智慧公路隧道综述

智慧公路隧道综述摘要：隧道是交通领域不可分割的一部分，每年需要修建几十万公里的隧道。调查表明，复杂的地质条件是严重阻碍隧道快速发展的主要因素，在复杂的地质条件下修建长大隧道需要较长的时间。从机械化施工到智能化、无人化的隧道施工，是目前隧道发展的主流。关键词：智慧；公路隧道；综述引言目前，智慧道路建设强度增强，逐渐成为智慧交通系统的重要组成部分。隧道照明控制技术作为智能道路建设阶段的重要组成部分，也是运营管理的重要组成部分。为了满足日益增长的交通需求，我国正在加大公路隧道建设力度，形成全国全方位的公路网。同时对公路隧道的照明质量、节能性能提出了更高的要求。在此设计的背景下，应认真分析国内公路隧道照明建设的具体要求，并重点研究其中存在的具体问题，探讨隧道照明控制技术的应用具有极其重要的现实意义。一、智慧公路隧道运营管理模式公路运营管理模式智慧在于在物联网、云计算等多种信息技术的支持下，结合人工智能、三维数值模拟手段、图像采集技术、多源数据集成、数值模拟等技术，通过对隧道环境的协调管理和控制，对运营阶段的公路隧道全过程进行建模基于物联网、云计算技术等综合信息技术服务的智能公路隧道运营管理模式由5个协同管理平台组成，是传统公路隧道管理模式在信息化水平方面的重大升级。采用基于图像采集、图像分析、运行阶段射频识别的智能设备，全方位获取隧道中的交通、速度、人员、隧道环境信息，拓宽了智慧隧道信息的感知范围。同时，基于物联网、云技术的智能公路隧道运营管理模式，实现实时数据交换、可用数据的挖掘和过滤及存储、动态数据的高效挖掘等，改变了传统的公路隧道运营管理方式，逐渐从经验管理向智能、信息化、精确管理转变，并从被动管理向主动管理逐步发展。隧道运营管理模式智慧解决了传统公路隧道信息传递不及时、信息匮乏、不经济等问题，并为社会、生态环境带来较高的经济效益。二、 高速公路隧道智慧管控现状分析高速公路隧道施工高度重视交通安全，并安装了多个与交通安全监控相关的子系统，包括:视频自动监控系统、交通监控系统、火灾报警系统、电能监控系统、环境监控系统。上述已建子系统可以提供该系统需要分类、汇总、挖掘和显示的大部分与交通安全相关的原始数据。目前安装在高速公路上的硬件设备还存在以下缺点，这些缺点很可能导致安全事故无法及时发现的隐患。（1）火灾报警系统采用双波长综合盘以及感温光纤监控系统，在车辆出现大明火之前无法检测火灾状况，无法提供灾前预警。（2）由于隧道内摄像机安装高度不符合要求（要求5.5-6m），且照明条件变化很大，导致经常出错以及泄漏事件，目前已展开的事件视频监控。（3）现有系统不允许对进入隧道的车辆信息进行控制和记录。（4）现有监控系统没有通信的电能监控系统。三、 智慧公路隧道建设3.1智慧公路隧道照明控制根据各种灯光控制技术的应用现状，在智慧隧道设计中，智能控制技术的综合性能最为突出，在响应能力、环境适应能力、信号驱动、闭环控制等方面有明显的优势。例如，在环境适应能力方面，智能控制技术具有强大的数据处理和逻辑分析能力，可以在隧道内部和外部照明环境发生变化时，自动分析全新照明环境对交通安全等方面的具体影响，根据分析结果，修改现有照明控制方案。因此，在现代隧道建设项目中，智慧必须采用以智能控制技术为主，逐步取代人工控制、自动控制等技术，这也是加快智能公路系统建设步伐的重要举措。但智能控制技术出现较晚，虽然广泛应用于隧道照明、汽车照明等领域，但系统开发经验、智能算法等方面存在一定问题，照明控制效果有待提高。3.2行车安全比对系统为了实现隧道的交通安全控制和管理，可在隧道的出入口部署一个集成的隧道安全控制和管理门式刚架系统，该系统包含许多交通预警控制和管理设备，可以对车辆流量、车辆信息、车辆状况等进行准确的控制和比较。隧道安全管控一体化门系统由维护的门架、全彩色可变情报板、高清孔洞设备、测温热成像摄像机（可选）、车辆微波探测器、高音扬声器、音频信号、隧道安全一体化管控柜等组成功能描述：（1）及时感知交通事故和车辆滞留情况。（2）利用高清卡与微波车检测仪的检测数据，实现横断面车流量和平均速度的数据采集，当检测到数据量超标时，预警，并共享视频监控系统进行确认，看是否发生交通事故。（3）隧道进口车流量与出口车流量的比较，数值比较超出合理范围，则预警，并由联合视频监控系统进行确认，查看是否发生交通事故。（4）高清地图以及微波车检查的客货比例数据比较，值比较超出合理范围，则预警。（5）将隧道入口车牌信息与出口车牌信息进行比较，发现交通在进入隧道后的合理时间内没有离开隧道时，则预警、、和联合视频监控系统进行确认，查看是否发生交通事故或车辆延误。3.3智能火灾检测系统设计根据公路隧道的特点，隧道内堆放一定数量的摄像机、烟雾探测器和温湿度传感器，隧道入口处一端设置草莓型终端、火灾报警器和4G通讯模块，用于火灾监测。为了更准确地检测早期火灾，系统同时采用视觉检测和触摸检测两种方式。视觉检测接收摄像机来监视隧道情况，一旦检测到大烟雾或明火，就可以快速识别。在光线较暗的隧道中，当火灾刚发生时，产生的烟雾较少，还没有产生明火，视觉传感器也不容易识别，这时，结合安装在隧道中的灵敏烟雾探测器，可以提前检测到火灾的发生。温湿度传感器可以通过感知火灾引起的温度变化来检测隧道内的温湿度环境。当系统检测到火灾时，部署在隧道入口处的声光报警器发出报警信号，阻止车辆进入隧道。此时，利用4G通信模块向信息中心报警，并传输现场监控图像。3.4智能运维系统智能公路隧道运营和维护系统的英特尔应用程序加速器技术将分散的独立隧道设备整合成一个单一的无线、全自动化、智能隧道系统，并结合云计算技术，使隧道运营和维护变得简单高效，其体系结构分为云管理层、网络传输层和终端应用程序层三个层次。1)云控制层:该层是远程控制端，远程控制端包括云数据存储和处理、远程控制平台、移动终端、第三方上位/平台集成API和专家系统，主要职责是对整个管理板区域内的所有隧道进行数据汇总和信息处理，为业主提供实时的隧道运行状态、设备检修报告、事故预警及事故处理报告。2)网络传输层:该层主要负责终端应用层与云控制层的信息交互，可通过运营商付费网络或自分组专用网络的形式传输数据；3)终端应用层：该层进行现场监控数据预处理、隧道设备自主检测、隧道信息传递给现场人员并可由现场人员手动操作隧道设备，以及隧道事故预案的执行，包括有智能网关、各种传感器、机电设备、现场人员检测设备等现场隧道结束语：综上所述，我国交通运输发展迅速，各地区逐步形成完善的交通运输网络，为区域经济的发展奠定了良好的基础。为了进一步推动我国公路事业的健康发展，切实满足隧道照明系统的管理需求，智慧需要深入研究现有的隧道照明控制系统，梳理不同的主要照明控制技术，根据工程实际情况选择最合适的照明控制形式，保证隧道照明效果。同时，积极实施智能控制、差分调光控制、变色温调光控制、多元化照明控制等技术应用策略，使照明控制技术在现代智能设计隧道设计中得到更好的应用。参考文献：吴斌.高速公路隧道分布式智慧供配电技术探讨[J].低碳世界,2020,10(09):139-140.徐增勇，张晓玉.基于物联网的公路隧道智慧照明节能系统硬件设计[J].电子测试,2020(17):28-29+20.邱民.高速公路