為城市隧道安全保駕護航

文/招商局重慶交通科研設計院有限公司

獲獎等級：一等獎

項目名稱：城市隧道服役安全典型風險評估理論與防控關鍵技術

← 城市隧道服役安全典型風險評估理論與防控關鍵技術研究路線

截至2021年，我國城市道路里程達56.9萬公里，大中城市路網密度達到每平方公里4公里以上，交通聚集、路擠車密。城市隧道作為路網關鍵節點，暢通保障極為關鍵。針對城市隧道交通、結構與環境復雜條件，研發運營隧道風險在線獲取、智能評估、事前防控、快速診處的管控體系需求迫切、意義深遠。

多學科綜合研究 破解隧道風控難題

該項目針對城市隧道交通流密集、周邊擾動易發頻發、節點災病加劇問題、社會影響成倍放大的服役安全典型風險特征，從城市隧道服役安全風險評估理論，城市隧道交通、結構智能感知裝備，城市隧道結構損傷快速修繕技術與城市隧道服役風險集成管控平臺四方面入手，采用理論分析、數值模擬、室內外試驗和工程驗證等多種研究手段，通過“交通+機器視覺”、人工智能多學科融合，解決城市隧道服役安全典型風險評估理論與防控關鍵技術難題，建立集感知、評估、診斷、防控于一體的理論、技術、裝備與平臺體系，工程應用效果顯著，前景廣闊。

開發集成平臺 實現在線智能管控

← 評估指標體系

← 危險車輛識別與跟蹤系統整體架構

該項目從“交通-結構-環境”的角度切入，提出了基于隱患和保障雙因素模型的交通運行風險評估方法、隧道本體結構損傷量化計算與服役安全評估方法、基于強度折減法的近接隧道環境安全影響分區評價方法，構建了城市隧道風險評估體系。

該項目研發了運營隧道交通組成和危險車輛風險識別與跟蹤監測裝備、運營隧道拱墻結構損傷巡檢機器人、運營隧道仰拱結構無損檢測機器人等智能裝備，實現了城市隧道交通狀態與結構損傷安全風險的實時在線智能感知。

該項目提出了預防護、創微修繕、快速修復不同等級風險控制目標，研發了短錨微創修繕風險防控技術、波紋鋼套拱快速加固風險控制技術，實現了不同等級結構損傷風險的快速高效處治應用。

同時項目建立了基于網絡爬蟲技術自動更新的風險知識庫、宏觀信息與單體狀態融合的城市隧道運營數據庫，開發了集感知、評估、診斷、處治為一體的城市隧道服役安全風險防控集成平臺，實現了運營安全風險的在線智能管控。

該項目研究成果已在重慶、四川、福建等省市成功應用，獲授權發明專利40項、軟件著作權8項，主編參編行業標準6部、地方標準1部，出版專著5部，發表論文94篇，其中高水平論文50余篇，經濟社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。

提升隧道安全服務水平 降本創效超5億

通過對隧道運營風險的在線辨識、動態評估和預警、微擾預防控制等方法實現了城市隧道襯砌結構、外部環境和運營風險的智能管控，為我國城市隧道的安全運營和交通功能的有效發揮提供有力保障，提升城市隧道服務水平與品質，促進隧道韌性運維、防災減災、智能檢監測等防災減災新材料、新技術、新產品等相關學科發展，推動城市隧道韌性建設與管養技術進步。

該項目研究成果自2017年開始推廣應用于重慶劉家臺隧道、曾家巖隧道、千廝門隧道，廈門第二西通道海滄隧道等多個城市核心區數十座隧道工程，實現了科學運營管控，降低了運養成本，累計取得經濟效益約5.3億元。除此之外，該項目課題研究成果的應用還可降低隧道運營安全事故發生，降低城市隧道全壽命周期內的運營和養護成本，提升隧道通行能力與延長服役時間，間接經濟效益顯著。

← 組圖：典型近接施工類型的影響分區標準