蔣宏飛

(廣西桂鹿高速公路有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通壓力逐年上升，高速公路網(wǎng)需要不斷拓寬和完善，先期建立的高速公路無法滿足當(dāng)前的交通負(fù)荷和承載力，線路的線型、舒適度也無法滿足現(xiàn)在的需求，這部分高速公路的改擴(kuò)建勢在必行[1]。桂柳高速公路改擴(kuò)建工程為有效應(yīng)對施工期間多樣化的風(fēng)險，在制定工程安全項目策劃書時，就已做好了科技創(chuàng)新策劃，其中“智融合、云管控”信息管理平臺就以“科技興安”的理念被提上日程。本文以該工程為例，探索“智融合、云管控”平臺在公眾出行安全、施工安全管控信息化管理中的應(yīng)用經(jīng)驗。

1 工程概況

桂柳改擴(kuò)建工程起于桂林至三江、桂林繞城高速公路與泉南高速公路交叉的廟嶺樞紐互通，經(jīng)桂林市臨桂區(qū)、永?？h，柳州市鹿寨縣，止于陽朔至鹿寨高速公路與泉南高速公路交叉的鹿寨北樞紐互通，路線全長約100.645 km，有橋梁66座，涵洞274道，隧道3座(其中長隧道2 525 m/1座，中隧道595 m/1座，短隧道480 m/1座)，互通式立體交叉8處，天橋39處，通道91道。計劃工期3年。

2 項目重難點和解決思路

2.1 項目存在重難點

目前桂柳改擴(kuò)建項目主要面臨的重難點主要有以下幾點：

(1)在“邊通車、邊施工”的作業(yè)環(huán)境下，施工技術(shù)難度大、安全風(fēng)險高，給施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全帶來一定的難度[2]。本項目為改擴(kuò)建工程，施工現(xiàn)場存在工種設(shè)備繁多、人員從屬復(fù)雜，崗位巡視困難等巨大挑戰(zhàn)性問題，一些危險性較大的工程存在極高施工安全風(fēng)險，易引發(fā)施工事故。

(2)桂柳高速公路設(shè)計最初采用汽車專用公路技術(shù)指標(biāo)，局部路段平曲線半徑較小、縱坡較大、設(shè)計速度偏低、路基寬度較窄，行車安全得不到保障?，F(xiàn)有路面寬度僅有21.5 m，沒有應(yīng)急車道。“邊通車、邊施工”改擴(kuò)建保通壓力大，且桂柳高速公路車流量大，日均車流量達(dá)3.3萬輛，而重車比例達(dá)40%以上，且重載車輛爬坡易發(fā)生擁堵，由交通壓力造成的安全影響、環(huán)境影響和社會影響等持續(xù)存在。

(3)沿線地形、地質(zhì)條件復(fù)雜。桂柳高速公路經(jīng)過山嶺重丘區(qū)，喀斯特巖溶地區(qū)，沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，雨水豐沛，地下水豐富，施工邊坡極易失穩(wěn)垮塌。

(4)大斷面、小凈距隧道施工風(fēng)險高。單洞四車道隧道最大開挖跨徑超過22 m，且為小凈距隧道，施工風(fēng)險高，尤其是本項目還處于喀斯特巖溶發(fā)育地區(qū)，增加了施工風(fēng)險。個別隧道在施工過程曾發(fā)生過坍塌冒頂事故，雖經(jīng)工程措施處理暫時滿足了現(xiàn)有大端隧道圍巖穩(wěn)定性要求，但拓寬施工仍有可能再次誘發(fā)該部位發(fā)生坍塌冒頂事故。

2.2 解決思路

(1)針對改擴(kuò)建項目存在的問題，需要一套統(tǒng)一的安全施工監(jiān)控管理平臺對項目各關(guān)鍵性控制工程點進(jìn)行有效的安全現(xiàn)場監(jiān)控，解決安全管理人力不足問題，同時可有效提高安全巡視巡查管控能力和應(yīng)急處置能力。

(2)針對施工現(xiàn)場安全防控，需要進(jìn)行施工安全行為分析系統(tǒng)應(yīng)用，有效監(jiān)督施工不良行為和危險預(yù)警，及時進(jìn)行安全告警，預(yù)防安全事故發(fā)生，同時提升應(yīng)急處置速度和提供事故分析依據(jù)。

(3)針對改擴(kuò)建道路擁堵問題，由于施工區(qū)域組織變動性，擁堵點也在變化，需要一套有效的智能治理擁堵監(jiān)測系統(tǒng)，對發(fā)生的擁堵進(jìn)行及時告警，同時對后方車輛進(jìn)行有效分流誘導(dǎo)，避免大規(guī)模擁堵發(fā)生。

(4)針對隧道施工高風(fēng)險問題，需要一套針對施工危險區(qū)的視頻監(jiān)測聯(lián)動系統(tǒng)和隧道高精度定位系統(tǒng)，對進(jìn)入隧道施工人員進(jìn)行有效管控與行為安全防控。

“智融合、云管控”平臺以大數(shù)據(jù)、云計算為基礎(chǔ)，融合了自主研發(fā)的視頻云聯(lián)網(wǎng)、視頻事件檢測與預(yù)警、深度學(xué)習(xí)全息車輛感知分析等技術(shù)，由1個安全施工管控平臺和3大支撐子系統(tǒng)(安全施工全程監(jiān)控中心系統(tǒng)、施工現(xiàn)場安全智能分析系統(tǒng)、車輛擁堵檢測與分流誘導(dǎo)系統(tǒng)、智慧隧道綜合管控系統(tǒng))組成，實現(xiàn)業(yè)務(wù)融合、平臺統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享、智能分析；實現(xiàn)云端全天候監(jiān)測、全過程指揮、全流程管理、全要素分析、全方位協(xié)同服務(wù)；實現(xiàn)高速公路改擴(kuò)建工程“邊通車、邊施工、云調(diào)度、智服務(wù)”。

3 “智融合、云管控”平臺的主要應(yīng)用點

3.1 搭建指揮中心

依托桂柳改擴(kuò)建工程，搭建施工安全管控平臺，建立指揮中心，覆蓋全線100.645 km改擴(kuò)建工程施工路段的安全監(jiān)測和管控，實時在線監(jiān)測現(xiàn)場施工影像，及時掌握現(xiàn)場施工情況，解決空間差異問題，幫助管理人員解決人手不足的問題，不用來回反復(fù)至各個施工點也能發(fā)現(xiàn)隱患，大大提升了安全管理功效。

3.2 施工現(xiàn)場安全智能分析

安全智能分析是基于監(jiān)控視頻圖像自動識別，通過分析算法應(yīng)用視頻AI服務(wù)器對施工現(xiàn)場存在的不規(guī)范行為進(jìn)行檢測分析，是通過相應(yīng)施工場景中部署的監(jiān)控視頻，對施工現(xiàn)場存在的不規(guī)范行為以及泥石流、滑坡、車輛違停等幾十種危險行為、事件進(jìn)行識別和分析。識別出危險行為后，系統(tǒng)會主動通過系統(tǒng)界面、手機(jī)短信告警等方式，自動通知安全管理人員。安全管理人員可在第一時間處理，有效預(yù)防道路兩側(cè)邊坡及施工現(xiàn)場安全事故的發(fā)生，保障道路通行安全，保護(hù)施工人員的人身安全。該應(yīng)用能有效節(jié)約人力成本，滿足不同施工現(xiàn)場的安全管理需要。

3.3 擁堵智能疏導(dǎo)，車輛智能監(jiān)測，保障“兩客一?！钡戎攸c運營車輛安全

通過前端施工、擁堵、事故等信息的采集，在平臺進(jìn)行視頻、告警、擁堵信息等綜合數(shù)據(jù)分析，以情報板、公眾號、智慧錐桶、車載移動監(jiān)控平臺等方式提前向公眾發(fā)布誘導(dǎo)信息，及時規(guī)劃調(diào)整出行路線，降低道路擁堵程度，服務(wù)公眾便捷出行。

桂柳高速公路是廣西南北交通“大動脈”，過往的客車、旅游包車、危險品專用車流量較大。平臺通過接入“兩客一危”等重點運營車輛數(shù)據(jù)接口，結(jié)合高速公路車牌識別系統(tǒng)、道路動態(tài)稱重設(shè)備、路側(cè)智能基站、收費站聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)、運輸企業(yè)等獲取貨車運行數(shù)據(jù)，針對相關(guān)施工路段上通行的重點運營車輛，將其車輛類型、載重、籍貫、出入時間、違法行為等信息進(jìn)行錄入統(tǒng)計，實現(xiàn)車輛的實時行駛情況包括車輛信息、位置信息等的跟蹤；同時提供車輛軌跡回放、車輛違停、超速行駛、疲勞駕駛等報警以及統(tǒng)計分析等功能。對于進(jìn)入該施工路段的車輛，如果出現(xiàn)違章行駛情況或者出現(xiàn)意外情況，系統(tǒng)將產(chǎn)生報警信息，并將這些信息通過運營端口通知交警部門和運營單位，進(jìn)行及時處理，避免事件的擴(kuò)大。

3.4 智慧隧道綜合管控，高效管理隧道施工

隧道施工本身就具有很多不可控的風(fēng)險，為了更高效安全地管控隧道施工，提前發(fā)現(xiàn)安全隱患，避免發(fā)生重大安全事故，且在事故發(fā)生時，做好應(yīng)急措施，最大程度降低事故造成的損失[3]，使隧道的綜合管控發(fā)揮最大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，智慧隧道綜合管控系統(tǒng)應(yīng)運而生。建設(shè)隧道的綜合管控系統(tǒng)以人員和設(shè)備的定位技術(shù)為核心，采用UWB技術(shù)，通過在隧道內(nèi)部署定位基站，以及為施工人員及工作臺車、防水臺車、二襯臺車等設(shè)備佩戴定位標(biāo)簽的方式，來實現(xiàn)對人員、車輛或施工機(jī)械(挖掘機(jī)、裝載機(jī))的精確位置定位，可實現(xiàn)空間一維、二維定位。其中的LocalSense高精度無線定位系統(tǒng)，采用LocalSense無線脈沖技術(shù)(自主)，通過在隧道部署定位基站，為工人佩戴標(biāo)簽的方式，實現(xiàn)對人員的實時高精度定位，精度高達(dá)15～30 cm，在指揮中心便可掌握隧道內(nèi)人員數(shù)量和位置，如發(fā)生坍塌緊急情況時，可及時了解洞內(nèi)人員情況，方便開展救援。

智慧隧道綜合管控系統(tǒng)還具備AI智能視頻監(jiān)測、揚塵噪音監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測等功能：(1)及時掌握隧道施工的安全步距、洞內(nèi)開挖方式和洞內(nèi)現(xiàn)場施工情況；(2)有效控制噪音和揚塵，確保洞內(nèi)施工人員在符合要求的條件下作業(yè)，有效保證施工人員的身體健康；(3)監(jiān)測各類有毒有害氣體的成分和濃度，以便及時采取相應(yīng)的防范措施。見圖1。

圖1 有毒有害氣體監(jiān)測示例圖

4 “智融合、云管控”平臺在應(yīng)用中存在的問題和建議

4.1 “智融合、云管控”平臺應(yīng)用中存在的問題

“智融合、云管控”平臺在實際運用中帶來了很多優(yōu)勢與便利，但也存在一些問題：(1)受天氣干擾較大，遇到雨天和大風(fēng)天氣，信號衰減嚴(yán)重，采集召回的視頻質(zhì)量低；(2)維護(hù)周期不固定，遇到視頻無法采集和掉線反饋至客服后才有工作人員至現(xiàn)場維護(hù)，后臺的主動服務(wù)與實際需求跟不上；(3)在4G或5G信號質(zhì)量差的地段未建立基站，該區(qū)域段視頻模糊，平臺對施工行為容易造成誤判。

4.2 “智融合、云管控”平臺應(yīng)用過程的建議

“智融合、云管控”平臺需要建設(shè)方、施工方、建立方、運營方的共同合力才能充分發(fā)揮優(yōu)勢。(1)需要引進(jìn)更高配置的計算機(jī)和高清攝像頭等硬件設(shè)備，有效克服環(huán)境因素對數(shù)據(jù)采集的干擾；(2)科學(xué)配置人員，引進(jìn)專業(yè)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊和運行維護(hù)搶修隊伍，確保出現(xiàn)故障能夠第一時間解決，消除以往以搶修代替維護(hù)的情況；(3)加大資金投入額度，在信號盲區(qū)或者信號質(zhì)量差的地段增設(shè)5G基站，確保攝像頭所在區(qū)域信號良好。

5 結(jié)語

“智融合、云管控”平臺實現(xiàn)了多種監(jiān)控視頻、物聯(lián)感知等信息數(shù)據(jù)的采集、融合與展示，利用智能系統(tǒng)進(jìn)行集中數(shù)據(jù)分析和輔助決策，可自動識別施工現(xiàn)場存在的不規(guī)范行為以及泥石流、滑坡、車輛違停等危險行為和事件，識別出危險行為后系統(tǒng)發(fā)出告警，預(yù)防了道路交通及施工現(xiàn)場安全事故的發(fā)生，保障道路通行安全，保護(hù)施工人員的人身安全。目前“智融合云管控”平臺在高速公路改擴(kuò)建項目中應(yīng)用較少，雖然還有很多需要完善的地方，但是作為新時代的科技管理手段，今后將成為高速公路建設(shè)項目管理的發(fā)展趨勢，是未來推動交通建設(shè)智能化、信息化、數(shù)字化不可或缺的力量。