公路长隧道机电设施交通控制策略

高旭

摘 要：隧道作为高速公路交通的咽喉，做好隧道机电设施交通控制管理工作，使隧道的土建结构、机电设施、交通安全工程保持良好的、经常性的正常运转，同时保障司乘人员的行车安全及车辆快速、畅通行驶，充分发挥高速公路的经济效益与社会效益，已成为现在乃至今后很长一段时间亟须解决的重要任务。

关键词：高速公路；隧道；机电设施

迅猛发展的经济，带动了高速公路的建设步伐，随之而来的便是现代化的高速公路管理系统，这其中包括高速公路的收费、监控、通信、照明四大方面，运用科学的电子通讯技术设备，对高速公路进行稳定有序的管理监控，可以说，这四个方面对高速公路建设的高效快速发展起着举足轻重的作用，而在这之中的隧道机电工程建设更为重要。隧道机电工程的建设涉及照明、监控、火灾、消防、有线广播等多个方面，涉及范围广，需要的专业知识强，建设起来的技术难度也特别大。本文综合实际考察经验，对隧道机电工程建设施工中机电设施交通控制问题进行研究。

一、公路隧道交通控制系统分析

控制的前提是“检测”，通过隧道内、洞口设置的车辆检测器及监控摄像机等检测设施和道路巡查人员，对隧道内的过往车辆进行不间断的检测，并将采集到的实时信息通过通信线路传递给中央控制室计算机系统。交通控制策略是通过对检测到的信息的分析，判断交通拥挤、交通阻塞等异常状况及其发生地点和时间，并结合交通机电设施传来的有关信息或指示，按照选定的方案和控制指令，对车道指示器、交通信号灯、可变限速标志和可变信息标志等机电设施进行控制。合理的交通控制策略可以协助疏导交通、给司机提供信息，保证道路安全畅通。如在隧道正常运营及事故、火灾等特殊情况时，调整可变限速标志的最高限值、改变可变信息板的内容、控制车道指示器和横洞指示标志的显示状态等，可以改变隧道的运行方式，从而实现对隧道内交通流量和交通状态的有效控制。隧道控制与诱导机电设施主要由可变限速标志、可变信息标志（情报板）、交通信号灯、车道指示器、电光标志（包括车行横洞标志、人行横洞标志、紧急停车带标志）、紧急广播系统、交通区域控制器及中央控制室控制台等组成。

二、隧道交通控制策略研究

公路隧道交通状况可分为正常运营、交通拥挤及事故（故障）阻塞3种情况，下面以一双向四车道高速公路长隧道为例，就长隧道在3种交通状况下所采取的控制方式进行分析。该隧道路基宽度为24.5m，计算行车速度80km/h。隧道中有车行横洞1～4个，人行横洞1～5个。为分析车辆指挥诱导途径，以车行横洞为界将隧道上行線和下行线各分成5个区域。隧道内布设有车道指示器、交通信号灯、横洞指示标志、可变信息标志、可变限速标志等交通机电设施。

（一）正常运营状况

控制策略：在隧道正常运营的情况下，交通控制方案根据常态、施工、维修、检测等的实际需要和交通量的不同考虑，对隧道左、右洞的两个车道采取正常开发、某一车道关闭或反向、某一单洞双向行车等控制方案。为保证隧道车流平滑顺畅地运行，入口交通信号灯显示为绿色，表示车辆可进入隧道，车道指示标志全部显示为绿色“↑”，表示各车道正常，不得反向行驶；横洞指示标志不显示；可变限速标志显示相应限速值；可变信息标志发布一些实时路况信息。

（二）拥挤状态

隧道拥挤根据原因的不同可以分为两种类型，即周期性拥挤和偶发性拥挤。周期性拥挤是指由于交通流量出现周期性高峰期（通常为节假日），超过隧道的设计通行能力所引起的拥挤状态。偶发性拥挤主要是指由于隧道内行驶车辆抛锚、货物掉落及隧道下游交通拥挤的反向波蔓延到隧道内的交通流所引起的拥挤状态。通过隧道内外分布的车辆检测器对交通量、平均车速、占有率、车头距等参数进行检测，结合洞内监视摄像机判断隧道是否发生交通堵塞、交通拥挤及状况和程度；通过CO/VI检测确定洞内CO含量是否超限等，并根据判断结果把交通拥挤分为两个层次，分别提出相应的诱导策略。逆向波传递到洞内交通流，导致隧道内车流量过大。此时风机全部开启持续时间已超过15min，洞内CO检测器检测C0浓度值仍达到300ppm。其控制策略：首先考虑关闭一条行车道，限制驶入交通量，减少洞内废气的排放积累。经过充分通风换气，使有害气体降到正常指标后再开放双车道。若有害气体浓度仍然很高，则考虑关闭整个隧道单洞，对隧道内受阻车辆进行横洞诱导处理。为了避免车辆通过横洞时与另一隧道行驶的车辆发生冲突，在疏散前暂时关闭另一隧道的超车道。待洞内车辆疏导完毕，将另一隧洞改为双向行驶，在洞外可变信息板显示分流行车路线，并通过可变限速标志显示合理的限制速度。

（三）事故状态

隧道内事故主要包括车辆碰撞、火灾等。事故状态就阻塞车道数目而言，包括阻塞单个车道和阻塞双车道；就同一时段内发生异常的数量而言，可以分为单点异常和多点异常。根据事故发生位置和数量的不同，其诱导方案也有很大区别。下面根据同一时段内发生异常的数量，针对不同的异常发生位置和阻塞车道数量提出相应的控制策略。单点事故阻塞单个车道时，诱导只需通过车道指示器关闭事故点上游车道，一般无需开启车行横洞，也无需关闭单洞。洞内外可变信息板显示事故状态，引起通行车辆注意，并通过可变限速标志进行限速，使阻塞区车辆换道绕行通过阻塞区，待事故解决完毕，恢复通行。如果两事故发生在同一隧道单洞，同时阻塞单一车道（行车道或超车道）或阻塞非同一位置不同车道。此时首先关闭单洞，通过可变信息板进行事故提示，引起驾驶员的注意，并通过可变限速标志对阻塞车辆速度进行限制，无需开启车行横洞，通过车道指示器诱导洞内阻塞车辆绕行事故点驶离隧道。

三、结束语

要保障公路隧道的安全畅通，需要根据隧道的交通流、运营状态，对隧道机电设施动态地采取不同的控制与诱导方式，制定合理的交通控制策略，引导车辆以最佳方式驶离隧道，保证行车安全，提高隧道的通行能力。

参考文献：

[1]周晓琳.浅谈公路隧道机电工程[J].中国高新技术企业，2014.

[2]谢广秋.公路隧道变频通风控制研究及系统实现[J].交通科技，2015.