基于超溫預(yù)警的高速公路隧道行車風(fēng)險辨識及防控系統(tǒng)

摘要 通過在隧道前建設(shè)高清智能卡口抓拍系統(tǒng)和熱成像車輛動態(tài)測溫系統(tǒng)，自動采集進(jìn)出口隧道車輛信息，獲取車輛車牌號碼、車輛溫度、過車圖片、行車速度和熱感圖片等數(shù)據(jù)，并在隧道出口時通過卡口相機確定超溫預(yù)警車輛定位，通過交通警示屏、聲光警示設(shè)備對高溫車輛進(jìn)行警示，提醒其注意停車降溫，提升高速公路隧道行車風(fēng)險辨識的防治能力。

關(guān)鍵詞 高清卡口；車輛動態(tài)測溫系統(tǒng)；高速公路；洞外行車；超溫預(yù)警

中圖分類號 U495 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）08-0017-03

0 引言

近年來，國家高度重視公路隱患排查與治理，并先后出臺多部文件對公路隱患排查治理專項活動加以指導(dǎo)，堅決防止重特大事故發(fā)生。2009年4月，公安部關(guān)于《開展道路安全隱患排查治理工作》的通知中，強調(diào)對低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)或符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)但疊加、連續(xù)使用極限值設(shè)計的陡坡、連續(xù)下坡路段的隱患排查治理，將道路安全隱患排查治理當(dāng)作預(yù)防重特大道路交通事故的一項重要任務(wù)。2017年10月，公安部交通管理局召開視頻會議，提出要會同交通部門全面復(fù)查長下坡路段和公路隧道的隱患治理，對未完成治理的，加強重點管控。2018年11月，公安部在部署各地公安整改長下坡等重點路段隱患的視頻會議中強調(diào)要集中排查整改長下坡等路段隱患，聯(lián)合交通運輸和應(yīng)急管理等部門，提出針對性的管控整改措施，堅決防范重特大道路交通事故。2019年10月，公安部新聞發(fā)布會通報我國道路交通安全整體形勢及風(fēng)險隱患排查情況，公安部交通管理局巡視員、副局長李江平指出要緊緊圍繞預(yù)防和減少重特大交通事故，積極會同有關(guān)部門狠抓道路交通安全隱患排查整治，切實抓好落實道路交通安全管理關(guān)鍵措施落實。

長大連續(xù)下坡作為歷年來公路安全隱患排查與治理行動重點排查的重點場景，其重要性不言而喻。而在新基建的背景下，為了解決歷年來基礎(chǔ)性交通工程安全設(shè)施建設(shè)對長大連續(xù)下坡隱患治理成效甚微的窘?jīng)r，需要思考如何結(jié)合新的技術(shù)與方法更合理有效地解決長大下坡安全隱患這一“老大難”問題。

基于上述背景，該文建立了一套熱成像車輛動態(tài)測溫系統(tǒng)與高清智能卡口抓拍系統(tǒng)相結(jié)合的高速公路隧道行車風(fēng)險辨識及防控系統(tǒng)[1-3]。通過隧道進(jìn)口的熱成像車輛動態(tài)測溫系統(tǒng)，完成對車輛數(shù)據(jù)的獲取，以及隧道出口的高清卡口相機[4]，將識別出的車輛信息進(jìn)行比對，確定對超溫車輛的有效跟蹤，同時可對滯留在隧道內(nèi)的車輛進(jìn)行報警，以提升高速公路隧道行車風(fēng)險辨識的防治能力。

1 設(shè)計思路

通過在隧道前建設(shè)高清智能卡口抓拍系統(tǒng)、熱成像車輛動態(tài)測溫系統(tǒng)，獲取車輛的車牌號碼、車輛溫度、過車圖片、熱感圖片等數(shù)據(jù)；對車輛溫度、車牌號碼等信息進(jìn)行融合處理，識別不同高溫等級的車輛；通過交通警示屏、聲光警示設(shè)備對高溫車輛進(jìn)行警示，提醒其注意停車降溫；針對不同的高溫等級為后臺監(jiān)控人員提供不同的告警策略[5]，為隧道管理者提供行之有效的預(yù)防車輛自燃事故的手段，同時也為隧道運營安全分析[6-9]提供一定的參考依據(jù)。

2 車體超溫預(yù)警系統(tǒng)

車體超溫預(yù)警系統(tǒng)包括車輛溫度檢測子系統(tǒng)[10]、車輛超溫預(yù)警子系統(tǒng)[11]、車輛進(jìn)出對比子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)展示子系統(tǒng)。車輛溫度檢測子系統(tǒng)實現(xiàn)對車輛特征數(shù)據(jù)、車輛速度數(shù)據(jù)、車輛溫度數(shù)據(jù)的提取以及視頻數(shù)據(jù)的存儲；車輛超溫預(yù)警子系統(tǒng)實現(xiàn)對超溫車輛的警示，讓其行駛至服務(wù)區(qū)進(jìn)行降溫處理；車輛進(jìn)出對比子系統(tǒng)實現(xiàn)對隧道進(jìn)出車輛的監(jiān)控，出現(xiàn)車輛滯留隧道內(nèi)時主動報警[12]。通過傳輸子系統(tǒng)將各前端設(shè)備間獲取的數(shù)據(jù)打通，并按需傳輸?shù)胶蠖似脚_子系統(tǒng)和云端系統(tǒng)，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的匯聚、分析、展現(xiàn)、存儲等功能。通過子系統(tǒng)的建設(shè)和互聯(lián)互通，實現(xiàn)車輛超溫預(yù)警系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。具體系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示。

3 系統(tǒng)組成

車輛超溫預(yù)警子系統(tǒng)設(shè)備部署示意圖如圖2所示，超溫車輛駛?cè)朐撓到y(tǒng)監(jiān)測區(qū)域后，首先由測溫子系統(tǒng)測量車輛溫度，接著聲光報警系統(tǒng)啟動，警示超溫車輛駛?cè)虢禍貐^(qū)或服務(wù)區(qū)。車輛進(jìn)出隧道比對子系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測車輛在隧道內(nèi)的滯留時間，超時報警，提醒工作人員對隧道情況進(jìn)行巡查，排查擁堵或其他災(zāi)害隱患。

3.1 車輛溫度檢測子系統(tǒng)

由熱成像溫度檢測單元[13]、測速雷達(dá)、終端服務(wù)器、爆閃燈和工控機組成，主要實現(xiàn)行經(jīng)車輛的溫度檢測、車輛車牌提取、車輛車速、車間距以及車輛車型特征提取等。

3.2 車輛超溫預(yù)警子系統(tǒng)

由誘導(dǎo)屏和廣播系統(tǒng)組成，主要實現(xiàn)對高溫車輛的聲光告警。

3.3 車輛進(jìn)出對比子系統(tǒng)

由卡口抓拍機和爆閃燈組成，主要實現(xiàn)對進(jìn)出隧道車輛狀況的監(jiān)測。

3.4 傳輸子系統(tǒng)

傳輸網(wǎng)絡(luò)主要由高速公路視頻專網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)交換機以及光纜網(wǎng)絡(luò)組成[14]，實現(xiàn)車輛溫度檢測子系統(tǒng)、車輛超溫預(yù)警子系統(tǒng)和車輛進(jìn)出對比子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸交互。超溫車輛數(shù)據(jù)以及車流量數(shù)據(jù)通過無線路由器網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器，可通過電腦或手機端查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，包括測溫數(shù)據(jù)配置、車輛超溫報警、測溫數(shù)據(jù)查詢等。

4 系統(tǒng)功能

4.1 車輛超溫聲光預(yù)警

通過前端架設(shè)的卡口抓拍單元實現(xiàn)車輛的特征識別，并聯(lián)動熱成像溫度檢測單元進(jìn)行熱感成像與溫度識別，實現(xiàn)車輛不停車車體溫度檢測與證據(jù)留存，同時，可通過交通警示誘導(dǎo)屏與警示音柱對駕駛員個體進(jìn)行車輛超溫預(yù)警提醒。

相關(guān)管理人員可以在平臺界面通過點擊頁面中的自定義溫度等級按鈕，彈出自定義高溫等級窗口，可對應(yīng)設(shè)置三類不同的溫度等級。溫度等級可以自定義進(jìn)行設(shè)置，這里可根據(jù)實際場景進(jìn)行自定義溫度等級，如圖3所示。

圖3 車體超溫閾值設(shè)置

當(dāng)出現(xiàn)超溫車輛時，在平臺端以彈窗形式展示報警信息，并通過語音警示[15]提醒值守人員進(jìn)行關(guān)注與處理，點擊詳情可跳轉(zhuǎn)至告警詳情界面，如圖4所示。

圖4 車輛超溫告警彈窗

4.2 超溫事件詳情查看

支持用戶選擇時間段、車輛類型、事件類型、車牌號碼、事件發(fā)生區(qū)段、已處理/未處理等進(jìn)行事件數(shù)據(jù)查詢與數(shù)據(jù)報表導(dǎo)出。支持用戶選擇時間段、車輛類型、報警等級、車輛號牌、發(fā)生區(qū)域，車輛溫度等進(jìn)行車輛溫度數(shù)據(jù)查詢與數(shù)據(jù)報表導(dǎo)出，如圖5所示。

同時可支持對歷史過車數(shù)據(jù)的詳情內(nèi)容導(dǎo)出，支持按過車時間區(qū)間、車牌號、告警等級、溫度區(qū)間進(jìn)行查詢導(dǎo)出，如圖6所示。

圖5 超溫事件抓拍圖片

5 結(jié)語

（1）該系統(tǒng)通過獲取車輛的車體溫度信息與車輛號牌信息，自動判斷車輛所處的超溫風(fēng)險區(qū)間，實現(xiàn)對低風(fēng)險車輛的過濾與分類預(yù)警，輔助高風(fēng)險車輛的事前應(yīng)急處置，提升對高速公路長大下坡的防災(zāi)減災(zāi)能力。

（2）該系統(tǒng)通過深度融合雷達(dá)、可見光視頻、熱成像等多類傳感器對長大下坡車輛信息進(jìn)行動態(tài)感知，實時采集長大下坡行經(jīng)車輛過車數(shù)據(jù)、車輛車體溫度、車輛速度和車輛間距在內(nèi)的多類應(yīng)用數(shù)據(jù)，以豐富的高精數(shù)據(jù)資源支撐長大下坡行車秩序精細(xì)管理。

（3）系統(tǒng)通過高清相機確認(rèn)車輛是否駛?cè)虢禍貐^(qū)，并自動記錄車輛停車檢修時間，并根據(jù)兩卡口抓拍車輛的圖片時間判斷車輛是否在路途中的行程時間，同時再次進(jìn)行測溫，確認(rèn)車輛已達(dá)安全溫度。目前，該系統(tǒng)已在沈海高速的赤嶺隧道上進(jìn)行了初步應(yīng)用。該系統(tǒng)的應(yīng)用方便了對行駛在高速公路隧道上的車輛進(jìn)行動態(tài)追蹤和監(jiān)控，特別是長隧道對象，在一定程度上有助于加強隧道的安全運營和提高整體運營服務(wù)質(zhì)量。

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