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摘要：随着公路隧道里程不断增加，隧道运行安全问题日益凸显，隧道的安全预警智能化和应急指挥及时化是管理部门的需要，也是满足公众安全出行的需要。高速公路隧道机电设备联动运行方案，对交通事件进行抓取、预判、报警、预案实施等一系列智能化响应，实现对交通事件的有效预测，及早发现，及时处理，进一步保障隧道行车安全。
关键词：安全联动;多普勒雷达探测器;智能化
1交通事件综合检测
此文提出采用多普勒雷达探测器结合视频检测器的综合交通事件检测技术,事件检测主机安装于隧道中控室，处理多普勒雷达对隧道中移动物体的监视信号和视频车辆检测信号，实现对隧道异常事件实时综合检测功能。多普勒雷达采用非接触探测;不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、强光等影响，抗射频千扰能力强;对人体不构成危害;探测距离4～ 15m连续可调，适用于隧道的特定场合。多普勒雷达探测器结合视频探测器的综合交通事件检测技术，可以在隧道发生火灾、爆炸、冒烟甚至照明系统故障等严重事故时及时发现，确定事故的具体位置。
1.1 视频车辆检测器
使用现有的隧道监控系统,利用视频分配器把图像分割成两个,一路的定期监测监控系统,另一条路,是专门用于交通事件检测、多个视频车辆检测模块检测信息汇总,拿起事件检测主机分析。
1.2多普勒雷达车辆探测器
本技术采用的多普勒车辆探测器的工作频率选择在X-频段(10.525GHz)。如果目标移动速度不超过l00km/h, 多普勒频率的变化范围是0～5000Hz。在此范围内多普勒频率和目标移动速度大体呈线性关系。
如果车辆在运动，反射的微波频率将会改变。在发送信号和接收信号混合频率滤波器后，将采取行程频率。当物体移动时，它会输出大约1到10赫兹的信号。物体停止运动。微波传感器没有信号输出。
处理器统计单元事件中经过的车辆，并将数据发送到中心。中心对相邻节点的数据进行比较，得到差异数据。然后根据隧道的实际交通流量等相关信息，进行智能梯式比较，确定相邻两个节点之间是否存在交通堵塞。
通过实地测试，最后确定在隧道中每50m安装一个多普勒雷达探测器于侧壁，安装高度2.2m，朝向来车方向，成夹角30度，从消防手报箱取电。
多普勒雷达探测器信号先汇聚于就近的区域控制柜内，使用串口服务器进行信号传输。串口服务器将雷达输出的串口信号，转换成以太网信号，经工业以太网络，传输到隧道中控室。
1.3 综合检测
事件检测主机向视频车辆检测器和多普勒雷达检测器报告数据分析，实现交通事件冗余判断。当多普勒雷达探测器检测到交通异常时，对异常区域的视频监控系统进行验证，切换到监控中心大屏幕上的异常区域。监测人员对其进行确认，以确定异常事件的类型。第一时间做出反应。
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2交通事件预警及联动控制
隧道事件由前端监控设备检测发现，监控设备应有:交通监测设备(车辆检测器)、环境监测设备(一氧化碳能见度检测器、亮度检测器、风速风向检测器)、闭路电视CCTV监测设备、火灾报警设备(火灾自动检测器、手动报警按钮)、紧急求救设备(紧急电话)、车道控制标志、交通信号灯、可变情报板、通风照明设施的控制设备等,本文提出的技术包含了多普勒雷达探测器结合视频检测器的综合交通事件检测系统。当隧道异常报警后，监控中心收到预警信息，并在大屏上切换到交通异常区域，由监控人员确定是否执行预案，执行何种预案。目前大致分为火灾与交通事故，两类隧道应急预案。两种预案分别有一套隧道机电设备联动控制方案，只需监控人员选择火灾预案或交通事故预案便可快速响应，将传统的人工逐一-操作，变为智能操作一次完成，大大缩短操作时间，降低人工误操作的可能性。
2.1火灾预案
当隧道发生火灾事故时具有的显著危害有烟雾浓、易爆炸、人员车辆难以疏散，结合这些特点设计了火灾事件隧道机电设施应急响应预案，包括对风机、照明系统、汽通门、可变情报板、可变限速标志及车道指示灯等信号灯进行控制。
①风机开启，根据隧道内风向自动选择射流风机的送风方向;
②照明系统关闭，仅开启应急照明回路及逃生诱导标志灯等紧急逃生设备;
③汽通门开启，引导受困车辆疏散;
④可变情报板提示“前方隧道内发生火灾，请勿进人”;
⑤可变限速标志显示限速“0” ;
⑥车道指示灯等信号灯显示禁止通行。
2.2 交通事件预案
隧道发生的交通事故一般有追尾、撞隧道壁、翻车、车辆异停、车辆燃烧、危险品泄漏等，本预案不包括车辆燃烧，结合这些特点设计了交通事件隧道机电设施应急响应预案，包括对照明系统、可变情报板、可变限速标志及车道指示灯等信号灯进行控制。交通事件预案分为两级;一级为无法通行，二级为缓慢通行。
①照明系统全开，提高隧道内路面照度，防止二次事故发生;
②一级交通事件，可变情报板提示“前方隧道内发生交通事故，请勿通行”;二级交通事件，可变情报板提示“前方隧道内发生交通事故，请缓慢通行”;
③一级交通事件，可变限速标志显示“0”;二级交通事件，可变限速标志显示“40”;
④一级交通事件、车道指示灯等信号灯晁示禁止通行;二级交通事件，车道指示灯等信号灯不变
3结束语
本技术对传统隧道交通事件检测有更高的精度更适应隧道内的恶劣环境，并且在检测到隧道异常事件后实施一系列自动化应急响应,由原来人工分步实施变成系统智能实施，大大缩短了应急响应时间，有效降低隧道二次事故率。目前联动功能只是考虑隧道系统自身包含的机电设备，为了进一步提高应急响应效率可考虑将消防、公安、医院等系统设备纳入统筹考虑。
参考文献:
[1]申越，多普勒测速系统的信号处理技术研究[D}.杭州:浙江大学，2011.
[2]马健森，彭刚.高速公路隧道联动控制系统设计[J].中国交通信息化，2011，(7); 106- 109.[3] JTG/T D70/2-01- 2014,公路隧道照明设计细则[S].
论文作者:严九洲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/25
标签：隧道论文; 多普勒论文; 事件论文; 交通论文; 检测器论文; 预案论文; 探测器论文; 《防护工程》2018年第29期论文;