張楊 王常青

（1.陜西省交通建設(shè)集團公司秦嶺終南山公路隧道分公司，陜西 西安 710000；2.陜西省公路應(yīng)急中心，陜西 西安 710000）

一、引言

近年來，我國正從公路隧道的建設(shè)期向管養(yǎng)期進行過渡，而通風、照明、監(jiān)控、通訊、消防、交通控制、供配電等關(guān)鍵機電系統(tǒng)在不同工況的使用，需要我們對管養(yǎng)數(shù)據(jù)的采集和深度分析，通過建立數(shù)字隧道的模型，找到關(guān)鍵設(shè)備系統(tǒng)管養(yǎng)的規(guī)律，進行全壽命養(yǎng)護周期管理，更好地服務(wù)隧道管養(yǎng)。

二、隧道建設(shè)情況和運營狀況

1949年以前，中國只有10座公路隧道，最長的不超過200米，大部分是單車道。截至2019年初，我國高速公路里程超過14.26萬km。其中，公路隧道為17738處、17236.1km，特長公路隧道1058處，長4706.6km，長隧道4315處，長7428.1km。

隨著我國高速公路承擔的運輸任務(wù)越來越繁重，隧道內(nèi)由于各種事故引發(fā)的險情也不斷增多，造成人民群眾生命財產(chǎn)損失和交通中斷的事故時有發(fā)生。公路隧道安全管理制度相對缺失，公路隧道安全管理涉及機電管理、消防管理、?；饭芾磉\輸車輛管理、超限運輸車輛管理、通行秩序管理、基本設(shè)施保護等多個方面，具有極強的技術(shù)性、專業(yè)性、系統(tǒng)性。技術(shù)規(guī)范缺項較大。隧道運營管理涉及通風、照明、機電、監(jiān)控、安全等，但是國家很多的技術(shù)規(guī)范還不能完全滿足隧道管理的要求。比如說機電設(shè)備的配置標準，安全等級的防護等級標準。

三、提煉管養(yǎng)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字隧道

（一）信息采集

對設(shè)備的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行收集，包括隧道內(nèi)消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、供配電、交通控制、照明系統(tǒng)等，特別是通風系統(tǒng)，對隧道管養(yǎng)的數(shù)據(jù)進行匯總，對設(shè)備使用效率、故障率、設(shè)備率、備件使用率及養(yǎng)護的難度進行綜合統(tǒng)計。這些數(shù)據(jù)直接影響到養(yǎng)護專項計劃的規(guī)劃。

對隧道事故數(shù)據(jù)進行收集，包括交通事故、不占道、占單道、占雙道的交通事故；火災(zāi)事故；機電設(shè)備故障事故（影響交通通行的，比如隧道供配電系統(tǒng)中斷）；拋灑物、對交通無影響、占單道、占雙道；恐怖襲擊；危險化學品泄漏事故；大件運輸車輛不可解體占雙道事故等，建立統(tǒng)計分析表，按照人、車、路、環(huán)境進行深度分析，有針對性地制定各類事故的預(yù)防措施。

對隧道的結(jié)構(gòu)進行定期檢測，包括圍巖和支護，分析結(jié)構(gòu)的安全性能、使用性能、穩(wěn)定性能、耐久性能、管理性能等，從結(jié)構(gòu)安全上進行分析，建立全壽命的圍巖監(jiān)測。

（二）數(shù)字管養(yǎng)平臺的建立

隧道建成以后，很快轉(zhuǎn)入運營管理模式，我們可以利用現(xiàn)有的管理體制，分系統(tǒng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)臺賬，隧道和橋梁、路面及其他工程有結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，管養(yǎng)的范圍比較寬泛，比較綜合，很多機電系統(tǒng)是在配合的情況下，才能發(fā)揮出預(yù)期的效果，這都需要我們對管養(yǎng)的數(shù)據(jù)進行深挖、比較、聯(lián)系，找出最不利因素的共同點。

（三）數(shù)據(jù)的分析

前期就要求運營單位對管養(yǎng)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，分類整理，比如一個隧道的通風，需要統(tǒng)計不同時段、不同工況、連續(xù)的隧道進出口、隧道內(nèi)、通風豎井外山及通風井底部的同間距過渡段的風速、風壓、溫度，找到自然通風規(guī)律，合理計算開啟軸流風機、射流風機后機械排風效能。同時對機電設(shè)備故障數(shù)量，更換的位置，造成的原因進行分析，反饋給供貨單位，提出保護和升級的要求。

四、智慧隧道管養(yǎng)體系的搭建

融入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新型技術(shù)手段，對綜合管養(yǎng)信息進行動態(tài)感知，實施處理和智能應(yīng)用，快速解決隧道行業(yè)快速發(fā)展面對的問題，實現(xiàn)管養(yǎng)信息化和運營工作的完美結(jié)合，對有效的數(shù)據(jù)進行匯總和成果推廣，便于將管養(yǎng)的成果在隧道前期的勘察和施工圖設(shè)計階段進行結(jié)合，優(yōu)化設(shè)計，更好地服務(wù)隧道的運營安全。

（一）智能管理平臺的建立

圍繞智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能預(yù)警聯(lián)動、智能機電巡檢、智能隱患督改、智能宣傳警示、智能演練設(shè)計、智能應(yīng)急救援、智能責任追究、智能風險管控等進行模塊設(shè)計，建立各類采集和傳輸模塊，也可按照需求進行聯(lián)調(diào)和功能擴展。

（二）多源異構(gòu)數(shù)據(jù)層框架的設(shè)立

隧道內(nèi)的土建機構(gòu)、機電系統(tǒng)的管理，由于建立的時間不同、控制的系統(tǒng)不同、傳輸?shù)膮f(xié)議不同，因此信息無法匯聚到一個控制平臺，且每個系統(tǒng)的開發(fā)由各系統(tǒng)供應(yīng)商的軟件負責人進行設(shè)計，框架協(xié)議各有不同，鑒于此，各系統(tǒng)可開放協(xié)議，打破數(shù)據(jù)壟斷，從信息的感知層、數(shù)據(jù)處理層、智能應(yīng)用層在原有的基礎(chǔ)上進行整合，實現(xiàn)可視化顯示運行狀態(tài)的目的。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的延深

需用用網(wǎng)絡(luò)的方式連接眾多的機電系統(tǒng)，形成一個多元素傳感器的網(wǎng)絡(luò)空間，通過安全可靠的系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)上傳至互聯(lián)網(wǎng)平臺，對數(shù)據(jù)進行分析、處理、挖掘，使其具有更高的決策力。

五、建設(shè)智慧隧道的建議

（一）數(shù)據(jù)采集的真實性

隧道應(yīng)急救援時效性要求強，必須以信息化、智能化為引領(lǐng)，進一步完善長大隧道內(nèi)的安全防災(zāi)設(shè)施，提高隧道內(nèi)突發(fā)事件的自動化監(jiān)測與報警能力。加強隧道運營科學管理，以滿足行車安全需要為基本原則，全面考慮隧道內(nèi)交通、環(huán)境、緊急狀態(tài)等多種因素，實現(xiàn)交通控制、通風控制、消防控制和照明控制等各項功能協(xié)調(diào)配合。

（二）健全運營管理體制

管養(yǎng)單位應(yīng)根據(jù)隧道特點、安全等級等相關(guān)因素建立專業(yè)的管養(yǎng)機構(gòu)及嚴格的安全管理體制和應(yīng)急聯(lián)動機制，編制切實可行的應(yīng)急預(yù)案，細化應(yīng)急預(yù)案流程、明確各工作崗位職責、規(guī)范各班組工作程序，并定期組織演練檢驗。

（三）打造高素質(zhì)管理團隊

高起點、高標準、嚴要求，全面加強隧道運營管理人才隊伍建設(shè)。組織有針對性的技能知識培訓，強化管理人員專業(yè)技術(shù)水平和隊伍的整體能力，經(jīng)常性地開展應(yīng)急演練，提高急救人員的安全意識及應(yīng)急處置能力。結(jié)合隧道特點，有必要時建立專家?guī)?，在?yīng)急事故救援中可請相關(guān)專家指導(dǎo)。

六、結(jié)語

隨著我國公路隧道數(shù)量不斷增加，運營管理工作面臨的壓力也越來越大。面對目前我國隧道運營管理方面存在的不足，必須充分發(fā)揮先進技術(shù)和高端人才的引領(lǐng)作用，建立標準化、規(guī)范化的管理體制，編制切實可行、實效顯著的應(yīng)急管理預(yù)案，打造高水準、嚴要求的應(yīng)急救援隊伍，最大程度地減少事故中人員、財產(chǎn)損失，保障隧道安全、順暢運行。