高速公路隧道运营安全管理技术研究

高东明 高东宏

摘要：隧道是高速公路中的组成部分，也是驾驶员必经的地方，一旦隧道出现问题与故障，都会对高速公路的交通造成影响，也会对驾驶员的人身安全构成威胁，此种情况下，探究隧道运营安全管理技术是十分必要的。

关键词：高速公路;隧道运营;安全管理技术

前言

随着经济和交通事业的发展，高速公路的建设也在向山区不断延伸，山区隧道数量也在逐年增加，高速公路的运营安全关键在于隧道的运营安全，其运营安全直接影响来往车辆安全。

1高速公路隧道运营安全风险辨识

1.1人为因素

人在任何领域中，都是重要的影响因素，在隧道运营工作中亦是如此，在交通领域中的人为因素，主要是指驾驶员的因素，包括心理情绪，以及驾驶经验，还有实际的驾驶行为，具体而言，驾驶员在驾驶过程中，如果出现疲劳驾驶、超速驾驶，或是在驾驶过程中注意力分散、打电话、未注意前后车距等问题，再或是判断失误等，都有极大可能造成交通事故。

1.2车辆因素

该文所论述的车辆因素，是特指车辆的使用性能，主要包括车辆的制动能力、车辆的操作性能、发动机状态等，如果车辆在行驶过程中出现制动失灵、转向失败，或者是爆胎问题，则极有可能发生风险问题，甚至导致风险事故。

1.3环境因素

高速公路隧道处于狭小环境中，环境因素必然会对隧道运营安全产生极大的影响。该文重点探究的环境因素主要包括两项：一是交通环境;二是运营环境。具体而言，交通环境的影响可以从3个角度分析，分别是通车量、车速，还有交通组成，上述3项因素在隧道运营中都有着极大的影响。除此以外，自然环境中自然灾害也会对隧道产生影响，较为典型的是雨雪大雾等极端天气，会直接导致隧道洞口可见度低，进而影响驾驶员视线，难以清晰辨认出道路标示，在雨雪天气，还会导致隧道抗滑性大大降低，影响交通安全。

2BIM技术在高速公路隧道安全运营管理的应用研究

2.1隧道主体结构健康監测

绝大部分隧道都修筑在山岭地区，在隧道的运营过程中，尤其是6～8月雨季旺盛时衬砌表面和施工缝隙时常有渗漏水现象，有时甚至很严重造成隧道拱顶表面脱落和路面积水。另外由于隧道一般深埋于山体内部，围岩应力的变化和分布不均会导致衬砌受力不均匀，形成局部围岩压力过高，容易造成隧道拱顶和拱腰等部位变形，甚至会引起隧道二次衬砌开裂或整体失稳的可能。因此我们需要对隧道采取实时监测和定期检测，实时监测主要依靠分布在隧道各部位的传感设施采集数据;定期检测主要是专业巡检人员通过专业设备对隧道及周围环境各项指标参数的复核检验。隧道结构体的实时测量值，可根据实际需要人工设置数据采集频率，通常情况30～60min采集一次数据即可。采集数据直接上传至监控中心服务器，通过与系统内预先设置的隧道健康评价模型和健康度指标进行比对、分析和计算，得出隧道当前健康度数值。当该数值大于等于系统设定的健康最低数值时，显示隧道运营正常;当低于设定值时，系统给出报警提醒并分3个等级，分别为普通、严重和危急。对于业主和隧道管理人员，可以通过用户使用界面在引入的GIS地图信息中，直观地查看隧道及周围环境整体情况，又可根据读入的BIM模型清晰地看到传感器显示的具体位置和状态，同时使用者又可根据不同权限点击查看BIM模型中相关资产设备的信息和资料。平台亦支持数据的可视化处理，可将传感器实时采集和人工定期检测的数据按照时间顺序形成趋势图，方便用户查看数据波动时间和范围，为制定隧道检查维护计划提供直观依据。

2.2隧道机电系统管理维护计划

维修管理主要包括设备维修工作提醒、维修记录、维护周期管理和委外维修管理等。目前隧道机电系统管理还主要是拆分成监控、通风、电力监控、照明和消防几个独立的子系统进行管理。这种管理的主要缺点是，不同专业的管理人员无法查看到所有相关信息，造成信息不能在维护管理中得到有效传承，降低了维护效率，提高了管理成本。基于BIM技术的统一管理平台，可以将上述各个系统及设施日常巡查、远程监控和维修管理的信息根据BIM模型中的系统设备唯一空间编码或标识与之关联挂接。设备故障信息和维修记录都可按系统分类、设备名称、维修单位和故障维修时间进行分类统计、排序后生成相应Excel文件;也可按照故障率高低将上述数据进行筛选，分析找出优质产品和需要重点监测维护的系统及设备。这样不仅保证了信息存储过程的可靠性和模型信息的实时性，更为管理者制定机电设备维护计划提供强有力的数据支撑。

2.3隧道应急处置预案管理

建立应急处置预案，首先要对高速公路单隧道的交通流建立模型，分析车辆行驶行为、不同车型车辆行驶特征、交通流变化特点，并分析其差异性变化，建立满足不同隧道条件下的交通流模型，并对其进行仿真验证。利用现有交通事故的统计数据，对模型进行过程验证，不断优化模型，然后通过模型，深度分析事故事件与隧道线形、隧道光线、隧道内交通流、隧道内车型种类等因素之间的内在关系，然后建立与事故或灾害特点相对应的应急处置方案。处置方案包括：现场非救援人员的撤离，救援人员施救步骤，救援设施的使用管理。为了保证应急处置方案的最佳效果，需要将设置好的不同处置方案与隧道BIM三维模型关联，进行模拟应急演练，从而确定最佳处置方案。模拟应急演练不仅是在隧道出现事故或灾害时的应急处理依据，更有力加强了指挥中心与救援现场的实时沟通，并根据现场的实时变化，及时修改和完善应急处置方案的不足。

3结语

（1）BIM技术应用可以贯穿整个高速公路建设的全生命周期，本文仅对高速公路隧道的运营管理提出了应用功能，为高速公路现代信息化管理提供新技术和新方法。

（2）BIM技术实际是一个多软件协调工作的管理平台，在为管理者提供直观的可视化管理模式的同时，又保证了数据的一致性、协调性和完整性，提高了运营维护管理的效率和质量。

（3）BIM技术在高速公路隧道管理中的应用，可以有效提高隧道结构设施和机电设备的故障预警，并实现精确定位。

（4）BIM技术在高速公路隧道发生事故或灾害时，基于三维数字模型的应急处置预案能够使指挥中心与救援现场高效沟通，提高应急处置能力。

参考文献：

[1]  吕璇.隧道事故预警及应急处置系统改造.交通世界2017（16）.

[2]  巩航军.高速公路隧道运营安全综合评价研究.长安大学博士论文，2009.

（1.作者单位：山西省交通科技研发有限公司;2.作者单位：中国第一汽车股份有限公司研发总院）

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