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數(shù)字化隧道:少了尾氣污染,多了安全保障
時間:2024-10-15    來源:科技日報    分享:
被喻為公路運輸體系“咽喉要道”的隧道,一頭牽著民生福祉,一頭系著經(jīng)濟發(fā)展,與內(nèi)外暢達的交通路網(wǎng)共同撐起強國“動脈”。信息化與數(shù)字化技術(shù)的不斷進步,賦能隧道基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),實現(xiàn)了隧道內(nèi)多個場景的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧化升級。

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圖為采用伴隨式智能照明技術(shù)的隧道。 受訪單位供圖

  隧貫天下,道通山河。被喻為公路運輸體系“咽喉要道”的隧道,一頭牽著民生福祉,一頭系著經(jīng)濟發(fā)展,與內(nèi)外暢達的交通路網(wǎng)共同撐起強國“動脈”。信息化與數(shù)字化技術(shù)的不斷進步,賦能隧道基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),實現(xiàn)了隧道內(nèi)多個場景的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧化升級。

  智能化調(diào)光控制系統(tǒng)在提高隧道行車安全性的同時,還能節(jié)能減排;數(shù)字化技術(shù)可實時監(jiān)測隧道通風(fēng)全過程,減少隧道空氣污染;數(shù)字化平臺能及時檢測交通事故,預(yù)警突發(fā)事件……這些智慧場景在隧道建設(shè)中落地,不僅可以大幅提升隧道的管理和運行效率,同時還會增強人們出行的幸福感。

  數(shù)字化轉(zhuǎn)型場景:燈隨車行,節(jié)能降耗

  隧道是一段半封閉的空間,自然光無法完全照射其中。由于人眼難以適應(yīng)光線的驟然變化,因此隧道洞口出現(xiàn)的“黑洞”或“白洞”效應(yīng)會使駕駛員短暫失明,增加發(fā)生交通事故的風(fēng)險。

  以往,隧道照明燈具需要24小時滿功率工作,這樣不僅會浪費電力資源,還會影響燈具壽命。同時,由于控制方式單一,隧道亮度也無法根據(jù)車流量、外部光照、天氣條件等進行靈活調(diào)節(jié)。

  智慧照明場景的落地既能保障隧道內(nèi)的行車安全,又能節(jié)約能耗。伴隨式照明技術(shù)通過收集并分析交通流量、車輛行駛軌跡、天氣變化、照明時間等數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)對隧道內(nèi)每一個照明燈具的調(diào)光控制。無車輛通行時,隧道內(nèi)的照明亮度會降至最低水平;有車輛通行時,隧道內(nèi)的照明設(shè)備則會跟隨車輛行駛速度和軌跡進行分段調(diào)光。目前,伴隨式照明技術(shù)已廣泛應(yīng)用于黎園嶺、寶塔山、干海子等多個隧道。

  以云南玉溪至楚雄高速段的干海子隧道左幅為例,該隧道在不改變原有照明燈具和回路開關(guān)控制的前提下,對現(xiàn)有的照明控制系統(tǒng)進行改進,在優(yōu)化照明參數(shù)的基礎(chǔ)上對LED隧道燈實行實時分段動態(tài)智能控制。

  “我們利用了物聯(lián)網(wǎng)和人工智能數(shù)據(jù)分析等技術(shù),通過洞外亮度檢測器、監(jiān)測通信數(shù)據(jù)采集器,感應(yīng)車道來車,并利用物聯(lián)網(wǎng)調(diào)光控制器調(diào)節(jié)照明燈具功率,最終實現(xiàn)了隧道內(nèi)‘車來燈亮—車走燈暗—燈隨車行’的智能照明效果?!敝需F交通西南運營中心黨工委書記、總經(jīng)理佘國斌告訴記者,這不僅保障了司乘人員的行車安全,還達到了精準(zhǔn)照明和節(jié)省能源的效果。

  云南玉溪至楚雄高速段的干海子隧道左幅長1075米,共有LED燈具694盞,滿載功率約50.68千瓦,年額定耗電量約44.4萬度,電費約每年23萬元。佘國斌介紹,自智慧照明場景落地以來,干海子隧道已累計節(jié)約用電31.37萬度,有效節(jié)省費用近20萬元,節(jié)能效率達70%。

  新型通風(fēng)場景:通風(fēng)凈化,減少污染

  車輛在行駛過程中會產(chǎn)生大量尾氣,尾氣中含有固體懸浮顆粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物等污染物。在半封閉式的隧道中,尾氣不容易擴散,可能會對人體健康造成不利影響。對此,保障隧道通風(fēng)換氣就顯得尤為重要。

  北京市東六環(huán)是聯(lián)通順義、大興、北京首都國際機場和大興國際機場的重要交通要道。在東六環(huán)入地改造項目中,新型通風(fēng)場景的落地確保隧道有效通風(fēng)。施工人員在隧道內(nèi)設(shè)置了射流風(fēng)機。射流風(fēng)機通過產(chǎn)生高速氣流,可將新鮮空氣從隧道入口引入,將污濁空氣從隧道出口排出,從而實現(xiàn)隧道內(nèi)外空氣的交換。首發(fā)建設(shè)公司東六環(huán)改造工程項目管理處副總經(jīng)理郭琪介紹,考慮到該環(huán)路地下道路處于城市核心區(qū)等情況,采用射流風(fēng)機誘導(dǎo)通風(fēng)方案可能會導(dǎo)致洞外敏感點污染物濃度超標(biāo)。為了保證隧道內(nèi)、外空氣質(zhì)量,工程在隧道南、北盾構(gòu)井還設(shè)置了空氣凈化裝置。

  郭琪說,通過隧道通風(fēng)系統(tǒng)與空氣凈化系統(tǒng)的節(jié)能關(guān)聯(lián)運行,降低了隧道內(nèi)、外車輛排放污染物濃度,使隧道內(nèi)、外空氣質(zhì)量達到相關(guān)規(guī)范的限值要求,預(yù)計凈化效率可達80%以上。

  此外,在該項目中落地的新型通風(fēng)場景,還可以通過數(shù)字化技術(shù)對隧道內(nèi)平均車速、風(fēng)速、污染物濃度等進行實時監(jiān)測,及時預(yù)警環(huán)境污染事件。

  智能管理場景:實時監(jiān)測,保障安全

  可實時監(jiān)測隧道內(nèi)交通事故、及時預(yù)警突發(fā)事件……如今,集成了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)的各種平臺,推動了隧道智能管理場景的落地,保障隧道路段內(nèi)車輛安全運行。

  新嶺隧道是浙江省內(nèi)流量最大的隧道之一。當(dāng)前,新嶺隧道日均車流量達8萬輛次,節(jié)假日高峰流量峰值可達14萬輛次,隧道安全管控形勢十分嚴峻。

  隨著數(shù)字化技術(shù)在交通領(lǐng)域的不斷應(yīng)用,數(shù)字孿生全息感知平臺逐漸成為提升新嶺隧道安全應(yīng)急管理能力的重要依托。

  通過數(shù)字孿生全息感知平臺,管理人員可實時跟蹤進出隧道的車輛,獲取車輛位置、速度、航向角等信息,掌握隧道內(nèi)違規(guī)停車、變道、逆行等情況并及時進行干預(yù),從而提升隧道的通行效率。

  保障隧道內(nèi)車輛安全運行,除了要及時處理交通違規(guī)、意外事故等,還要防患于未然,提升交通安全預(yù)警能力。

  走進貴州省遵義市大婁山隧道群監(jiān)控中心,墻上巨大的電子顯示屏映入記者眼簾。“這是大婁山隧道群智慧管控一體化平臺?!辟F州中南交通科技有限公司黨委委員、副總經(jīng)理汪文斌說。

  大婁山隧道智能管理場景正是借助該平臺得以實現(xiàn)。平臺不僅能夠顯示隧道內(nèi)不同路段的監(jiān)控畫面,還配備有超速預(yù)警系統(tǒng)、車輛超溫檢測系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)、智慧消防系統(tǒng)、氣象預(yù)警系統(tǒng)等,能夠全方位、多維度監(jiān)測隧道群車輛運行情況,及時作出預(yù)判,找出安全隱患。

  汪文斌介紹,智慧管控一體化平臺運用了數(shù)字孿生技術(shù),可以模仿隧道運行中可能遇到的各種情況,通過人工智能算法,形成線下應(yīng)急方案已超700種,可及時、準(zhǔn)確應(yīng)對各類突發(fā)事件,為隧道的安全、高效運行提供有力保障。


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