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截至2018年底,我國公路隧道達17738處、1723.61萬米。近十年,中國公路隧道每年新增里程1100公里以上。雖然我國已從公路隧道大國邁向隧道強國,但運營管理任務艱巨,安全問題日益突出。如何提高公路隧道運營安全水平,一直是眾多專家、公路隧道建設與管理人員關注的熱點議題。山東高速股份有限公司作為第一完成單位,立項研究的“公路隧道智慧管控關鍵技術研究與應用平臺開發”項目,以公路隧道多元信息應用為主線貫穿整個研究課題,系統研究了隧道風險識別、風險主動管控、應急協同聯動、智慧管控平臺等,有效提升了公路隧道運營風險預警和智慧管控的水平。

項目總體技術路線圖

公路隧道運營風險評價基本流程
我國在公路隧道運營安全風險管控研究方面取得長足進步,但總體上,技術研究和工程應用仍存在一定的問題,主要表現為三方面:缺少運營安全風險評價標準,缺少主動安全預警與控制誘導的智能化手段,對異常事件發生時的交通組織與快速救援研究不夠;在運營過程中積累了大量的設施、車輛、運行、管理、環境等信息,但既有隧道運行安全研究對數據的開發和利用還遠遠不夠;中控軟件普遍存在著無統一數據編碼標準,重監視、輕控制,自動化程度較低,信息加工深度不夠等問題。
隨著信息化技術快速發展,建設數字化、綜合化、智能化的公路隧道信息系統勢在必行。因此,山東省交通運輸廳、重慶市交通局、重慶市科學技術局分別就《基于物聯網應用的高速公路路網運營監測與調度指揮系統研究》《山區公路隧道群運營安全保障技術研究》《基于云計算的城市大型橋隧集群工程運營安全提升技術研究》立項研究。
該項目是以公路隧道多元信息應用為主線貫穿整個研究課題,系統研究隧道風險識別、風險主動管控、應急協同聯動、智慧管控平臺研發,力圖有效提升公路隧道運營風險預警和智慧管控的水平,以更好地保障公路隧道運營安全。其內容涵蓋基于多元異構數據的隧道運營風險評價技術研究、隧道交通狀態識別與預警技術研究、隧道運營安全智能管控策略研究、隧道應急資源調度與協同聯動技術研究、公路隧道智慧管控平臺開發等涉及公路隧道運營安全智慧管控的主要方面。
在項目研究之初,項目團隊主要依托山東濟萊高速公路和渝湘高速公路兩項工程。濟萊高速公路全長75.5公里,共8座隧道,其中長隧道3座,為山東省濟南和萊蕪區劃合并之后的同城高速公路,交通量大且持續增長;渝湘高速公路(重慶境)界石立交至黃草立交段共有特長隧道7座,最長隧道為白云隧道,全長7.1公里,涵蓋特長、長、中、短隧道,共96.087公里,另有橋梁102座,橋隧里程數占該路段公里數76.7%,為國內罕見橋隧相連、特長隧道群路段,也為項目研究提供了有利條件。

協同聯動模式圖
從最初依托于兩項工程,到以國內12省、2326座高速公路隧道運營數據為基礎……項目團隊共歷時8年,投入科技人員達200余名,以信息采集、挖掘、交互、推送為主線,集成應用智能傳感技術、信息網絡技術、通信傳輸技術、數據挖掘和系統集成技術,通過理論分析、數值模擬和現場測試等手段,對公路隧道智慧管控技術與平臺開發進行了研究。研究內容涵蓋了基于多元異構數據的隧道運營風險評價技術、隧道交通狀態識別與預警技術、隧道運營安全智能管控策略、隧道應急資源調度與協同聯動技術、公路隧道智慧管控平臺開發等,并取得了多項創新成果。
基于高速公路隧道多元信息聚類融合,提出了高速公路隧道車輛運行風險事故典型場景,建立了場景設計與系統分析相結合、風險概率定量計算與經驗規律定性分析相結合的高速公路隧道車輛運行風險評估方法和指標體系,開發了隧道運營安全評價子系統。
通過提取高速公路隧道風險源高維數據特征與多元數據融合,創建了全樣本數據驅動的高速公路隧道車輛運行狀態識別方法;提出了多源異構信息融合的車輛運行安全管控方法,開發了隧道交通狀態感知子系統、多源高維信息融合子系統、運行狀態在線仿真評估子系統、交通安全預警子系統。
建立了基于交通云平臺的隧道交通應急決策支持模型,建立了一體化管理與應急救援協同模式,提出了數據存儲、交換和發布標準,開發了集隧道環境監測、事件預警、綜合管控、決策分析、調度指揮、交通誘導、智能運維等為一體的智能化、多級隧道管控平臺。

濟萊高速公路隧道智能交通可視化平臺

公路隧道智慧管控平臺特點
截至目前,項目成果已成功應用于濟萊高速公路、渝湘高速公路等5條高速公路的105座隧道,涵蓋了短、中、長、特長等各類公路隧道及隧道群。成果應用期間隧道事故率同比下降25%以上,社會效益和經濟效益十分顯著。
“讓社會公眾走最安全、最暢通、最舒適的路,享受到高品質的出行服務。
打造全國一流的路橋運營服務商,勇當交通領域新舊動能轉換主力軍。”
——山東高速股份有限公司
成立于1999年的山東高速股份有限公司(簡稱“山東高速”),由山東高速集團有限公司控股;2002年3月,在上海證券交易所上市,注冊資本48.11億元。
山東高速主要從事交通基礎設施投資運營、高速公路產業鏈上下游相關行業等領域的股權投資。2019上半年,山東高速實現營業收入33.51億元,實現歸屬于母公司凈利潤15.80億元;截至2019年6月30日,總資產747.00億元,歸母凈資產277.66億元。
目前,山東高速運營管理路橋總里程2300公里,其中所轄自有路橋資產里程1243公里,包括G20青銀高速公路濟南至青島段、G3京臺高速公路德州至泰安段、G2京滬高速公路濟南至萊蕪段、G42湖北武荊高速公路、G55濟晉高速公路等10條高速公路,以及利津黃河橋、濟南黃河二橋2座橋梁;受托管理山東高速集團所屬的路橋資產里程1057公里,包括山東省S38棗臨高速公路、S11煙海高速公路、河南省S32永登高速公路許昌至亳州段等12條高速公路,是國內同行業運營里程最長的路橋上市公司。
山東高速先后入選上證180指數、滬深300指數、上證公司治理指數和紅利指數,榮獲上海證券交易所優秀董事會提名獎、最佳管理上市公司100強,中國上市公司百強企業領袖獎、中國上市公司市值管理百佳獎、中國卓越IR最佳信披獎;榮獲2次山東省省長質量獎,并成為國內首家獲得全國質量獎的路橋運營企業;榮獲4次“全國實施卓越績效模式先進企業”;先后榮獲國家級“青年文明號”、全國工人先鋒號、全國先進基層黨組織、全國“巾幗文明崗”、國家級“文明示范窗口”、全國交通建設系統“工人先鋒號”等榮譽稱號。
山東高速以路橋運營主業為工作主線,以新舊動能轉換為抓手,通過建設智慧高速公路、制定行業標準繼續提升路橋運營管理水平。未來,山東高速將堅持以人為本,聚焦路橋主業,搶抓新舊動能轉換發展機遇,讓社會公眾走最安全、最暢通、最舒適的路,享受到高品質的出行服務,打造全國一流的路橋運營服務商,勇當交通領域新舊動能轉換主力軍,為社會創造價值,為股東增加效益,為員工帶來福祉,實現公司高質量發展,為交通強省、交通強國建設貢獻力量。