任慧

（福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建福州350007）

0 引言

隧道工程在快速發(fā)展的背景下，逐漸向長大深埋方向發(fā)展。為了改善隧道工作面、通風(fēng)、排水及運(yùn)輸條件等方面，不可避免地要設(shè)置斜井，實(shí)現(xiàn)“長隧短打”的理念，盡早實(shí)現(xiàn)通車運(yùn)營。由于受地形、投資、設(shè)計參數(shù)等方面影響，正洞、斜井及斜井洞口不能通視，加之兩個作業(yè)面的車輛通行，從而帶來了交通安全隱患，因此斜井的交通管控是斜井安全施工的控制要點(diǎn)之一。

1 隧道安全需求分析及系統(tǒng)設(shè)計

當(dāng)前的交通預(yù)警系統(tǒng)主要包含以下特點(diǎn)：對于隧道內(nèi)正在通行的所有車輛，能夠掌握全部信息，通過視頻以及數(shù)據(jù)的方式向主管部門進(jìn)行反饋。在隧道內(nèi)行駛的車輛，如果出現(xiàn)了交通事故，監(jiān)控系統(tǒng)會及時上報相關(guān)車輛的信息。其次交通預(yù)警系統(tǒng)還具備上報天氣情況的功能，對于惡劣天氣會及時進(jìn)行預(yù)警提示?！皟煽鸵晃！蹦壳笆墙煌ㄟ\(yùn)輸關(guān)注的重點(diǎn)，針對大型客車與危險品車輛，在經(jīng)過隧道的時候，通過監(jiān)控系統(tǒng)會對這些車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，可使用激光車檢器以及攝像機(jī)等。將隧道內(nèi)的實(shí)時情況通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴隙危鶕?jù)系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析，針對具體的情況采取相應(yīng)的措施。隧道內(nèi)的實(shí)時監(jiān)控一般會根據(jù)容量變化產(chǎn)生不同的監(jiān)測方式，根據(jù)車速變化進(jìn)行監(jiān)測。所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)會在中心服務(wù)器上端顯示。值班人員可以通過監(jiān)控類的信息對隧道內(nèi)的情況及時掌握，對于突發(fā)事件能夠及時上報，例如車輛擁堵或者是車輛相撞等。同時在隧道入口設(shè)有情報板，能夠提示預(yù)警信息，避免事故的發(fā)生。對于交通流量也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)分析全年流量的具體情況[1]。

1.1 系統(tǒng)設(shè)計

主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成主要包括了激光掃描、傳感器以及抓拍器等共同組成。激光傳感器具有超強(qiáng)的掃描功能，能夠在隧道的頂部抓拍實(shí)時圖像，通過激光傳感器以及抓拍系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地將車輛車型以及流量信息等傳送到中心服務(wù)器。

1.2 系統(tǒng)運(yùn)行原理分析

激光傳感器在進(jìn)行掃描時能夠獲取路面信息，并且通過傳感器能夠檢測到車輛進(jìn)入隧道與離開隧道的時間。在抓拍后能夠通過車牌以及車身顏色提供準(zhǔn)確信息，并將相關(guān)信息上傳到主控機(jī)。在后臺軟件及時接收到相關(guān)信息之后，能夠?qū)?shù)據(jù)庫內(nèi)的信息進(jìn)行匹配與儲存。激光傳感器在進(jìn)行檢測車輛駛?cè)胨淼纼?nèi)時，會通過發(fā)送機(jī)拍攝照片，隨后通過激光傳感器確定車輛。對于車輛在隧道內(nèi)的平均速度以及交通事件，能夠精準(zhǔn)地掌控，同時對于相關(guān)數(shù)據(jù)能夠及時分析[2]。

1.3 系統(tǒng)安裝分析

以某個隧道為例分析系統(tǒng)安裝的具體內(nèi)容。位于斜井距三岔口一定的位置處（點(diǎn)B）處安裝控制箱1個，控制箱應(yīng)當(dāng)包含聲、光報警器各一個。其次需要布置地感應(yīng)圈兩組；在斜井與正洞交匯位于出口方向一定的位置安裝控制箱1 個，布置地感應(yīng)圈兩組；在斜井與正洞交匯位于出口方向一定的位置安裝控制箱1 個，布置地感應(yīng)圈兩組。在正洞中間處安裝總控制箱1 個，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場安裝示意圖

1.4 車型檢測原理

激光掃描主要是為了獲取物體的三維立體成像，這是在最近幾年新型研發(fā)的立體測量技術(shù)。通過激光掃描的方式可以對物體進(jìn)行掃描，根據(jù)這個原理，在對車輛進(jìn)行掃描的時候，能夠獲取其外形特征，同時還可以將車輛進(jìn)行分類，具有高精準(zhǔn)、抗干擾等特點(diǎn)。

1.5 車輛出入口匹配原理

車輛在駛?cè)胨淼酪约榜傠x隧道的時候，設(shè)備都能夠采集到車輛信息，在剛剛到達(dá)隧道入口的時候，對于車輛的車型以及身長等都能夠抓取圖像。通過所獲取的信息，可將車輛分為兩大類，第一類車輛是有車型信息，車牌號碼在檢測時能夠有效抓拍并且迅速提取車輛信息；第二種屬于有車輛信息但是無號牌，當(dāng)檢測到信息時，通過車型以及相關(guān)信息可以提取號牌。當(dāng)車輛駛離隧道的時候，也會檢測到車輛的完整信息，在出入口時都可以對車輛的信息進(jìn)行匹配，在接收信息時，會采用脈沖序列來進(jìn)行判斷，根據(jù)這種原理，對車輛的輪廓展開掃描，獲取相關(guān)的外形特征，對于車輛能夠及時進(jìn)行分類。

1.6 車輛出入口匹配原理

不論是車輛進(jìn)入隧道，還是駛離隧道，相關(guān)設(shè)備都能夠采集到車輛的完整信息，并且將所有信息上傳到主控機(jī)。另外，車輛在隧道內(nèi)停留，還會及時提醒相關(guān)工作人員能夠隨時了解到隧道里的情況，并且對相關(guān)車輛進(jìn)行拍照，和對相關(guān)車輛進(jìn)行監(jiān)控[3]。

2 系統(tǒng)運(yùn)行效果

2.1 中心服務(wù)器軟件界面

在中心服務(wù)器的界面上，能夠看到隧道內(nèi)發(fā)生的一系列情況，例如車輛滯留以及擁堵等。

2.2 事件檢測預(yù)警

通過實(shí)時檢測能夠達(dá)到隨時預(yù)警報告，在區(qū)域內(nèi)如果出現(xiàn)危險情況，預(yù)警燈會不停地閃爍，同時會有不同顏色進(jìn)行提示，不同顏色的預(yù)警燈也會針對不同的事件，這樣就可以提醒值班人員。對于車輛在隧道內(nèi)出現(xiàn)臨時變道等情況會發(fā)出警告，并且對車輛進(jìn)行抓拍，同時上傳圖片。

2.3 變通事件檢測

當(dāng)車輛進(jìn)入隧道之內(nèi)時，于駛出隧道時所占用的車道不一致，此時預(yù)警系統(tǒng)會進(jìn)行抓拍。

2.4 “兩客一?！避囕v檢測

大型客車以及中型客車還有危險品車輛在駛?cè)胨淼纼?nèi)，系統(tǒng)會自動掃描，提取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。

3 車輛交通預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力

通過中心服務(wù)器軟件可以查詢相關(guān)信息，并且通過數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠得到如下結(jié)果。

3.1 隧道容量分析

對于隧道的容量，可以及時分析，尤其是在通行峰值的時候，能夠了解隧道里的容納能力。對于隧道內(nèi)的容量情況，可以通過變化曲線來進(jìn)行觀察，當(dāng)變化成為正態(tài)分布時，隧道內(nèi)最多可容納35 輛汽車；但是高峰期一般在早上的8 點(diǎn)到中午的11:30，下午的13點(diǎn)到16 點(diǎn)。從服務(wù)器的曲線圖形來觀察，從早上7 點(diǎn)開始，容量會出現(xiàn)上升的趨勢，然而在傍晚18 點(diǎn)，容量會呈現(xiàn)下降的形式，在晚上22:30 左右會產(chǎn)生短暫的變化。在霧天情況下，變化曲線也會呈現(xiàn)上升的趨勢，尤其是在早上9 點(diǎn)左右的時候，隧道容量明顯上升。但是在取消限行之后，隧道容量會慢慢地下降，其峰值在早上9:30。當(dāng)9:30 之后，會出現(xiàn)正常狀態(tài)。

3.2 隧道流量分析

使用中心服務(wù)器軟件進(jìn)行分析，能夠了解到每一天在隧道內(nèi)的車流量情況以及車型占比。隧道內(nèi)的流量也會根據(jù)每天的檢測情況，不斷地呈現(xiàn)曲線變化。使用中心服務(wù)器軟件進(jìn)行分析，具有一定的準(zhǔn)確性。

4 隧道內(nèi)遇到突發(fā)情況時交通預(yù)警系統(tǒng)的指揮能力

在隧道內(nèi)，如果出現(xiàn)了突發(fā)情況，通過監(jiān)控系統(tǒng)可以及時向指揮中心進(jìn)行預(yù)警報告。針對突發(fā)情況，首先應(yīng)該將事故車輛拖走，將通道讓開確保隧道內(nèi)可以正常通行。指揮中心會指派附近交警出警，對事故雙方展開協(xié)調(diào)。如果在隧道內(nèi)發(fā)生的交通事故較為嚴(yán)重，預(yù)警會根據(jù)具體情況出現(xiàn)不同的提示。另外，如果在隧道內(nèi)發(fā)生火情，交通預(yù)警系統(tǒng)會及時上報，并通知消防部門及時趕到，這是交通預(yù)警的強(qiáng)大功能之一。通過不同的預(yù)警方式以及不同的提示方式，可以讓工作人員更好地開展工作，并及時通知相應(yīng)部門對隧道內(nèi)出現(xiàn)的突發(fā)情況展開救援以及處理。對于有些事故交通預(yù)警系統(tǒng)只能進(jìn)行抓拍以及監(jiān)控，然而真正在處理事件時，還需要交警以及路政部門及時趕到。有些事故會造成隧道內(nèi)的設(shè)施損壞，這一部分需要更多部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，但是對于損壞面積并不是很大，交警能夠單獨(dú)處理的，應(yīng)該由當(dāng)事人配合交警來進(jìn)行處理。

5 結(jié)語

使用隧道斜井三岔口車輛交通預(yù)警系統(tǒng)，可以實(shí)時掌握隧道內(nèi)的狀況，例如車輛信息、數(shù)據(jù)等，不僅能夠及時檢測到隧道內(nèi)所出現(xiàn)的交通事故，還可以全天候統(tǒng)計隧道內(nèi)的容量以及流量數(shù)據(jù)。同時便于決策者及時掌握相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠提升隧道內(nèi)的管控能力。如果在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故以及其他事件，報警系統(tǒng)可提醒工作人員及時介入。預(yù)警系統(tǒng)可對隧道內(nèi)的車輛進(jìn)行詳細(xì)參數(shù)監(jiān)控，提升掌控能力以及工作效率。