數(shù)字化隧道:少了尾氣污染,多了安全保障
圖為采用伴隨式智能照明技術(shù)的隧道。 受訪單位供圖
隧貫天下,道通山河。被喻為公路運(yùn)輸體系“咽喉要道”的隧道,一頭牽著民生福祉,一頭系著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,與內(nèi)外暢達(dá)的交通路網(wǎng)共同撐起強(qiáng)國(guó)“動(dòng)脈”。信息化與數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)步,賦能隧道基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),實(shí)現(xiàn)了隧道內(nèi)多個(gè)場(chǎng)景的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧化升級(jí)。
智能化調(diào)光控制系統(tǒng)在提高隧道行車安全性的同時(shí),還能節(jié)能減排;數(shù)字化技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道通風(fēng)全過程,減少隧道空氣污染;數(shù)字化平臺(tái)能及時(shí)檢測(cè)交通事故,預(yù)警突發(fā)事件……這些智慧場(chǎng)景在隧道建設(shè)中落地,不僅可以大幅提升隧道的管理和運(yùn)行效率,同時(shí)還會(huì)增強(qiáng)人們出行的幸福感。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型場(chǎng)景:燈隨車行,節(jié)能降耗
隧道是一段半封閉的空間,自然光無法完全照射其中。由于人眼難以適應(yīng)光線的驟然變化,因此隧道洞口出現(xiàn)的“黑洞”或“白洞”效應(yīng)會(huì)使駕駛員短暫失明,增加發(fā)生交通事故的風(fēng)險(xiǎn)。
以往,隧道照明燈具需要24小時(shí)滿功率工作,這樣不僅會(huì)浪費(fèi)電力資源,還會(huì)影響燈具壽命。同時(shí),由于控制方式單一,隧道亮度也無法根據(jù)車流量、外部光照、天氣條件等進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。
智慧照明場(chǎng)景的落地既能保障隧道內(nèi)的行車安全,又能節(jié)約能耗。伴隨式照明技術(shù)通過收集并分析交通流量、車輛行駛軌跡、天氣變化、照明時(shí)間等數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)每一個(gè)照明燈具的調(diào)光控制。無車輛通行時(shí),隧道內(nèi)的照明亮度會(huì)降至最低水平;有車輛通行時(shí),隧道內(nèi)的照明設(shè)備則會(huì)跟隨車輛行駛速度和軌跡進(jìn)行分段調(diào)光。目前,伴隨式照明技術(shù)已廣泛應(yīng)用于黎園嶺、寶塔山、干海子等多個(gè)隧道。
以云南玉溪至楚雄高速段的干海子隧道左幅為例,該隧道在不改變?cè)姓彰鳠艟吆突芈烽_關(guān)控制的前提下,對(duì)現(xiàn)有的照明控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),在優(yōu)化照明參數(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)LED隧道燈實(shí)行實(shí)時(shí)分段動(dòng)態(tài)智能控制。
“我們利用了物聯(lián)網(wǎng)和人工智能數(shù)據(jù)分析等技術(shù),通過洞外亮度檢測(cè)器、監(jiān)測(cè)通信數(shù)據(jù)采集器,感應(yīng)車道來車,并利用物聯(lián)網(wǎng)調(diào)光控制器調(diào)節(jié)照明燈具功率,最終實(shí)現(xiàn)了隧道內(nèi)‘車來燈亮—車走燈暗—燈隨車行’的智能照明效果。”中鐵交通西南運(yùn)營(yíng)中心黨工委書記、總經(jīng)理佘國(guó)斌告訴記者,這不僅保障了司乘人員的行車安全,還達(dá)到了精準(zhǔn)照明和節(jié)省能源的效果。
云南玉溪至楚雄高速段的干海子隧道左幅長(zhǎng)1075米,共有LED燈具694盞,滿載功率約50.68千瓦,年額定耗電量約44.4萬度,電費(fèi)約每年23萬元。佘國(guó)斌介紹,自智慧照明場(chǎng)景落地以來,干海子隧道已累計(jì)節(jié)約用電31.37萬度,有效節(jié)省費(fèi)用近20萬元,節(jié)能效率達(dá)70%。
新型通風(fēng)場(chǎng)景:通風(fēng)凈化,減少污染
車輛在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生大量尾氣,尾氣中含有固體懸浮顆粒、一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物等污染物。在半封閉式的隧道中,尾氣不容易擴(kuò)散,可能會(huì)對(duì)人體健康造成不利影響。對(duì)此,保障隧道通風(fēng)換氣就顯得尤為重要。
北京市東六環(huán)是聯(lián)通順義、大興、北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)和大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)的重要交通要道。在東六環(huán)入地改造項(xiàng)目中,新型通風(fēng)場(chǎng)景的落地確保隧道有效通風(fēng)。施工人員在隧道內(nèi)設(shè)置了射流風(fēng)機(jī)。射流風(fēng)機(jī)通過產(chǎn)生高速氣流,可將新鮮空氣從隧道入口引入,將污濁空氣從隧道出口排出,從而實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)外空氣的交換。首發(fā)建設(shè)公司東六環(huán)改造工程項(xiàng)目管理處副總經(jīng)理郭琪介紹,考慮到該環(huán)路地下道路處于城市核心區(qū)等情況,采用射流風(fēng)機(jī)誘導(dǎo)通風(fēng)方案可能會(huì)導(dǎo)致洞外敏感點(diǎn)污染物濃度超標(biāo)。為了保證隧道內(nèi)、外空氣質(zhì)量,工程在隧道南、北盾構(gòu)井還設(shè)置了空氣凈化裝置。
郭琪說,通過隧道通風(fēng)系統(tǒng)與空氣凈化系統(tǒng)的節(jié)能關(guān)聯(lián)運(yùn)行,降低了隧道內(nèi)、外車輛排放污染物濃度,使隧道內(nèi)、外空氣質(zhì)量達(dá)到相關(guān)規(guī)范的限值要求,預(yù)計(jì)凈化效率可達(dá)80%以上。
此外,在該項(xiàng)目中落地的新型通風(fēng)場(chǎng)景,還可以通過數(shù)字化技術(shù)對(duì)隧道內(nèi)平均車速、風(fēng)速、污染物濃度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),及時(shí)預(yù)警環(huán)境污染事件。
智能管理場(chǎng)景:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),保障安全
可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)交通事故、及時(shí)預(yù)警突發(fā)事件……如今,集成了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)的各種平臺(tái),推動(dòng)了隧道智能管理場(chǎng)景的落地,保障隧道路段內(nèi)車輛安全運(yùn)行。
新嶺隧道是浙江省內(nèi)流量最大的隧道之一。當(dāng)前,新嶺隧道日均車流量達(dá)8萬輛次,節(jié)假日高峰流量峰值可達(dá)14萬輛次,隧道安全管控形勢(shì)十分嚴(yán)峻。
隨著數(shù)字化技術(shù)在交通領(lǐng)域的不斷應(yīng)用,數(shù)字孿生全息感知平臺(tái)逐漸成為提升新嶺隧道安全應(yīng)急管理能力的重要依托。
通過數(shù)字孿生全息感知平臺(tái),管理人員可實(shí)時(shí)跟蹤進(jìn)出隧道的車輛,獲取車輛位置、速度、航向角等信息,掌握隧道內(nèi)違規(guī)停車、變道、逆行等情況并及時(shí)進(jìn)行干預(yù),從而提升隧道的通行效率。
保障隧道內(nèi)車輛安全運(yùn)行,除了要及時(shí)處理交通違規(guī)、意外事故等,還要防患于未然,提升交通安全預(yù)警能力。
走進(jìn)貴州省遵義市大婁山隧道群監(jiān)控中心,墻上巨大的電子顯示屏映入記者眼簾?!斑@是大婁山隧道群智慧管控一體化平臺(tái)?!辟F州中南交通科技有限公司黨委委員、副總經(jīng)理汪文斌說。
大婁山隧道智能管理場(chǎng)景正是借助該平臺(tái)得以實(shí)現(xiàn)。平臺(tái)不僅能夠顯示隧道內(nèi)不同路段的監(jiān)控畫面,還配備有超速預(yù)警系統(tǒng)、車輛超溫檢測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)、智慧消防系統(tǒng)、氣象預(yù)警系統(tǒng)等,能夠全方位、多維度監(jiān)測(cè)隧道群車輛運(yùn)行情況,及時(shí)作出預(yù)判,找出安全隱患。
汪文斌介紹,智慧管控一體化平臺(tái)運(yùn)用了數(shù)字孿生技術(shù),可以模仿隧道運(yùn)行中可能遇到的各種情況,通過人工智能算法,形成線下應(yīng)急方案已超700種,可及時(shí)、準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件,為隧道的安全、高效運(yùn)行提供有力保障。
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