邵利軍

(山西省交通科學(xué)研究院，山西太原 030006)

0 引言

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高等級(jí)公路的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，而隧道工程作為高等級(jí)公路的重要組成部分，是完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高路網(wǎng)運(yùn)行效率、實(shí)現(xiàn)安全、高效、綠色運(yùn)輸?shù)闹匾こ淘O(shè)施。隧道的安全運(yùn)行直接關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，是隧道管理的基本原則和首要目標(biāo)。應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案系統(tǒng)是為了保證高速公路的行車安全，提高通行效率，在隧道監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，當(dāng)緊急事件發(fā)生時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案，經(jīng)過(guò)人工對(duì)所發(fā)生事件的判斷，系統(tǒng)根據(jù)控制預(yù)案對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制的自動(dòng)化。由于隧道的車流量大、行車速度快、半封閉等特性，一旦發(fā)生緊急事件，其疏導(dǎo)、救援難度大，對(duì)于特長(zhǎng)隧道更是如此。所以，有必要建立隧道監(jiān)控系統(tǒng)以及相應(yīng)的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案，來(lái)保證隧道的平穩(wěn)、安全可靠、運(yùn)行，在發(fā)生事件或事故時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，以減少損失。筆者參與了山西平榆高速公路寶塔山特長(zhǎng)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，現(xiàn)以該隧道監(jiān)控系統(tǒng)為例，詳細(xì)論述特長(zhǎng)隧道應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案的功能、組成以及聯(lián)動(dòng)控制。

1 隧道監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成以及功能

汾陽(yáng)—邢臺(tái)高速公路平遙—榆社段(平榆高速)全長(zhǎng)83 km，全線按照雙向四車道高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車速度100 km/h，路基寬為26 m。本路段的寶塔山隧道(左洞10 190 m，右洞10 480 m)按照隧道監(jiān)控等級(jí)的劃分［1］，屬于特長(zhǎng)隧道。從結(jié)構(gòu)上劃分，隧道監(jiān)控系統(tǒng)可以分為3個(gè)層次:最上層為監(jiān)控中心的中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，中間層為由本地控制器(PLC)組成的控制層，最下層為各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成的設(shè)備層。監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成如圖1所示。

從功能上劃分，可將隧道監(jiān)控系統(tǒng)劃分為交通監(jiān)控子系統(tǒng)、通風(fēng)監(jiān)控子系統(tǒng)、照明監(jiān)控子系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)、消防監(jiān)控子系統(tǒng)、CCTV監(jiān)控子系統(tǒng)、緊急電話和廣播等子系統(tǒng)。PLC實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)上傳監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、判斷，形成控制命令下發(fā)到PLC，PLC接收監(jiān)控主機(jī)命令，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

2 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案設(shè)計(jì)

應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案是在事故發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別事故或人工反饋事故到監(jiān)控中心，經(jīng)監(jiān)控中心工作人員確認(rèn)事故后，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用已經(jīng)預(yù)先設(shè)置好的應(yīng)急預(yù)案，對(duì)隧道內(nèi)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，以最大程度減少損失。應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案包括事件檢測(cè)、報(bào)警確認(rèn)、預(yù)案設(shè)置、預(yù)案執(zhí)行等功能［2］。平榆高速公路寶塔山隧道特長(zhǎng)隧道的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案依據(jù)事故發(fā)生的地點(diǎn)，將寶塔山隧道劃分為上游、中游、下游三個(gè)區(qū)段，根據(jù)事故發(fā)生在不同的區(qū)段分別執(zhí)行不同的預(yù)案。依據(jù)事故的類型，將預(yù)案分為火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案、通風(fēng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案、交通應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案、事故應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案等，下文就上述各個(gè)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案作詳細(xì)設(shè)計(jì)。

2.1 火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案設(shè)計(jì)

當(dāng)隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，司乘人員通過(guò)按下火災(zāi)報(bào)警按鈕或撥打緊急電話報(bào)警，監(jiān)控畫(huà)面會(huì)顯示發(fā)生火災(zāi)并顯示報(bào)警點(diǎn)位置，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)將其附近的攝像機(jī)轉(zhuǎn)向火災(zāi)報(bào)警點(diǎn)，請(qǐng)求人工確認(rèn)。值班員通過(guò)閉路電視監(jiān)視器判斷是否為誤報(bào)警。經(jīng)確認(rèn)未發(fā)生火災(zāi)的，應(yīng)查明火災(zāi)報(bào)警原因，采取相關(guān)措施進(jìn)行處理，并將火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)復(fù)位。如果確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)，值班員應(yīng)立即予以確認(rèn)并立即撥打火警電話，同時(shí)向上級(jí)主管部門(mén)報(bào)告情況，及時(shí)與交通管理部門(mén)、路政大隊(duì)取得聯(lián)系，并立即啟動(dòng)消防應(yīng)急預(yù)案?；馂?zāi)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案處理流程如圖2所示。

下面就以寶塔山特長(zhǎng)隧道中游發(fā)生火災(zāi)為例，系統(tǒng)說(shuō)明火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案執(zhí)行的動(dòng)作。

1)寶塔山隧道入口處交通信號(hào)燈顯示紅燈，禁止洞外車輛進(jìn)入;

2)火災(zāi)點(diǎn)下游車道指示器保持正常通行狀態(tài)，保證下游車輛迅速駛離隧道;

3)火災(zāi)點(diǎn)上游的車行橫洞處車道指示標(biāo)志顯示轉(zhuǎn)彎，同時(shí)隧道另一洞左側(cè)車道指示標(biāo)志指引車輛逆向行駛，協(xié)助火災(zāi)點(diǎn)上游處車輛安全逃生;

4)寶塔山隧道入口處可變情報(bào)板顯示“前方發(fā)生火災(zāi)，隧道暫時(shí)封閉!”;洞內(nèi)的情報(bào)板顯示“隧道火災(zāi)，有序逃生!”;

5)北凹山隧道入口、出口處可變情報(bào)板顯示“寶塔山隧道發(fā)生火災(zāi)，請(qǐng)于前方榆社云竹互通處駛離分流”;

6)紫金山隧道入口、出口處可變情報(bào)板顯示“寶塔山隧道發(fā)生火災(zāi)，請(qǐng)于前方武鄉(xiāng)分水嶺互通處駛離分流”;

7)隧道群前方路段可變情報(bào)板顯示“前方隧道群發(fā)生火災(zāi)，請(qǐng)繞道行!”;

8)廣播系統(tǒng)開(kāi)啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);

9)隧道雙洞照明燈具全部打開(kāi)，為受困人員提供充足照明;

10)啟動(dòng)相應(yīng)風(fēng)機(jī)，進(jìn)行通風(fēng)排煙，火災(zāi)點(diǎn)附近100 m處的風(fēng)機(jī)不啟動(dòng);

11)啟動(dòng)消防水泵控制，組織專業(yè)消防人員進(jìn)行滅火。

2.2 通風(fēng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案設(shè)計(jì)

當(dāng)隧道內(nèi)的CO/VI檢測(cè)器的檢測(cè)值發(fā)生報(bào)警時(shí)，通風(fēng)預(yù)案系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出提示畫(huà)面，請(qǐng)求人工確認(rèn)。預(yù)案確認(rèn)后通風(fēng)預(yù)案可根據(jù)檢測(cè)到的CO濃度值和VI的大小啟動(dòng)相應(yīng)的風(fēng)機(jī)，保證隧道的安全及運(yùn)行環(huán)境的舒適性［3］。通風(fēng)預(yù)案應(yīng)急聯(lián)動(dòng)的主要內(nèi)容包括:

1)隧道入口處交通信號(hào)燈顯示黃閃;2)隧道入口處可變情報(bào)板顯示“前方隧道能見(jiàn)度低，請(qǐng)減速慢行!”;3)廣播系統(tǒng)開(kāi)啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);4)隧道雙洞照明燈具全部打開(kāi)，提供充足照明;5)開(kāi)啟相應(yīng)組數(shù)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。

2.3 交通應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案設(shè)計(jì)

交通應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案系統(tǒng)可以根據(jù)微波車輛檢測(cè)器提供的車流量、車速等信息，在交通狀況異常時(shí)自動(dòng)彈出預(yù)案提示畫(huà)面，請(qǐng)求人工確認(rèn)。待操作員通過(guò)CCTV圖像、巡邏車等對(duì)異常信號(hào)核實(shí)后，執(zhí)行交通應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案［4］。交通應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案分為以下三種情況。

2.3.1 交通緩慢

1)隧道入口處交通信號(hào)燈顯示黃色;2)隧道入口處可變情報(bào)板顯示“前方交通緩慢，請(qǐng)減速慢行!”;3)隧道群前方路段可變情報(bào)板顯示“前方隧道交通緩慢，請(qǐng)繞行!”;4)廣播系統(tǒng)開(kāi)啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);5)隧道雙洞照明燈具全部打開(kāi)，提供充足照明。

2.3.2 交通擁堵

1)隧道入口處交通信號(hào)燈顯示黃閃;2)隧道入口處可變情報(bào)板顯示“前方交通擁堵，請(qǐng)減速慢行!”;3)隧道群前方路段可變情報(bào)板顯示“前方隧道交通擁堵，請(qǐng)繞行!”;4)廣播系統(tǒng)開(kāi)啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);5)隧道雙洞照明燈具全部打開(kāi)，提供充足照明。

2.3.3 交通阻塞

1)隧道入口處交通信號(hào)燈顯示紅色，封閉隧道;

2)隧道入口處可變情報(bào)板顯示“前方交通阻塞，請(qǐng)減速慢行!”;

3)隧道群前方路段可變情報(bào)板顯示“前方隧道群交通阻塞，請(qǐng)繞行!”;

4)廣播系統(tǒng)開(kāi)啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);

5)隧道雙洞照明燈具全部打開(kāi)，提供充足照明。

2.4 事故應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案設(shè)計(jì)

事故應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案系統(tǒng)可以根據(jù)緊急電話報(bào)警等信息渠道提供的報(bào)警信息，在車道發(fā)生事故時(shí)自動(dòng)彈出預(yù)案提示畫(huà)面，請(qǐng)求人工確認(rèn)。待操作員通過(guò)CCTV圖像、巡邏車等對(duì)報(bào)警信號(hào)核實(shí)后，立即執(zhí)行交通應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案。交通預(yù)案的主要內(nèi)容包括:

1)隧道入口處交通信號(hào)燈顯示紅色，封閉隧道;

2)靠近事故上游處車道指示標(biāo)志顯示禁行，禁止車輛通行;事故下游車道指示標(biāo)志顯示通行，以便下游車輛按照正常通行方式迅速離開(kāi)隧道;

3)隧道入口處可變情報(bào)板顯示“前方發(fā)生事故，隧道暫時(shí)封閉!”;

4)隧道群前方路段可變情報(bào)板顯示“前方隧道群發(fā)生事故，請(qǐng)繞行!”;

5)廣播系統(tǒng)開(kāi)啟，協(xié)助交通誘導(dǎo);

6)隧道雙洞照明燈具全部打開(kāi)，提供充足照明。

3 結(jié)語(yǔ)

高速公路特長(zhǎng)隧道由于空間狹小，環(huán)境條件差，極易發(fā)生火災(zāi)或事故，并且事故處理難度大。一旦發(fā)生火災(zāi)或事故，將給廣大高速公路使用者和管理者造成較大的人身財(cái)產(chǎn)損失。應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案作為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，在發(fā)生火災(zāi)或事故時(shí)，能及時(shí)有效采取相應(yīng)措施，提高救援效率，減少損失。應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案作為一項(xiàng)管理與技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，應(yīng)在實(shí)踐中不斷完善和進(jìn)步，在保障高速公路安全、高效、綠色運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。

［1］ JTJ 026.1-1999，公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ 宋 璽.談高速公路隧道消防工程的施工安全［J］.安防科技，2011(10):27-29.

［3］ 耿春光.隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)［J］.山西交通科技，2005(4):41-42.

［4］ 陳勁風(fēng).長(zhǎng)大隧道交通誘導(dǎo)與控制研究［D］.西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2002.