中國(guó)作為世界人口最多的國(guó)家之一，人口流動(dòng)性非常大，高速公路的交通流量也非常龐大。隨著交通需求的增長(zhǎng)和車輛數(shù)量的增加，高速公路隧道作為交通樞紐的重要組成部分，安全問(wèn)題時(shí)刻牽動(dòng)人們的關(guān)注。

根據(jù)交通運(yùn)輸部于2021年5月印發(fā)的《2020年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，截至2020年底，全國(guó)公路隧道21316處、2199.93萬(wàn)延米，特長(zhǎng)隧道1394處、623.55萬(wàn)延米，長(zhǎng)隧道5541處、963.32萬(wàn)延米。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年4月，我國(guó)在建的10公里以上超長(zhǎng)公路隧道17條。在此背景下，隧道管理問(wèn)題一直是高速公路管理者急需解決的難題之一，高速公路隧道的交通管理面臨著巨大的挑戰(zhàn)。特別是隧道狀態(tài)監(jiān)測(cè)問(wèn)題。盡管隧道內(nèi)大多配設(shè)有較為完善的視頻檢測(cè)設(shè)備以及照明補(bǔ)光設(shè)施，但受隧道特殊環(huán)境影響，大多設(shè)備很難發(fā)揮出在正常環(huán)境下應(yīng)有的成效，設(shè)備采集信息精度低、質(zhì)量差等問(wèn)題不可避免，直接影響人工監(jiān)測(cè)判別效率，增加發(fā)現(xiàn)隧道堵塞和交通事件的難度。加之道路管理人員資源緊張，審查人員易疲勞，從而使得高速運(yùn)營(yíng)方對(duì)隧道的管理效率低下。此外，隨著近年來(lái)車路協(xié)同、自動(dòng)駕駛技術(shù)的快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐步進(jìn)入量產(chǎn)階段，道路交通信息的重要性提升的同時(shí)，也對(duì)隧道基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。交通采集信息單一，參數(shù)采集度不高，數(shù)據(jù)挖掘程度偏低，無(wú)法為高速公路交通管理和科學(xué)決策提供全面的信息和依據(jù)，無(wú)法滿足交通管理部門對(duì)隧道的運(yùn)維需求，也無(wú)法支撐起未來(lái)車路協(xié)同、自動(dòng)駕駛對(duì)交通道路信息的高需求。

高速公路隧道管控系統(tǒng)建設(shè)的背景主要是為了增強(qiáng)交通安全、優(yōu)化交通流量、監(jiān)測(cè)環(huán)境指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排等方面的需求，通過(guò)引入先進(jìn)的信息技術(shù)和智能設(shè)備，建設(shè)智能化設(shè)備和系統(tǒng)的應(yīng)用，安裝監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器和火災(zāi)報(bào)警設(shè)備等技術(shù)手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)的交通情況、安全隱患以及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并能夠快速報(bào)警、引導(dǎo)疏散和指揮事故處理，提升隧道的綜合管控能力和運(yùn)行效率，提供更安全、流暢和便捷的高速公路出行環(huán)境。其次，高速公路隧道里程逐年快速增長(zhǎng)，高速公路運(yùn)營(yíng)對(duì)能源的需求與日俱增，碳排放量增速明顯，同時(shí)我國(guó)高速公路設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)范要求往往高于實(shí)際應(yīng)用需求，且設(shè)計(jì)參數(shù)取值通常利用規(guī)范中推薦值的最高值，采用最高級(jí)配備，這就在一定程度上造成了建設(shè)期的成本和后期運(yùn)營(yíng)能耗的浪費(fèi)。智慧能源場(chǎng)景基于雙碳數(shù)字化能源管理理念，利用智慧能源管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)采集能源消耗數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，可以評(píng)估供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和用電效率，為高速公路隧道運(yùn)營(yíng)有效縮減能源消耗提供數(shù)據(jù)依據(jù)，幫助運(yùn)營(yíng)單位制定和實(shí)施能源管理策略，降低能耗成本，提高隧道的運(yùn)營(yíng)綜合能效效率。

智慧隧道綜合管控平臺(tái)結(jié)合利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)等技術(shù)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)智慧型的隧道交通分析模型、管理 模型、決策模型等，為隧道管理安上智慧的大腦，實(shí)現(xiàn)“智慧型隧道”。 平臺(tái)以“服務(wù)為導(dǎo)向”為出發(fā)點(diǎn)，以不斷滿足民眾需求為工作目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)隧道設(shè)施設(shè)備預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，提高應(yīng)急突發(fā)事件處置效率，精簡(jiǎn)隧道監(jiān)控人員及巡查人員配置，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)本項(xiàng)目的建設(shè)可有效緩解交通擁堵、提高運(yùn)輸效率，改善服務(wù)水平，在給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也具有較高的社會(huì)效益。提升高速公路信息化、智能化水平，提高出行服務(wù)保障能力，切實(shí)增強(qiáng)人民群眾的獲得感、幸福感和安全感。

平臺(tái)整體設(shè)計(jì)采用模塊化、去中心化技術(shù)路線。通過(guò)業(yè)務(wù)微服務(wù)協(xié)同完成高速公路隧道運(yùn)營(yíng)管理的全過(guò)程數(shù)字化、機(jī)電設(shè)備管控、組控的策略自動(dòng)化。通過(guò)依據(jù)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)表分組的方式，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。平臺(tái)使用分布式、多實(shí)例部署，使用負(fù)載均衡技術(shù)進(jìn)行業(yè)務(wù)壓力分流。此架構(gòu)能夠滿足不同路段分公司對(duì)隧道功能的不同需求，靈活配置。也可滿足集團(tuán)級(jí)高速指揮調(diào)度中心對(duì)隧道管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)看、監(jiān)管的需求。

1、三級(jí)管控，實(shí)現(xiàn)宏觀監(jiān)測(cè)一張圖

智慧隧道綜合管控平臺(tái)是一套集綜合監(jiān)控、遠(yuǎn)程指揮、管控可視、信息服務(wù)于一體的新一代隧道管控平臺(tái)系統(tǒng)。該平臺(tái)可對(duì)高速集團(tuán)的路中心、集團(tuán)中心隧道突發(fā)事件進(jìn)行同步監(jiān)控與指揮調(diào)度，真正實(shí)現(xiàn)集團(tuán)中心、路中心與隧道所三位一體的管控模式。

2、隧道設(shè)施高度集成、實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)通管、一鍵管控

該平臺(tái)可對(duì)照明設(shè)備、風(fēng)機(jī)、電伴熱等隧道主要用電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，可實(shí)時(shí)采集隧道內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，1分鐘內(nèi)對(duì)故障設(shè)備位置、型號(hào)及設(shè)備故障類型進(jìn)行可視化聲光體系，縮減機(jī)電人員日常巡檢工作量、提高設(shè)備維修工作效率。

3、應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)數(shù)字聯(lián)動(dòng)處置

提供“一隧一預(yù)案”的管理模式，一旦隧道發(fā)生突發(fā)事件，系統(tǒng)能夠自動(dòng)執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案，管理人員可迅速、直觀地根據(jù)預(yù)案進(jìn)行指揮救援，滿足隧道群管理可視化、及時(shí)性的需求。

         4、重點(diǎn)車輛監(jiān)測(cè)場(chǎng)景

行車安全中的重點(diǎn)車輛即“兩客一危"車輛是指從事旅游的包車、三類以上班線客車和運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品、煙花爆竹、民用爆炸物品的道路專用車輛，此類車輛在道路交通運(yùn)輸過(guò)程中一旦發(fā)生事故危害極大?？梢詴r(shí)刻關(guān)注該類車輛的過(guò)境過(guò)隧數(shù)據(jù)和其運(yùn)行軌跡是高速公路運(yùn)營(yíng)方的迫切需求。本方案中重點(diǎn)車輛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于高速公路危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的在途監(jiān)控與過(guò)境預(yù)警，實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營(yíng)人員對(duì)"兩客一危"車輛的實(shí)時(shí)在途動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)駕駛狀態(tài)辨識(shí)，及時(shí)對(duì)危險(xiǎn)駕駛行為進(jìn)行預(yù)警及干預(yù)，最大程度地減少危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故及其危害,增強(qiáng)安全監(jiān)管與應(yīng)急處置能力,提高救援的主動(dòng)性和時(shí)效性,最大程度保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

       5、超溫車輛監(jiān)測(cè)預(yù)警場(chǎng)景

大貨車在長(zhǎng)上坡行駛過(guò)程中，容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，加之夏季地面溫度高，貨車長(zhǎng)時(shí)間行駛輪胎與地面摩擦也會(huì)導(dǎo)致輪胎溫度升高，溫度過(guò)高極易引發(fā)火災(zāi)事故，駛?cè)胨淼纼?nèi)發(fā)生火災(zāi)，后果更加不堪設(shè)想。本著保障車輛安全通行，防止火災(zāi)事故發(fā)生，本方案討論的車輛超溫預(yù)警系統(tǒng)，在距離隧道入口前2~5公里位置的龍門架上，當(dāng)車輛距離檢測(cè)設(shè)備一定距離時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)大貨車的左右輪胎、發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛室、貨柜等點(diǎn)位進(jìn)行溫度檢測(cè)，當(dāng)問(wèn)題超過(guò)設(shè)置的溫度閾值時(shí)，車輛信息會(huì)被傳送至監(jiān)控室，并在軟件界面進(jìn)行超溫預(yù)警報(bào)警，提醒高速公路運(yùn)營(yíng)管理人員對(duì)此車輛進(jìn)行干預(yù)。同時(shí)可復(fù)用沿線的語(yǔ)音廣播系統(tǒng)，觸發(fā)語(yǔ)音廣播，提醒該車輛已超溫，請(qǐng)靠邊檢查。本系統(tǒng)對(duì)預(yù)防和減少高速公路火災(zāi)事故起到積極的重要作用。

         6、智慧能源策略，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降本科學(xué)管理 

隨著社會(huì)的飛速發(fā)展和高速公路項(xiàng)目工程建設(shè)施工效率的提升，我國(guó)高速公路隧道里程逐年快速增長(zhǎng)，高速公路運(yùn)營(yíng)對(duì)能源的需求與日俱增，碳排放量增速明顯，同時(shí)我國(guó)高速公路設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)范要求往往高于實(shí)際應(yīng)用需求，且設(shè)計(jì)參數(shù)取值通常利用規(guī)范中推薦值的最高值，采用最高級(jí)配備，這就在一定程度上造成了建設(shè)期的成本和后期運(yùn)營(yíng)能耗的浪費(fèi)，其次是目前我國(guó)高速公路隧道運(yùn)營(yíng)管理方式比較粗放，缺乏精細(xì)化管理，在一定程度上造成了電能的浪費(fèi)，高速公路智慧能源場(chǎng)景基于雙碳數(shù)字化能源管理理念，利用智慧能源管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)采集能源消耗數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，可以評(píng)估供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和用電效率，為高速公路隧道運(yùn)營(yíng)有效縮減能源消耗提供數(shù)據(jù)依據(jù)，幫助企業(yè)制定和實(shí)施能源管理策略，降低能耗成本，提高隧道的安全性和效率。

高速公路隧道照明是高速公路隧道運(yùn)行電能消耗最多的一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)白天按需照明，夜晚“車來(lái)燈亮，車走燈滅，隨車調(diào)光”的與車隨行的智能調(diào)光，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)不同照明亮度等級(jí)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，輔助運(yùn)營(yíng)單位在運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中有效提升隧道進(jìn)出車輛的安全性的前提下實(shí)現(xiàn)隧道運(yùn)營(yíng)的按需照明和節(jié)能降耗。

         7、隧道數(shù)字孿生、實(shí)現(xiàn)隧道全息可視化管理 

智慧隧道數(shù)字孿生系統(tǒng)是數(shù)字技術(shù)在隧道管理領(lǐng)域的重要應(yīng)用，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用可以提高隧道的管理水平和安全性能，智慧隧道數(shù)字孿生系統(tǒng)基于 HTML5 的 2D、3D 圖形渲染引擎，結(jié)合 GIS 地圖，以B/S技術(shù)架構(gòu)，通過(guò)高速公路隧道前端布設(shè)的傳感器、視頻監(jiān)控、雷達(dá)等技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集和精準(zhǔn)定位實(shí)現(xiàn)智慧隧道全聯(lián)接、全智能的可視化展示方案，應(yīng)用于隧道安全監(jiān)測(cè)、隧道通行調(diào)度、隧道災(zāi)害預(yù)警等方面，提高隧道運(yùn)行效率和管理水平。

8、車輛容留監(jiān)測(cè)場(chǎng)景

高速公路隧道車輛容留系統(tǒng)通過(guò)布設(shè)在隧道出入口的卡口相機(jī)和微波雷達(dá)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的分析識(shí)別，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)隧道車輛駛?cè)牒婉偝鰻顟B(tài)，實(shí)時(shí)展示隧道當(dāng)前通行車輛，容留車輛，結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可自動(dòng)播放車輛容留位置實(shí)時(shí)視頻。高速公路隧道車輛容留系統(tǒng)通過(guò)布設(shè)在隧道出入口的卡口相機(jī)和微波雷達(dá)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的分析識(shí)別，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)隧道車輛駛?cè)牒婉偝鰻顟B(tài)，監(jiān)測(cè)車輛是否停滯在隧道內(nèi)，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)得出車輛滯留的時(shí)間以及可能的原因。從而幫助高速公路運(yùn)營(yíng)方更加準(zhǔn)確地掌握交通狀況，及時(shí)采取措施減少車輛堵塞，提高交通效率和安全。隧道車輛滯留監(jiān)測(cè)還可以在緊急情況下提供及時(shí)響應(yīng)，如發(fā)生火災(zāi)、交通事故等緊急情況下可及時(shí)排除車輛，保障行車安全。在交通治理方面，隧道車輛滯留監(jiān)測(cè)對(duì)于交通規(guī)劃和設(shè)計(jì)也非常重要，可以為路網(wǎng)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)和參考意見(jiàn)，以提高交通系統(tǒng)的總體效益。

l 河北高速集團(tuán)

ü 部署1個(gè)省中心級(jí)平臺(tái)、7個(gè)分公司路中心級(jí)平臺(tái)、21個(gè)隧管所級(jí)平臺(tái)；

ü 接入299座隧道，總長(zhǎng)度約400公里；

ü 接入設(shè)備3.3萬(wàn)個(gè)，涉及38類設(shè)備、64個(gè)廠商；