覽維修信息。在應用軟件子系統中，瀏覽維修信息模塊具有瀏覽報修記錄、掃描二維碼、添加設備等功能。借助瀏覽維修信息模塊中的打印二維碼這一功能，管養人員能夠將藍牙打印機與移動終端相連接，將設備二維碼標簽快速生成，隨后在設備上進行二維碼粘貼。借助掃描二維碼的方式，管養人員能夠在較短的時間內接收到設備運行信息、設備巡檢信息、設備維修信息以及設備基礎信息等多種資料。

第三，查看巡查任務。在應用軟件子系統中，查看巡查任務模塊具有定期管養巡查、經常性管養檢修、日常管養巡查等功能。借助查看巡查任務模塊，管養人員能夠及時獲取機電設備管養巡查進度信息、任務完成情況，確保隧道中的所有全部管養設備巡檢完成，隨后上報巡檢結果。

2.任務管理子系統功能設計

借助任務管理子系統，能夠實現查詢電子報表、統計管養數據、管理隧道信息、發布管養任務等多種功能。其中，發布和管理隧道管養任務最為重要。發布巡查任務功能可以瀏覽、查詢、編輯或發布管養巡查任務。

計劃執行管理也是一項重要功能，可以終止、實施、修正、新增管養巡查任務，借助此功能，公路管理企業能夠自動、定時發布各種管養巡查任務。

3.任務處理子系統功能設計

借助任務處理子系統，能夠有效執行各種類型的后臺管養任務，如通過短信第三方接口來推送任務短信、循環處理管養巡查任務等，極大地方便了隧道管理站的日常管理。

系統應用效果

該工程運用信息化的智慧管養系統后，隧道機電管養水平明顯提高。2021年度主要隧道設備的管養情況如表2所示。

表2 主要隧道設備的管養情況統計表

通過以上管養結果不難看出，運用智慧管養系統后，管養工作完成率達到了99.5%以上，大大提升維護工作效率。

結語

總而言之，研究智慧管養系統設計路徑具有重要的意義。相關人員應對工程概況有一個全面了解，做好傳統隧道管養方式與智慧管養系統的比較，能夠在把握智慧管養系統構成的基礎上，科學設計智慧管養系統的各項功能，從而實現隧道管養效率提升的目的，促進國內高速公路事業的穩定發展。