曹秋仙

(三明醫(yī)學科技職業(yè)學院網(wǎng)絡技術(shù)中心 福建三明 365000)

隨著社會不斷發(fā)展，道路不斷增加、延伸、提升等，隧道也隨之增加。近年來,全國各地隧道交通事故發(fā)生逐年增多，且危害后果相當嚴重，隧道交通安全管理研究比較薄弱[1]。針對此情況，筆者走訪交通公路、公安交警等部門展開調(diào)查分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣算法等科技手段，積極探索建立“三升三全一機制”隧道治理安全模型（下面以三明為例）。

1 隧道安全風險管理要求

基于對一般施工情況分析，可看到隧道安全風險管理的突出現(xiàn)實意義。其意義既可表現(xiàn)在施工時，也可表現(xiàn)于隧道的后期應用。在隧道施工期間，應基于實際需要進行規(guī)范化標準制定，以工程建設各個階段預期進行合理化安全管理，從而持續(xù)改善工程建設質(zhì)量，科學節(jié)約工程建設時間，用于滿足各類隧道工程建設需求。隧道工程和當今社會發(fā)展密切相關(guān)，所以在施工安全管理方面，采用數(shù)智融合的質(zhì)量控制非常重要，這種方法需要運用現(xiàn)代技術(shù)手段進行各類施工技術(shù)應用的強化，并對建設質(zhì)量有效控制，以全面提升交通工程建設效率，使工程建設質(zhì)量符合標準要求[2]。基于風險管理的要求，在各類隧道工程實際施工時，施工人員一般會借助相應施工技術(shù)完成加固任務，由此提升隧道工程荷載能力，讓工程更加安全和穩(wěn)固。在此期間，應用數(shù)智融合解析隧道安全風險的意義如下。

第一，數(shù)智融合對隧道施工區(qū)域的地質(zhì)勘察具有重要的支持作用。部分施工單位對地質(zhì)勘察不重視，造成了工程建設時的地質(zhì)危險因素大大增加。數(shù)智融合可化解對其產(chǎn)生的不利影響。第二，施工區(qū)域具備多變性特點，同時有著不良地質(zhì)夾層的現(xiàn)象，讓風險事故發(fā)生的可能性大幅度提升。而利用數(shù)智融合技術(shù)，可顯著提高施工建設的安全系數(shù)[3]。第三，一般的隧道施工地點位于山體、河流、溶洞等地區(qū)，而同時此類區(qū)域往往是“三不通”的，所以，在建設時應對水、電和交通問題加以解決，待這些工作完成后，還應做好施工技術(shù)確定和施工方案選擇等工作，把這些工作做好需要有數(shù)智融合解構(gòu)的支持。第四，實際隧道工程建設期間，作業(yè)空間的低矮、噪聲大過、危險系數(shù)過高等特點，都可成為隧道狀況與安全風險管理要求的重點，并通過數(shù)智融合來解決。

2 隧道狀況與治理背景

三明市地處福建省中部，國省道總里程數(shù)為1 953 km，山高隧道多，全市普通公路隧道共有33 座，隧道總長30 770.3 m，其中特長隧道2 座，長隧道12 座，中隧道9座，短隧道10 座；國省道隧道21 座，快速通道隧道12座。隧道年均日交通量超過10 000 車次，隧道交通事故主要違法行為是違法變更車道、超速、未與前車保持足夠安全制動距離等。

隧道治理背景總結(jié)如下：三明市石馬岬、新城、焦坑嶺隧道前3 年來先后發(fā)生亡人交通事故，特別是石馬岬和新城隧道各發(fā)生一次死亡3 人較大交通事故，在社會上造成很大的反響。以數(shù)據(jù)為基本要素，運用信息通信技術(shù)、視頻監(jiān)控、探頭以及各類智能傳感器收集數(shù)據(jù)，結(jié)合事故深度調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)存在燈光照明不足、排風效果不佳、視線誘導設施不足等隱患問題。市委、市政府高度重視，多次組織會商、實地調(diào)研，借助平安辦、道安辦、安辦等平臺，推動全市隧道隱患治理。充分應用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣算法、新型材料等科技手段，積極探索建立隧道AI治理安全模型，全面推動隧道交通安全綜合治理工作，樹立數(shù)字隧道安全智能建設標桿，為交通強國貢獻新的智慧和力量。

3 治理安全模型架構(gòu)

3.1 實施AI驅(qū)動，健全安全防控體系

一是建設隧道安全防控體系。根據(jù)視頻監(jiān)控覆蓋面的特點，建設不間斷的車輛變道抓拍系統(tǒng)、視頻巡查監(jiān)控系統(tǒng)和交通測速卡口系統(tǒng)等，并接入公安交通集成指揮平臺、南威卡口等數(shù)據(jù)平臺，確保隧道全程視頻監(jiān)管無死角、無盲區(qū)、全覆蓋。加強對隧道超速、超車、變道、掉頭、壓線行駛和接撥打電話以及未系安全帶等妨礙交通安全違法行為進行實時動態(tài)監(jiān)管，實現(xiàn)隧道全程視頻監(jiān)管、違法照片隨時提取，提升隧道交通安全防控能力[4]。二是建設隧道AI應急預警模型。充分利用視頻巡查監(jiān)控系統(tǒng)、交通測速卡口系統(tǒng)和車輛變道抓拍系統(tǒng)，依托公安交通集成指揮和南威卡口等平臺與軟件，結(jié)合隧道長度、限速值、車輛類型、照明度與粉塵濃度等條件研究開發(fā)AI應急預警模型，通過使用AI應急預警模型對照片和視頻的二次識別、融合計算、分析與處理，實現(xiàn)隧道過往車輛通行異常自動分析與發(fā)送預警信息，如違停、交通事故等，做到隧道內(nèi)24 h 通行情況的實時動態(tài)感知預警，迅速出擊，第一時間發(fā)現(xiàn)和處置隧道內(nèi)的故障違停、交通堵塞、交通事故等突發(fā)事件，確保隧道內(nèi)通行井然有序。三是建設隧道AI消防安全模型。增設消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、滅火器、應急照明和疏散指示標志等，并接入后臺數(shù)據(jù)平臺，建立隧道AI 消防安全模型[5]。通過隧道AI消防安全模型可以分析火災報警位置，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以分析及時制訂有效逃生方案，同時可以啟用噴水滅火裝置，為有效地撲救火災和人員疏散創(chuàng)造有利條件，從而減少火災造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

3.2 實施微改造，提升隧道通行條件

一是應用瓷化納米新技術(shù)。隧道壁涂畫納米材料“瓷化涂料墻”，具有高亮、拒油、拒水、拒塵、抗裂的特點，從而形成一個漫反射表面，避免隧道反光引起駕駛員視覺不適，大大提升隧道照明度，提升率約在10%～20%，有利提高駕駛員行車視線的距離；側(cè)壁反射率達到0.8以上，隧道洞內(nèi)、外光線差減小了，最大程度地減輕視覺盲的感覺，有利于提升駕駛員行車視覺效果。二是應用智能自動化新設備。對隧道照明、通風等機電設施的升級改造，增加照明和通風設備，安裝自動監(jiān)測控制系統(tǒng)，根據(jù)隧道內(nèi)粉塵、風向和照明情況，實現(xiàn)AI 自動化監(jiān)測、分析研判及遠程控制，自動啟停射流風機和照明時序閘，實現(xiàn)節(jié)能運行和保持風機較佳壽命的控制運行，保持隧道內(nèi)的清潔度、能見度和照明度[6]。三是應用交通誘導警示設施。增設LED顯示屏和LED 指示燈，增設減速標線，增設凸起反光標、輪廓標和輪廓帶，增設車道邊界線，增加或更換隧道相關(guān)標志，重新施畫標線，確保隧道輪廓清晰、車道醒目，給駕駛員提供清晰明亮的道路行車環(huán)境。

3.3 實施一體化機制，建立“警路聯(lián)合”工作機制

與公路養(yǎng)護部門創(chuàng)新共建警路聯(lián)合工作機制，實現(xiàn)信息共享、優(yōu)勢互補、聯(lián)勤聯(lián)查、應急處置等隧道安全管理模式，這將保證隧道環(huán)境的穩(wěn)定性[7]。具體操作過程中，理想的做法是實行每月對隧道聯(lián)勤聯(lián)動聯(lián)治進行相互考評制度，每季度進行1次聯(lián)席會制度，建立隧道維護與保養(yǎng)制度，每年不少于4 次對隧道的燈光進行檢測，每日不少于4次對隧道的土建結(jié)構(gòu)、機電設施等的養(yǎng)護進行巡查，每周至少3次路面清潔維護，每周不少于1 次高壓水車全面清洗和保養(yǎng)維護，保證隧道舒適、明亮、安全正常的通行環(huán)境。事實證明，相關(guān)做法可對隧道安全風險防范產(chǎn)生長期支持。

3.4 建立隧道安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

對我國各類隧道施工所發(fā)生安全事故情況與典型案例進行篩選，得到已完成的隧道工程案例，并據(jù)此構(gòu)建公路、鐵路等多種隧道安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并從數(shù)據(jù)庫分析視角出發(fā)，以“海恩法則”為參照，做事故出現(xiàn)征兆與苗頭的分析識別，再提前采取相應的預防措施[8]。在整個過程中，對于隧道安全管理問題表現(xiàn)及背后原因、解決對策、預警體系的完善都是有必要的。管理者可分析類似的已完工程安全事故，進行對應的規(guī)范化整理并給予編碼，再結(jié)合既往案例對解決對策數(shù)據(jù)庫和預警響應體系進行完善。其中預警響應體系可以劃分為3 個級別，如若事故發(fā)生可能性在低頻率范圍內(nèi)時，可定為一級預警，項目部應采取與之對應的措施；若事故苗頭累積增加，可變?yōu)槎夘A警，由項目公司的安全總監(jiān)進行工作組織，同時會同項目部增加更大范圍的響應行動；若事故苗頭進一步變化，或者事故征兆顯著，便應變?yōu)槿夘A警，將情況上報公司總經(jīng)理，由公司總經(jīng)理做安全總監(jiān)組織，并要求項目部采取共同的響應行動。

下面以隧道邊坡溜坡坍塌預防為例，說明建立隧道安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和相應預警機制所發(fā)揮的重要作用。隧道在開挖時可能造成邊坡溜坡坍塌和危巖落石的危險，針對此類風險，采取逐層清理、臺階施工，或者錨網(wǎng)噴支護等方法均具有一定可行性。管理者可基于對數(shù)據(jù)庫中的既往案例分析，分別采取不同程度的不同方法實踐。例如：在預警機制初級時，逐層清理的做法較為適用。隧道工程的邊坡溜坡坍塌可能性增大，管理者在和既往案例進行對比后便應考慮擴大防范范圍，并重點做好防范工作。

4 治理模型實戰(zhàn)應用

通過AI隧道治理安全模型應用，全市隧道治理工作取得一定成效。全市隧道交通事故呈斷崖式下降，傷亡事故零發(fā)生，大大提升了隧道交通安全防控能力。分臺階刷坡施工和錨網(wǎng)噴支護工作。

案例1：三元石馬岬隧道（長2 539 m）隱患整治效果。該隧道寬為9 m，雙向2 車道，路面施畫有中心雙黃線和車道邊界線。整治前，隧道內(nèi)違法壓線、變道超車、違法停車、超速等交通違法現(xiàn)象明顯，隧道粉塵大，燈光昏暗，標線不明顯，視線差，極易發(fā)生交通事故。通過模型應用，隧道內(nèi)兩側(cè)墻面涂刷瓷化涂料，安裝6套車輛變道抓拍系統(tǒng)、2套視頻監(jiān)控系統(tǒng)和2套測速卡口系統(tǒng)，安裝自動除塵通風系統(tǒng)，增加或更換照明設備和標志，設置貓眼路面凸起路標和輪廓標，建立日常維護保養(yǎng)制度。整治后，2020年6月以來，交通事故下降顯著，未發(fā)生傷亡交通事故；簡易程序處理的交通事故由原來每年12起下降至每年1起。

圖1 近6年來全市隧道發(fā)生交通事故分析圖

案例2：沙縣焦坑嶺隧道（長3 615 m）隱患整治效果。該隧道寬為9 m，雙向2 車道，路面施畫有中心雙黃線和車道邊界線。整治前，隧道內(nèi)違法壓線、變道超車、違法停車、超速等交通違法現(xiàn)象明顯，隧道內(nèi)路面顆粒多，粉塵大，燈光昏暗，標志標線不完善，視線差，極易發(fā)生交通事故。通過模型應用，設置7個監(jiān)控點，安裝車輛變道抓拍系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)和隧道口兩端交通測速卡口系統(tǒng)，安裝自動除塵通風系統(tǒng)，設置貓眼路面凸起路標和輪廓標，建立日常維護保養(yǎng)制度，完善標志標線。整治后，2020年6月以來，交通事故下降顯著，未發(fā)生傷亡交通事故；簡易程序處理的交通事故由原來每年9起下降至0起。

5 模型應用推廣

在數(shù)字信息化技術(shù)日新月異的年代，管理者要更新觀念，針對交通管理的難題和痛點，以更加開放、更加創(chuàng)新的思維方式，探索數(shù)字人工智能在交通管理中的應用，尋找智能交通的解決方案，突破交通管理的瓶頸。通過多維度的數(shù)據(jù)源融合分析，從車輛識別、人臉識別、人像識別等多渠道采集信息并進行應用，通過人工智能提取數(shù)據(jù)建模，實現(xiàn)精準預警、精確打擊、精準防范和精準控制，解決交通管理的技術(shù)問題和應用問題。

6 安全風險管理配合手段

數(shù)智融合技術(shù)對隧道安全風險的化解有重要作用。該技術(shù)需要相關(guān)人員的密切配合與相關(guān)制度的有效支持。在工作實踐中，隧道建設者與管理者應突出施工與使用安全風險管理策略的全面性，從而讓數(shù)智融合功能發(fā)揮到極致。

6.1 清晰責任劃分

施工之前要做好相應準備工作，在了解施工環(huán)境前提下開展施工設計，同時依實際施工需求做好施工隊伍的明確分工，保證工程項目的建設責任能夠落實至個人，特別是要對各類施工設備做好檢查，讓施工設備得以在數(shù)智環(huán)境下正常運行。同時，在施工準備階段要基于工程特征做各類危險源的排查，并制訂化解危險的緊急預案。

6.2 規(guī)范操作流程

為了讓每一位操作人員均能熟練掌握操作工藝和規(guī)范要求，應加強對相關(guān)人員的培訓工作，并在此基礎(chǔ)上加強相關(guān)人員對數(shù)智融合技術(shù)的認知?？梢灾贫ㄙ|(zhì)量獎罰條例，使工作人員的責任感更強。針對可能導致安全風險的二次襯砌保護不合理等問題，要做好相應的質(zhì)量檢查工作和成品保護工作。對于工程材料方面，應當專人保管、專地存放。同時，還應有運輸無污染、無損壞的意識，為融合數(shù)智及提高工程建設質(zhì)量創(chuàng)造良好環(huán)境。

6.3 強調(diào)部門協(xié)調(diào)

由于隧道工程項目的復雜性特點，因此在進行施工安全管理工作過程中，各部門之間需要有相互密切配合的意識和行動，并且同步增加管理與監(jiān)督的力度。在實際施工時需要多部門協(xié)調(diào)管理，并嚴格依有關(guān)規(guī)定做好管理的落實，持續(xù)完善安全風險管理內(nèi)容，實現(xiàn)工程建設的預期目標。例如：在工程施工初期、過程之中以及后期，均應有詳盡的配合跟蹤觀察方案，以此避免各類問題的出現(xiàn)。在此期間，設立同數(shù)智融合工作方式相統(tǒng)一的監(jiān)督小組或問題解決小組，以便在問題發(fā)生時及時協(xié)同解決，切實提高安全管理質(zhì)量。

6.4 做好預防養(yǎng)護

鐵路、公路、橋梁等的隧道工程要進行預防養(yǎng)護。在養(yǎng)護管理方面應跟上智能信息化建設步伐，以便及時對邊坡隱患等問題加以整治。例如：在預防養(yǎng)護過程中，可以利用TDR 技術(shù)對隧道結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測，以提高自動化預警系統(tǒng)的準確性和有效性。同時，也要根據(jù)隧道的具體施工情況，不斷總結(jié)和優(yōu)化養(yǎng)護方案。例如：在防水板環(huán)向縫的焊接過程中，采用雙縫自動爬焊機，并注意溫度控制、焊縫質(zhì)量和細微裂縫修補等細節(jié)問題，結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)手段提出養(yǎng)護策略，提高養(yǎng)護質(zhì)量和效率。

7 結(jié)語

隧道安全風險管理是一項重要的工作，它不僅關(guān)系到施工階段的安全生產(chǎn)，也關(guān)系到隧道的后期運營和使用。管理部門應該根據(jù)實際需求，不斷創(chuàng)新工作思路和方法，有效預防和解決隧道安全風險問題。該文從數(shù)智融合的角度出發(fā)，結(jié)合具體案例，運用大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣算法等科技手段，分析了隧道安全風險的可能性，并闡明了應用數(shù)智融合解決方案的重要性。