一种隧道运营安全联动管控预警平台

技术领域

本发明涉及隧道运营安全技术领域，更具体的说，涉及一种隧道运营安全联动管控预警平台。

背景技术

高速公路是交通运输的重要组成，隧道作为高速公路路网的咽喉地段，具有半封闭、环境条件较差、隐患系数高、风险因素多(如气候、污染、地质灾害)等特点，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。

经调研，山西省隧道安全运营管理相关信息化系统涉及隧道监控系统、隧道机电设备运维管理系统、隧道视频事件监视系统等，这些系统大多仅能满足基本功能要求，智慧化程度不高，且基本处于“自我定制”状态，在实际运营中“不可用”或“不敢用”。另外，伴随着隧道机电设备的更新换代以及功能需求的不断变化，各软件系统受限于数据接口不统一、软件架构扩展性不佳、售后服务不及时等因素，已不能满足当前隧道运营安全管理和智慧高速发展的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种隧道运营安全联动管控预警平台，旨在利用先进的监控技术、通信技术、识别技术，深入研究隧道机电设备监测、运维管理、故障预警技术，隧道监控、联动控制、事件判别技术，隧道监控多源数据的共享和集成技术，最终集成各项隧道运营安全预警预控技术成果，建设隧道运营安全联动管控平台。通过对隧道火灾、交通事故等典型突发事件的分析，制定不同的隧道附属系统应急联动方案，实施相应的动态管控策略，及时解除隧道交通系统的不安全状态。实现对高速公路隧道或隧道群的智能化、集成化、可视化综合监控，通过新型监控技术和监控手段及时发现异常并完成各子系统间的联动控制。及时、准确地采集交通状况、环境参数和监控设备的工作状态等信息，及时发现异常并完成各子系统间的联动控制，以减少交通延误和损失，防止二次事故的发生，确保隧道达到最佳运行状态。

一种隧道运营安全联动管控预警平台，包括：隧道交通监控，隧道照明监控，隧道通风监控，隧道消防监控，隧道视频监控，隧道电力监控和隧道电话广播各子系统，

所述隧道交通监控子系统为检测器的布设状况自动判断交通是否处于异常状况，包括交通流缓慢、拥挤或阻塞，并执行系统预设好的处理方案，对司乘人员进行路线指示和车辆诱导；

所述隧道照明监控子系统目的是满足司机视觉要求的人眼适应曲线，具有无极调光功能的LED灯具通过开发标准的软件接口，以可视化形式在地图上进行照明状态的模拟显示，实时监测隧道光强LO/LI检测器的数据，对故障设备实时报警，具体监控功能包括：照明时间分段控制、光强检测联动控制、应急照明控制和远程手动控制；

所述隧道通风监控子系统对隧道的通风状况和风机的运行状态进行监测，具备对数据采集处理功能，风机控制功能和运转状态反馈功能及全部信息的记录功能，根据隧道内的风速、风向、CO、VI的数据信息以及风机转向制定出合理的控制方案，对隧道风机的开启、停止、正反转工作状态进行远程控制；系统具备正常工况条件下的通风控制功能和发生火灾条件下的通风控制功能，具体监控功能包括：风机时间分段控制、COVI联动控制、火灾联动控制和远程手动控制。

所述隧道消防监控子系统对防火卷帘门、消防水泵、高低位水池、电伴热进行状态显示或控制功能，以可视化的方式根据现场设备状况实时在地图上进行消防状态的模拟显示和控制，对故障设备报警；

所述隧道视频监控子系统根据现场设备状况，通过建立标准协议接入隧道监控视频服务器，获取相关视频图像数据，为事件的确定与执行提供参考依据；

所述隧道电力监控子系统根据隧道电力监控设备的实际情况，进行协议转换、数据处理、数据转发，获取相关电力监控数据，具体功能包括：监测隧道内电力电缆运行状况，通过可视化界面远程控制各站点及隧道供配电回路开关的合、分闸或接触器的通断；

所述隧道电话广播子系统通过通信接口实现对电话广播系统运行状态的监测、处理，提供相应的信息发布方案。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供一种隧道运营安全联动管控预警平台，改平台可提高隧道行车的安全性、快速性和舒适性，为积极预防、处理事故、确保行车路段的安全畅通、提高高速公路路网服务水平提供可靠的保障。目前已经在山西省八盘山隧道、太佳高速公路、阳左高速公路、西山隧道等多个隧道和重点监测路段进行了应用。各系统的应用可够显著降低事故发生率，确保群众生命财产安全，提高公路隧道的安全性和管理水平，对我省公路隧道安全管理具有重大的经济效益和社会效益，同时对其他安防领域也具有指导和参考价值。

附图说明

图1为平台软件架构设计图。

图2为应急联动平台功能图。

图3为本发明实施例提供的消防联动控制流程图。

图4为本发明实施例提供的通风联动控制流程图。

图5为本发明实施例提供的交通事故及堵塞联动控制流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。需要说明的是，本发明专利所述的材料皆可购买获取，所述的商业软件和所述的制作器械亦可通过购买获取。

实施例

建设“隧道运营安全联动管控预警平台”，需要集成隧道机电设备监测、运维管理、故障预警技术，基于大数据及视频的高速公路隧道车辆监测技术，隧道监控、联动控制、事件判别技术，隧道监控多源数据的共享和集成技术，汇聚涉及隧道联动管控的隧道监控系统、重点车辆过隧道安全管控系统、隧道设施设备故障预警系统、应急物资管理系统、隧道一隧一档管理系统以及视频分析系统等各类业务系统的数据，综合考虑隧道环境、交通、安全、控制、设备使用寿命等多方面的问题，挖掘复杂数据流的重要意义，建立各类智能预警模型，及时得出预警结论，实现隧道行车安全智能预警。

所述隧道运营安全联动管控应急平台，总体架构设计采用分层设计方式，按功能划分为数据来源层、数据传输层、数据存储层、业务处理层和可视化展示层。具体见图1。

所述数据来源层，作为系统数据输入的来源，为上层提供不同类型的数据。如不同终端采集来的隧道机电设备详细数据、隧道车辆特征识别数据、交通状况识别数据、隧道特殊事件检测数据和隧道监控系统上传数据。

所述数据传输层，作为数据传输通道，连接数据来源层和数据存储层，主要包括Kafka消息系统，Websocket协议、Https协议等。

所述数据存储层，作为数据存储载体，将经过处理后的数据持久化至不同的系统中。主要包括关系型数据库、文件系统和数据缓冲等。

所述业务处理层，为整个系统的核心层，具体功能包括数据的采集、加工、合并分析，并提供实时数据推送能力。主要是处理隧道机电设备故障检测、车辆特征分析、交通状况分析、特殊事件检测分析、运行隧道行车安全智能预警模型、隧道综合监控以及子系统间的联动控制功能等。

所述可视化展示层，提供人机交互式界面，为业务开展提供支撑。在不同的场景下，展示隧道机电设备状态和故障预警，展示交通事件和预警，示范路段情报板显示隧道突发事件，展示隧道交通状况、环境参数和监控设备状态等。

该平台包括了监控系统、通风系统、消防系统、照明系统、广播系统、交通控制、通信系统等系统。应急联动控制功能就是在突发事件发生时，充分发挥上述系统的联动作用，实现及时监测事件、迅速核实、有效处置，具体见图2。

结合图3，当隧道发生火灾事故后，可以通过隧道内的自动报警系统或者手动报警装置，进行报警提示，中控管理人员依据回传视频等进行核查，确认发生火灾事故后，按应急预案流程自动进行调度，执行预案流程，及时对事故进行处理。

结合图4，当隧道内的通风装置超过预警阀值后，自动启动报警装置指示，在主机显示报警状态，中控管理人员核查确认后，根据实际情况确认是否执行应急预案流程，通过远程控制，对相关设备进行控制，及时处理事故，恢复交通运行。

结合图5，当隧道内发生交通事故及堵塞后，通过自动探测装置或者手动报警装置，进行报警显示和声音提示，中控管理人员通过录像等相关资料，根据实际情况执行应急预案，通过远程控制，对相关设备进行操作控制，方便对事故进行及时处理，保证交通畅通。

应急联动控制功能就是在突发事件发生时，充分发挥上述系统的联动作用，实现及时监测事件、迅速核实、有效处置。通过对隧道火灾、交通事故等典型突发事件的分析，制定不同的隧道附属系统应急联动方案，实施相应的动态管控策略，及时解除隧道交通系统的不安全状态。实现对高速公路隧道或隧道群的智能化、集成化、可视化综合监控，通过新型监控技术和监控手段及时发现异常并完成各子系统间的联动控制。及时、准确地采集交通状况、环境参数和监控设备的工作状态等信息，及时发现异常并完成各子系统间的联动控制，以减少交通延误和损失，防止二次事故的发生，确保隧道达到最佳运行状态。基于联动控制的隧道管控预警平台可提高隧道行车的安全性、快速性和舒适性，为积极预防、处理事故、确保行车路段的安全畅通、提高高速公路路网服务水平提供可靠的保障。

上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。