高速公路隧道交通安全保障系统探讨
中图分类号：U453 文章编号：1009-2374（2016）16-0102-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.049
隧道作为高速公路交通的咽喉，不仅事故多发，而且隧道交通事故发生后处理困难，极易造成群死群伤等严重后果。如何利用隧道行车感知网络以及相关集成应用技术，及时了解、处理和发布隧道运行状态和交通预警信息，提升隧道交通安全的应急联动能力，为隧道监管人员和司乘人员提供快捷的隧道行车安全预警信息服务显得极其重要。
1 系统建设需求
1.1 隧道数量里程的增多，需要做相应的改善措施
隧道行车安全一直是高速公路尤其是山区高速在运营管理中面对的一大问题。目前我国高速公路隧道里程逐年增长，车流量也随经济的发展在逐步增加，为了从根本上寻求解决隧道交通事故多发的现象，需要改变过去被动监控的传统模式，积极介入隧道行车行为，主动预防，防患于未然。
1.2 交通信息化水平的提高，促使隧道安全预警体系技术变革
高速公路隧道作为交通运输行业的重要组成部分，为了给出行者提供全面便捷的出行服务，最有效的途径就是加强隧道综合交通信息服务并推向产业化建设。高速公路综合交通信息服务应为道路使用者提供良好的行驶环境和优质的交通服务，隧道安全预警体系也亟需进行变革，从而提升隧道行车安全与服务水平。
1.3 出行信息服务需求的提升，专项化的隧道安全需求的成型
司乘人员获得的有效交通信息越充分，出行就变得越来越便捷，交通事故发生的可能性就越低，目前我国高速公路隧道向司乘人员提供专项信息服务程度较低，缺乏指导性和有效性，很难满足日益增长的出行信息服务需求，面对隧道这样的事故多发地段，专项化的隧道安全需求已经成型，需要相关部门提供有效的应对策略。
2 建设目的和意义
2.1 可以有效规范司机驾驶行为，降低交通事故发生概率
通过建设隧道安全保障系统，及时感知隧道洞内交通状况、感知来车速度，采用警示、诱导等信息提前引导司机规范驾驶行为，并采取相应措施，达到安全驾驶的目的。
2.2 可以有效降低隧道内交通事故的发生，减少隧道次生事故
系统及时感知隧道洞内突发事件，与就近的情报板、广播、相关联路段情报板联动，实现与公众服务平台联动，使司乘人员第一时间获得路况信息，及时采取措施，避免隧道内交通事故发生，减少次生事故发生。
2.3 提高营运管理水平，提高公众服务形象
以预警识防为主，尽可能将可能在洞内发生的交通事故排除在车辆进入隧道之前，防患于未然，提高对隧道交通情况的掌控，及时提供通行信息，提高营运管理水平，提高公众服务形象。
2.4 提升隧道科学化管理，实现智慧隧道
通过对交通事件、火灾、能见度、照度、行人、行车低速、行车高速等全方位、立体式的感知，建立统一的数据平台，采取全面的措施，如照明控制、信息发布、超速警示、交通诱导、低速告警、行人警告等；综合判断预测预防交通事故，实现智慧化隧道。
3 关键技术说明
3.1 隧道交通事故主动防控技术
在高速公路封闭条件下，针对隧道的特殊行车环境，依据对交通事故发展稳定状况的判断，对高速公路隧道交通安全发展态势进行过程描述、追踪分析危险源形成和及时发布警情预报。以主动感知、主动分析、主动介入的方式改变过去传统的被动监控模式，提升隧道监管者日常与应急状态下的业务能力，减免交通事故以及二次事故发生率，保障过往司乘人员生命与财产的安全。
3.2 隧道行车状态感知技术
以基于视频的隧道车辆行车状态感知技术为基础，辅助雷达测速、微波车检等多种手段，实时把握即将驶入隧道以及隧道中的行车状态。对可能影响隧道行车安全的诸多不利因素及时采集与追踪，为建立隧道行车危险源预警模型提供数据支撑。
3.3 隧道行车危险源预警技术
以隧道行车状态感知数据为基础，从安全的角度对采集到的信息进行系统分析，揭示隧道系统中可能导致事故的各种因素及其相互关联来识别系统中的危险源。对危险源导致事故发生的可能性以及危险导致可能损害的严重程度两方面进行评价分析，通过危险源辨识与评价的结果，启动相关危险源预警信息发布措施、应急指挥预案，保证事故的主动防控，以建立隧道行车危险源预警模型。
3.4 隧道安全预警联动服务技术
系统提供强大的数据处理功能，对隧道行车状态安全预警告警数据，及时分析处理，以联动的思想为不同的目标提供专业化的数据服务。调取隧道相关视频以及车辆信息，联动关联设备，为监控人员及时介入提供平台；危险源的提前辨识与评价，为管理人员预警信息服务提供支持；预警信息的及时发布与警示，为隧道行车人员生命与财产安全提供保障。
4 系统建设方案
安全保障系统将紧紧围绕着高速公路隧道交通事故主动防控的思想，通过如下方式主动介入高速公路隧道行车环境，降低交通事故发生率：（1）通过隧道行车状态感知技术，实时把握隧道行车状态，采集相应信息通过后台服务辨识各类隧道行车危险源，通过联动服务发布隧道行车安全警示，实现隧道交通事故主动防控；（2）采用雷达测速与交警测速等警示手段，主动介入高速隧道行车环节，达到让司机在进入隧道前主动降低车速的目的，从而降低隧道洞口交通事故发生率，实现隧道交通事故主动防控。 4.1 隧道行车环境感知
4.1.1 基于视频感知。实时感知隧道行车状态，通过视频图像实时采集以及后台数据处理，采集隧道行车安全相关的各类数据：车辆行驶速度、车型大小、超速、低速、逆行、停车、隧道行人状态以及其他异常状态感知。
4.1.2 辅助感知手段。集成现有的各类感知手段，如雷达测速、微波车检、交警测速、隧道环境检测、火灾报警检测等多种检测方式对隧道行车安全相关各要素，实时感知隧道交通行车安全各类信息。
其中雷达测速也可以作为一种警示手段，在隧道入洞前提前规范司机的驾驶规范。
4.2 危险源辨识评价
本系统的数据分析处理过程就是一个隧道行车安全危险源的辨识与评价的过程。此过程主要包含两方面内容：
4.2.1 交通事故主动防控。隧道交通事故主动防控，是指在隧道的特殊环境下，当人、车、路系统的危险状态即将出现却还没出现时，危险因素就被准确识别，系统应以主动的手段及时介入并消除隐患。系统主动防控的评价标准在于隧道危险源是否需要进行处理，并且按危险性大小将各危险源排序，为确定采取控制措施的优先次序提供依据，建立隧道行车危险源预警模型。
4.2.2 预警服务联动体系。预警服务联动体系是建立于主动防控技术的基础上，在系统接收到不同的危险源信息时，隧道监控中心系统将实时发出告警信息，并为后台工作人员联动相关的视频信息与隧道相关技术参数，实现隧道行车环境管理主动介入。同时针对告警级别，系统为管理人员提供综合预警信息服务，从宏观上把握隧道实时行车状况，辅助制定相关预警告警
预案。
4.3 信息发布服务
针对于隧道特殊的地理环境，系统可采用情报板与防雾警示灯相结合的方式，为即将驶入隧道的车辆提供预警信息服务。
4.3.1 情报板发布。第一，情报板的布设。根据隧道行车限制速度要求，在安全停车间距之外，选择洞外布设一处情报板和防雾警示灯。利用防雾警示灯的高穿透性，在事故多发的恶劣天气下，也能达到提醒司机规范驾驶习惯的作用。第二，情报板发布内容。情报板内容根据信息等级利用颜色区分前方行车状况，分级预警内容。
4.3.2 其他信息发布手段。考虑到国家大力推广物联网技术在高速公路领域的应用，系统将支持车联网技术的应用与拓展。系统采集分析的数据，可以通过与车联网车载单元的互动，实时发布隧道行车状态与预警信息。另外对于提醒车辆注意行车安全的手段还包括采用限速标志、诱导灯、反光标志警示灯等各类信息化技术。
4.4 联动服务
系统实行联动服务，将隧道行车的安全、服务与管理三方面相结合。采用24小时事件感知，实时预警告警，及时发布信息，根据交通状况实时显示各种通告信息，为驾驶人员安全快速行车提供优质服务。同时联动一切可以使用的监控资源，为隧道监控和管理人员提供主动介入隧道行车环境的平台，实行跨部门联动，当有事故发生时，处警人员以及救援人员可第一时间到达事故现场，在最短时间内恢复正常通行。
5 结语
高速公路隧道交通安全保障系统的建设，是当前隧道交通信息化建设的必然产物和发展方向，通过不断的系统完善和新知识的输入，隧道交通安全将得到有效的技术支撑和保障，也随之会体现出如下好处：（1）隧道交通事故主动防控思想的介入，改变传统隧道被动监控的局面；（2）通过隧道入洞前安全信息服务与警示手段，建立缓冲区，提高隧道行车对于突发事件的应对能力，降低隧道交通事故和二次事故的发生率；（3）隧道行车状态的实时感知，提升隧道监管人员对于隧道行车状态的掌握能力；（4）高速公路隧道基础设施的充分利用，提升隧道信息资源的服务价值；（5）隧道危险源预警算法的引入，提升隧道管理系统预防事故发生和应对突发事件的能力；（6）隧道安全联动服务模式的完善，及时提醒行车人员规范驾驶行为。
