基于超溫預警的高速公路隧道行車風險辨識及防控系統

摘要 通過在隧道前建設高清智能卡口抓拍系統和熱成像車輛動態測溫系統，自動采集進出口隧道車輛信息，獲取車輛車牌號碼、車輛溫度、過車圖片、行車速度和熱感圖片等數據，并在隧道出口時通過卡口相機確定超溫預警車輛定位，通過交通警示屏、聲光警示設備對高溫車輛進行警示，提醒其注意停車降溫，提升高速公路隧道行車風險辨識的防治能力。

關鍵詞 高清卡口；車輛動態測溫系統；高速公路；洞外行車；超溫預警

中圖分類號 U495 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）08-0017-03

0 引言

近年來，國家高度重視公路隱患排查與治理，并先后出臺多部文件對公路隱患排查治理專項活動加以指導，堅決防止重特大事故發生。2009年4月，公安部關于《開展道路安全隱患排查治理工作》的通知中，強調對低于規定標準或符合規定標準但疊加、連續使用極限值設計的陡坡、連續下坡路段的隱患排查治理，將道路安全隱患排查治理當作預防重特大道路交通事故的一項重要任務。2017年10月，公安部交通管理局召開視頻會議，提出要會同交通部門全面復查長下坡路段和公路隧道的隱患治理，對未完成治理的，加強重點管控。2018年11月，公安部在部署各地公安整改長下坡等重點路段隱患的視頻會議中強調要集中排查整改長下坡等路段隱患，聯合交通運輸和應急管理等部門，提出針對性的管控整改措施，堅決防范重特大道路交通事故。2019年10月，公安部新聞發布會通報我國道路交通安全整體形勢及風險隱患排查情況，公安部交通管理局巡視員、副局長李江平指出要緊緊圍繞預防和減少重特大交通事故，積極會同有關部門狠抓道路交通安全隱患排查整治，切實抓好落實道路交通安全管理關鍵措施落實。

長大連續下坡作為歷年來公路安全隱患排查與治理行動重點排查的重點場景，其重要性不言而喻。而在新基建的背景下，為了解決歷年來基礎性交通工程安全設施建設對長大連續下坡隱患治理成效甚微的窘況，需要思考如何結合新的技術與方法更合理有效地解決長大下坡安全隱患這一“老大難”問題。

基于上述背景，該文建立了一套熱成像車輛動態測溫系統與高清智能卡口抓拍系統相結合的高速公路隧道行車風險辨識及防控系統[1-3]。通過隧道進口的熱成像車輛動態測溫系統，完成對車輛數據的獲取，以及隧道出口的高清卡口相機[4]，將識別出的車輛信息進行比對，確定對超溫車輛的有效跟蹤，同時可對滯留在隧道內的車輛進行報警，以提升高速公路隧道行車風險辨識的防治能力。

1 設計思路

通過在隧道前建設高清智能卡口抓拍系統、熱成像車輛動態測溫系統，獲取車輛的車牌號碼、車輛溫度、過車圖片、熱感圖片等數據；對車輛溫度、車牌號碼等信息進行融合處理，識別不同高溫等級的車輛；通過交通警示屏、聲光警示設備對高溫車輛進行警示，提醒其注意停車降溫；針對不同的高溫等級為后臺監控人員提供不同的告警策略[5]，為隧道管理者提供行之有效的預防車輛自燃事故的手段，同時也為隧道運營安全分析[6-9]提供一定的參考依據。

2 車體超溫預警系統

車體超溫預警系統包括車輛溫度檢測子系統[10]、車輛超溫預警子系統[11]、車輛進出對比子系統以及數據展示子系統。車輛溫度檢測子系統實現對車輛特征數據、車輛速度數據、車輛溫度數據的提取以及視頻數據的存儲；車輛超溫預警子系統實現對超溫車輛的警示，讓其行駛至服務區進行降溫處理；車輛進出對比子系統實現對隧道進出車輛的監控，出現車輛滯留隧道內時主動報警[12]。通過傳輸子系統將各前端設備間獲取的數據打通，并按需傳輸到后端平臺子系統和云端系統，實現各類數據的匯聚、分析、展現、存儲等功能。通過子系統的建設和互聯互通，實現車輛超溫預警系統的業務應用。具體系統拓撲圖如圖1所示。

3 系統組成

車輛超溫預警子系統設備部署示意圖如圖2所示，超溫車輛駛入該系統監測區域后，首先由測溫子系統測量車輛溫度，接著聲光報警系統啟動，警示超溫車輛駛入降溫區或服務區。車輛進出隧道比對子系統實現監測車輛在隧道內的滯留時間，超時報警，提醒工作人員對隧道情況進行巡查，排查擁堵或其他災害隱患。

3.1 車輛溫度檢測子系統

由熱成像溫度檢測單元[13]、測速雷達、終端服務器、爆閃燈和工控機組成，主要實現行經車輛的溫度檢測、車輛車牌提取、車輛車速、車間距以及車輛車型特征提取等。

3.2 車輛超溫預警子系統

由誘導屏和廣播系統組成，主要實現對高溫車輛的聲光告警。

3.3 車輛進出對比子系統

由卡口抓拍機和爆閃燈組成，主要實現對進出隧道車輛狀況的監測。

3.4 傳輸子系統

傳輸網絡主要由高速公路視頻專網、環網交換機以及光纜網絡組成[14]，實現車輛溫度檢測子系統、車輛超溫預警子系統和車輛進出對比子系統網絡數據傳輸交互。超溫車輛數據以及車流量數據通過無線路由器網絡傳輸到云端服務器，可通過電腦或手機端查詢相關數據，包括測溫數據配置、車輛超溫報警、測溫數據查詢等。

4 系統功能

4.1 車輛超溫聲光預警

通過前端架設的卡口抓拍單元實現車輛的特征識別，并聯動熱成像溫度檢測單元進行熱感成像與溫度識別，實現車輛不停車車體溫度檢測與證據留存，同時，可通過交通警示誘導屏與警示音柱對駕駛員個體進行車輛超溫預警提醒。

相關管理人員可以在平臺界面通過點擊頁面中的自定義溫度等級按鈕，彈出自定義高溫等級窗口，可對應設置三類不同的溫度等級。溫度等級可以自定義進行設置，這里可根據實際場景進行自定義溫度等級，如圖3所示。

圖3 車體超溫閾值設置

當出現超溫車輛時，在平臺端以彈窗形式展示報警信息，并通過語音警示[15]提醒值守人員進行關注與處理，點擊詳情可跳轉至告警詳情界面，如圖4所示。

圖4 車輛超溫告警彈窗

4.2 超溫事件詳情查看

支持用戶選擇時間段、車輛類型、事件類型、車牌號碼、事件發生區段、已處理/未處理等進行事件數據查詢與數據報表導出。支持用戶選擇時間段、車輛類型、報警等級、車輛號牌、發生區域，車輛溫度等進行車輛溫度數據查詢與數據報表導出，如圖5所示。

同時可支持對歷史過車數據的詳情內容導出，支持按過車時間區間、車牌號、告警等級、溫度區間進行查詢導出，如圖6所示。

圖5 超溫事件抓拍圖片

5 結語

（1）該系統通過獲取車輛的車體溫度信息與車輛號牌信息，自動判斷車輛所處的超溫風險區間，實現對低風險車輛的過濾與分類預警，輔助高風險車輛的事前應急處置，提升對高速公路長大下坡的防災減災能力。

（2）該系統通過深度融合雷達、可見光視頻、熱成像等多類傳感器對長大下坡車輛信息進行動態感知，實時采集長大下坡行經車輛過車數據、車輛車體溫度、車輛速度和車輛間距在內的多類應用數據，以豐富的高精數據資源支撐長大下坡行車秩序精細管理。

（3）系統通過高清相機確認車輛是否駛入降溫區，并自動記錄車輛停車檢修時間，并根據兩卡口抓拍車輛的圖片時間判斷車輛是否在路途中的行程時間，同時再次進行測溫，確認車輛已達安全溫度。目前，該系統已在沈海高速的赤嶺隧道上進行了初步應用。該系統的應用方便了對行駛在高速公路隧道上的車輛進行動態追蹤和監控，特別是長隧道對象，在一定程度上有助于加強隧道的安全運營和提高整體運營服務質量。

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