文/招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司

獲獎(jiǎng)等級(jí)：一等獎(jiǎng)

項(xiàng)目名稱：城市隧道服役安全典型風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論與防控關(guān)鍵技術(shù)

← 城市隧道服役安全典型風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論與防控關(guān)鍵技術(shù)研究路線

截至2021年，我國(guó)城市道路里程達(dá)56.9萬(wàn)公里，大中城市路網(wǎng)密度達(dá)到每平方公里4公里以上，交通聚集、路擠車密。城市隧道作為路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，暢通保障極為關(guān)鍵。針對(duì)城市隧道交通、結(jié)構(gòu)與環(huán)境復(fù)雜條件，研發(fā)運(yùn)營(yíng)隧道風(fēng)險(xiǎn)在線獲取、智能評(píng)估、事前防控、快速診處的管控體系需求迫切、意義深遠(yuǎn)。

多學(xué)科綜合研究 破解隧道風(fēng)控難題

該項(xiàng)目針對(duì)城市隧道交通流密集、周邊擾動(dòng)易發(fā)頻發(fā)、節(jié)點(diǎn)災(zāi)病加劇問(wèn)題、社會(huì)影響成倍放大的服役安全典型風(fēng)險(xiǎn)特征，從城市隧道服役安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，城市隧道交通、結(jié)構(gòu)智能感知裝備，城市隧道結(jié)構(gòu)損傷快速修繕技術(shù)與城市隧道服役風(fēng)險(xiǎn)集成管控平臺(tái)四方面入手，采用理論分析、數(shù)值模擬、室內(nèi)外試驗(yàn)和工程驗(yàn)證等多種研究手段，通過(guò)“交通+機(jī)器視覺(jué)”、人工智能多學(xué)科融合，解決城市隧道服役安全典型風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論與防控關(guān)鍵技術(shù)難題，建立集感知、評(píng)估、診斷、防控于一體的理論、技術(shù)、裝備與平臺(tái)體系，工程應(yīng)用效果顯著，前景廣闊。

開發(fā)集成平臺(tái) 實(shí)現(xiàn)在線智能管控

← 評(píng)估指標(biāo)體系

← 危險(xiǎn)車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)整體架構(gòu)

該項(xiàng)目從“交通-結(jié)構(gòu)-環(huán)境”的角度切入，提出了基于隱患和保障雙因素模型的交通運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法、隧道本體結(jié)構(gòu)損傷量化計(jì)算與服役安全評(píng)估方法、基于強(qiáng)度折減法的近接隧道環(huán)境安全影響分區(qū)評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建了城市隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。

該項(xiàng)目研發(fā)了運(yùn)營(yíng)隧道交通組成和危險(xiǎn)車輛風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與跟蹤監(jiān)測(cè)裝備、運(yùn)營(yíng)隧道拱墻結(jié)構(gòu)損傷巡檢機(jī)器人、運(yùn)營(yíng)隧道仰拱結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)機(jī)器人等智能裝備，實(shí)現(xiàn)了城市隧道交通狀態(tài)與結(jié)構(gòu)損傷安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)在線智能感知。

該項(xiàng)目提出了預(yù)防護(hù)、創(chuàng)微修繕、快速修復(fù)不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)控制目標(biāo)，研發(fā)了短錨微創(chuàng)修繕風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)、波紋鋼套拱快速加固風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同等級(jí)結(jié)構(gòu)損傷風(fēng)險(xiǎn)的快速高效處治應(yīng)用。

同時(shí)項(xiàng)目建立了基于網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)自動(dòng)更新的風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫(kù)、宏觀信息與單體狀態(tài)融合的城市隧道運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)了集感知、評(píng)估、診斷、處治為一體的城市隧道服役安全風(fēng)險(xiǎn)防控集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)的在線智能管控。

該項(xiàng)目研究成果已在重慶、四川、福建等省市成功應(yīng)用，獲授權(quán)發(fā)明專利40項(xiàng)、軟件著作權(quán)8項(xiàng)，主編參編行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6部、地方標(biāo)準(zhǔn)1部，出版專著5部，發(fā)表論文94篇，其中高水平論文50余篇，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。

提升隧道安全服務(wù)水平 降本創(chuàng)效超5億

通過(guò)對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的在線辨識(shí)、動(dòng)態(tài)評(píng)估和預(yù)警、微擾預(yù)防控制等方法實(shí)現(xiàn)了城市隧道襯砌結(jié)構(gòu)、外部環(huán)境和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的智能管控，為我國(guó)城市隧道的安全運(yùn)營(yíng)和交通功能的有效發(fā)揮提供有力保障，提升城市隧道服務(wù)水平與品質(zhì)，促進(jìn)隧道韌性運(yùn)維、防災(zāi)減災(zāi)、智能檢監(jiān)測(cè)等防災(zāi)減災(zāi)新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品等相關(guān)學(xué)科發(fā)展，推動(dòng)城市隧道韌性建設(shè)與管養(yǎng)技術(shù)進(jìn)步。

該項(xiàng)目研究成果自2017年開始推廣應(yīng)用于重慶劉家臺(tái)隧道、曾家?guī)r隧道、千廝門隧道，廈門第二西通道海滄隧道等多個(gè)城市核心區(qū)數(shù)十座隧道工程，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)運(yùn)營(yíng)管控，降低了運(yùn)養(yǎng)成本，累計(jì)取得經(jīng)濟(jì)效益約5.3億元。除此之外，該項(xiàng)目課題研究成果的應(yīng)用還可降低隧道運(yùn)營(yíng)安全事故發(fā)生，降低城市隧道全壽命周期內(nèi)的運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)成本，提升隧道通行能力與延長(zhǎng)服役時(shí)間，間接經(jīng)濟(jì)效益顯著。

← 組圖：典型近接施工類型的影響分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)