高速公路智慧隧道系统方案建议书

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1、 高速公路智慧隧道管理平台 方案建议书 2017 年 9 月 目目 录录 1 项目背景. 1 1.1 项目背景分析 1 1.2 高速公路交通管理 2 1.3 现状问题分析 4 1.4 项目建设必要性分析 6 2 总体设计思路. 8 2.1 建设原则 8 2.2 建设目标 8 2.3 主要建设内容 9 2.4 建设范围 10 2.5 设计依据 10 3 系统建设总体方案. 11 3.1 四级监控体系 11 3.2 智慧隧道管控平台逻辑架构 12 3.3 总体业务流程 13 3.4 系统部署方案 14 3.5 接口设计方案 15 3.6 数据资源方案 15 4 应用系统建设方案. 17 4.1 运

2、行监测系统 17 4.2 智慧管控系统 18 4.3 应急处置系统 19 4.4 交通信息服务 20 4.5 智慧决策系统 21 4.6 智能化交通标牌系统 21 5 资金匡算. 22 1 1 项目背景项目背景 1.1 项目背景分析项目背景分析 山西，因居太行山之西而得名，简称“晋” ，省会是太原市。山 西东依太行山，西、南依吕梁山、黄河，北依长城，与河北、河南、 陕西、内蒙古毗邻。山西地形较为复杂，境内有山地、丘陵、高原、 盆地、台地等多种地貌类型。山区、丘陵占总面积的三分之二以上， 大部分在海拔 1000 米至 2000 米之间。由于特殊的地理环境，山西的 高速公路隧道数量很多。 图 1-

3、1 山西省行政区域划分图 2 目前，山西省通车运营高速公路隧道（上行+下行）共计 684 座 （361 处） ，累计长度达 945.222 公里，占全省高速公路运营总里程的 9.125%，其中，特长隧道 89 座（46 处） ；长隧道 145 座（79 处） ；中 隧道 178 座（100 处） ，短隧道 272 座（136 处） 。全省单洞长度大于 10 公里以上隧道共有双向 8 座（4 处） ，分别是太古高速公路西山特 长隧道、长平高速公路虹梯关隧道、和榆高速公路云山隧道、平榆高 速公路宝塔山隧道。 山西省有丰富的自然资源， 素有 “地下聚宝盆” “华夏文明摇篮” 的美称，矿产储量居全国前

4、 10 位的有 34 种，山西是西电东送、西气 东输、西煤东运的开发主体和重要通道，是承东启西的重要枢纽。作 为中国第一的产煤大省、输煤大省及能源重化工基地，山西的煤炭经 由公路铁路等运往全国各地。因此，高速公路上的运营车辆以运煤货 车居多，货物的特殊性质对道路交通安全是巨大威胁。 1.2 高速公路高速公路交通交通管理管理 山西省公安厅交警总队负责山西省高速公路的交通管理工作， 下 辖太原、大同、长治、运城四个支队，分别称为高速一、二、三和四 支队。此外还有一个直属的总队的直属支队。 高速一支队下辖 14 个大队，管辖主线总里程数为 1100 公里，辖 区共有收费站 76 个，服务区 17 个

5、，承担太原绕城、青银、京昆、二 广、汾平、阳五、太佳、平阳、太古、龙城高速部分路段的交通管理 任务，是全省高速网的中枢输纽，管辖区域涉及省城太原、晋中、吕 3 梁、阳泉、忻州等 5 个市，是周边地市进出省会太原市的主要通道。 图 1-2 山西省高速公路各支队管辖范围 高速二支队承担忻州、朔州、大同等北部地区高速公路交通安全 管理任务。下属 13 个大队，管辖孙右高速、孙右支线、二广高速、 五保高、天大高速、同源高速，荣乌高速山西段，以及大同绕城、二 广高速朔州支线，总里程 1085.32 公里，辖区内共有 63 个收费站（含 4 个出省口） 、22 个服务区。 高速交警三支队下辖 10 个大队

6、，管辖着晋城至焦作、晋城至济 源、晋城至阳城、晋城环城高速、高平至陵川、长治至晋城、长治至 邯郸、长治至榆社、长治至平顺、长治环城，平遥至榆社、和顺至榆 社，共计 766 公里高速公路的交通秩序管理、交通事故处理及刑事治 4 安案件先期处置任务。 高速四支队下辖 10 个大队。四支队辖区东起润城，西至河津， 南到风陵渡，北达介休，纵跨晋中、临汾、运城、晋城四个地市，共 计 10 条高速 1011.152 公里。分别为：京昆高速、候平高速、运风高 速、运城绕城高速、陵侯高速、安阳高速、垣孙高速、临吉高速、临 汾绕城。辖区沿线共有收费站 66 个，服务区 38 个。 1.3 现状问题分析现状问题分

7、析 隧道作为高速公路的特殊路段，能够改善路线线形，缩短行车里 程节省时间等优点。但是，隧道的结构狭长，只有进口和出口两个主 要通风口，近似于密闭空间。车辆进入隧道时，视觉突然变化，极易 造成追尾事故。如果事故中导致火灾，将引起事故的进一步扩大。火 灾发生后，由于隧道狭窄，车辆拥堵，燃烧蔓延速度加快快。隧道内 通风效果差，烟雾不易扩散，毒性大，导致救援难度加大。由于隧道 特殊的地理位置和形状构造，给救援造成了巨大的困难。 2014 年 3 月 1 日，位于山西省晋城市泽州县的晋济高速公路山 西晋城段岩后隧道内，发生车辆追尾事故，造成 40 人死亡、12 人受 伤和 42 辆车烧毁，直接经济损失

8、8197 万元。 事故的主要原因是装载甲醇的货车司机进入隧道时， 光线突然变 暗，未及时发现前方车辆正在排队，导致追尾了前方一辆同样装载甲 醇的货车，引起甲醇起火燃烧，隧道内滞留的另外两辆危险化学品运 输车和 31 辆煤炭运输车等车辆被引燃引爆。 5 图 1-3 晋济高速 31 特大燃爆事故 2016 年 6 月 3 日，G55 二广高速太长段太原方向 1 号隧道口， 一辆大巴车撞隧道口发生事故，造成 6 人死亡，14 人受伤，并引发 道路车辆滞留，事故原因还在进一步调查中。 图 1-4 二广高速 63 特大燃爆事故 山西省对高速隧道的安全非常重视，从 8 月 21 日至 9 月 21 日，

9、省公安厅交管局在全省高速公路开展隧道严重交通违法行为专项整 治活动。 整治期间，高速交警各支（大）队将会同交通部门对辖区隧道情 况进行摸底，按照“一隧一档”要求完善基础信息档案，全面掌握辖 区隧道数量、位置、线型特点、测速设备、安全设施、标志标线、消 防设施、管理措施、人员配备等基本情况；与交通路政部门、隧道经 6 营管理单位建立协作机制，在明确隧道管理职责基础上，细化部门分 工，加强信息互通，强化协同配合，开展隧道交通安全大检查，完善 隧道安全设施，对排查出的问题明确责任和整改清单，限期整改并通 报有关部门；采取超常规措施，加大巡逻查控力度，加强货运车辆通 行管理和超速违法行为治理，充分发挥

10、隧道监控设施的作用，提升隧 道管控力度；对隧道严重交通违法行为在处罚后继续紧抓不放，延伸 源头管理。 此外，各地在加强隧道严重交通违法行为查处工作的同时，还将 牢牢抓住车流量大的路段和互通、收费站匝道、服务区入口等关键节 点，及时发现并查处倒车、逆行等严重交通违法行为。 1.4 项目建设必要性分析项目建设必要性分析 （1） 加强监管力度，减少交通事故的需要 基于山西省关于加强隧道安全运营管理的通知 ，山西省高度 重视高速公路隧道运营安全。由于特殊的结构形状，隧道一旦发生事 故，人员疏散和车辆撤离困难，救援的难度比普通高速路段的救援难 度要大得多，在此条件下，造成的交通拥堵范围更大。 （2） 改

11、善交通秩序，提高通行能力的需要 随着机动车保有量的增加，驾驶员质量残次不齐，由此导致的交 通拥堵已成为限制社会经济发展的重大问题。 山西高速交警已多次部 署开展了高速公路交通秩序整治工作，严查货车野蛮驾驶、客车超员 等重点交通违法行为，消除安全隐患，规范高速公路通行秩序。 7 本项目以此为依据，根据交警部门的执法需求，能够对违章驾驶 员通过拍照、记录等方式，促使其规范安全驾驶，遵守交通规则，减 少了交通事故的发生。同时，智慧检测 24 小时不间断运行，降低了 高速交警的工作强度，提高了工作效率。 （3） 提高管理水平，提供优质服务的需要 在国务院针对晋济高速 31 特大交通事故的调查中， 可以

12、发现管 理人员操作不规范对事故的处理造成了不良的影响。事故发生后，信 息监控中心发现道路拥堵之后， 未按照应急响应要求及时通知高速交 警、煤焦管理站，也未对拥堵情况进行跟踪和处理。隧道内的事故情 况未及时被后续车辆了解，导致事故进一步扩大。 本项目能够检测隧道内部的交通情况，及时发送实时信息，使驾 驶员快速了解前方交通状况。而且在发生紧急事故后，系统能够根据 实际情况， 自主引导人员疏散， 对防止隧道事故的发生具有积极作用。 8 2 总体设计总体设计思路思路 2.1 建设原则建设原则 （1） 顶层设计、分步实施。 全面系统地规划设计“智慧隧道”建设总体框架，提出总体思路 和建设目标，明确路线图

13、和时间表，分步实施。 （2） 需求导向、注重实效。 着眼于统筹解决当前隧道管理中反映强烈的热点、难点问题，着 眼于提高政府及部门间协同管理水平，着眼于提升公路运行效率，尝 试创新体制机制。 （3） 资源整合、信息共享。 科学规划和整合公路和隧道现有资源， 打破信息孤岛和资源分割， 统筹为各业务部门及广大驾乘人员提供服务， 最大限度地提高资源利 用效率，减少重复建设。 （4） 统一标准、业务协同。 同步规范技术标准和业务流程，使“智慧隧道”具有良好的复制 性和可拓展性，并与其他业务主管部门形成信息互联互通渠道。 2.2 建设目标建设目标 结合山西高速公路道路安全管理的实际， 利用现代自动检测手段

14、， 对交通进行实时检测，及时发现道路交通险情和交通事故，使用交通 诱导、交通控制、交通信息发布等技术手段对高速公路交通进行有效 9 的管控和疏导，减少交通事故的发生，提高交通运行效率。具体目标 包括： （1） 实现智慧数字隧道 优化通信系统， 实现视频、 音频、 数据多网合一， 节约建设成本。 统一的数据采集、数据交互及综合业务管理平台，汇聚各类交通数据 和打通异构系统间的信息孤岛，实现数据共享。 （2） 对隧道进行智慧管控 建设智慧隧道统一监控平台， 将各个系统的功能整合在统一的应 用界面上，方便集中控制和管理。 （3） 实现智慧安全隧道 通过信息发布提前让驾驶人员掌握隧道通行情况以控制车速

15、； 结 合车流量、洞内外亮度、天气环境因素，通过智能算法调整隧道内照 明满足安全行车需求； 通过联动预案及应急处置系统及时快速处置各 种事件情况下设备联动控制，确保行车安全。 （4） 提供智慧信息服务 以 APP、微信、网站等多种形式为管理部门和个人提供实时准确 的信息服务。 2.3 主要建设内容主要建设内容 一个中心、一个平台、5 个智能系统。 一个中心是智慧隧道交通指挥和数据中心。 一个平台为智慧隧道管理平台，包括以下几个应用：隧道交通运 10 行监测、智慧隧道管控、应急处理系统和智慧决策等四个系统。 5 个外场系统包括：视频监控系统、车道信号灯控制系统、可变 标志系统、违法抓拍系统、智能

16、交通安全标牌系统等。 2.4 建设范围建设范围 山西省全境范围内的高速公路隧道。 2.5 设计依据设计依据 公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施(JTG D70/22014) 高速公路隧道监控系统模式 (GB/T 18567-2010) 公路隧道通风设计规范(JTG D70/2-022014） 公路交通安全设施设计规范(JTG D812006） 公路交通安全设施施工技术规范(JTG F712006） 公路隧道施工技术规范 （JTG F602009） 公路水路交通信息化标准建设方案（2007-2010） 交通运 输部 关于印发公路水路交通运输信息系统建设项目可行性研究 报告编制办法（试行）的通知 11 3 系统建设系统建设总体总体方案方案 3.1 四级监控体系四级监控体系 （1） 省交警总队指挥调度中心 负责全省高速公路隧道交通的指挥调度、应急事件的处理；负责 协调与外省高速公路管理的关系； 负责指导和协调四个区域高速公路 支队和直属支队的管理。 （2） 高速支队分指挥中心 高速一、 二、 三