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截至2018年底,我国公路隧道达17738处、1723.61万米。近十年,中国公路隧道每年新增里程1100公里以上。虽然我国已从公路隧道大国迈向隧道强国,但运营管理任务艰巨,安全问题日益突出。如何提高公路隧道运营安全水平,一直是众多专家、公路隧道建设与管理人员关注的热点议题。山东高速股份有限公司作为第一完成单位,立项研究的“公路隧道智慧管控关键技术研究与应用平台开发”项目,以公路隧道多元信息应用为主线贯穿整个研究课题,系统研究了隧道风险识别、风险主动管控、应急协同联动、智慧管控平台等,有效提升了公路隧道运营风险预警和智慧管控的水平。
项目总体技术路线图
公路隧道运营风险评价基本流程
我国在公路隧道运营安全风险管控研究方面取得长足进步,但总体上,技术研究和工程应用仍存在一定的问题,主要表现为三方面:缺少运营安全风险评价标准,缺少主动安全预警与控制诱导的智能化手段,对异常事件发生时的交通组织与快速救援研究不够;在运营过程中积累了大量的设施、车辆、运行、管理、环境等信息,但既有隧道运行安全研究对数据的开发和利用还远远不够;中控软件普遍存在着无统一数据编码标准,重监视、轻控制,自动化程度较低,信息加工深度不够等问题。
随着信息化技术快速发展,建设数字化、综合化、智能化的公路隧道信息系统势在必行。因此,山东省交通运输厅、重庆市交通局、重庆市科学技术局分别就《基于物联网应用的高速公路路网运营监测与调度指挥系统研究》《山区公路隧道群运营安全保障技术研究》《基于云计算的城市大型桥隧集群工程运营安全提升技术研究》立项研究。
该项目是以公路隧道多元信息应用为主线贯穿整个研究课题,系统研究隧道风险识别、风险主动管控、应急协同联动、智慧管控平台研发,力图有效提升公路隧道运营风险预警和智慧管控的水平,以更好地保障公路隧道运营安全。其内容涵盖基于多元异构数据的隧道运营风险评价技术研究、隧道交通状态识别与预警技术研究、隧道运营安全智能管控策略研究、隧道应急资源调度与协同联动技术研究、公路隧道智慧管控平台开发等涉及公路隧道运营安全智慧管控的主要方面。
在项目研究之初,项目团队主要依托山东济莱高速公路和渝湘高速公路两项工程。济莱高速公路全长75.5公里,共8座隧道,其中长隧道3座,为山东省济南和莱芜区划合并之后的同城高速公路,交通量大且持续增长;渝湘高速公路(重庆境)界石立交至黄草立交段共有特长隧道7座,最长隧道为白云隧道,全长7.1公里,涵盖特长、长、中、短隧道,共96.087公里,另有桥梁102座,桥隧里程数占该路段公里数76.7%,为国内罕见桥隧相连、特长隧道群路段,也为项目研究提供了有利条件。
协同联动模式图
从最初依托于两项工程,到以国内12省、2326座高速公路隧道运营数据为基础……项目团队共历时8年,投入科技人员达200余名,以信息采集、挖掘、交互、推送为主线,集成应用智能传感技术、信息网络技术、通信传输技术、数据挖掘和系统集成技术,通过理论分析、数值模拟和现场测试等手段,对公路隧道智慧管控技术与平台开发进行了研究。研究内容涵盖了基于多元异构数据的隧道运营风险评价技术、隧道交通状态识别与预警技术、隧道运营安全智能管控策略、隧道应急资源调度与协同联动技术、公路隧道智慧管控平台开发等,并取得了多项创新成果。
基于高速公路隧道多元信息聚类融合,提出了高速公路隧道车辆运行风险事故典型场景,建立了场景设计与系统分析相结合、风险概率定量计算与经验规律定性分析相结合的高速公路隧道车辆运行风险评估方法和指标体系,开发了隧道运营安全评价子系统。
通过提取高速公路隧道风险源高维数据特征与多元数据融合,创建了全样本数据驱动的高速公路隧道车辆运行状态识别方法;提出了多源异构信息融合的车辆运行安全管控方法,开发了隧道交通状态感知子系统、多源高维信息融合子系统、运行状态在线仿真评估子系统、交通安全预警子系统。
建立了基于交通云平台的隧道交通应急决策支持模型,建立了一体化管理与应急救援协同模式,提出了数据存储、交换和发布标准,开发了集隧道环境监测、事件预警、综合管控、决策分析、调度指挥、交通诱导、智能运维等为一体的智能化、多级隧道管控平台。
济莱高速公路隧道智能交通可视化平台
公路隧道智慧管控平台特点
截至目前,项目成果已成功应用于济莱高速公路、渝湘高速公路等5条高速公路的105座隧道,涵盖了短、中、长、特长等各类公路隧道及隧道群。成果应用期间隧道事故率同比下降25%以上,社会效益和经济效益十分显著。
“让社会公众走最安全、最畅通、最舒适的路,享受到高品质的出行服务。
打造全国一流的路桥运营服务商,勇当交通领域新旧动能转换主力军。”
——山东高速股份有限公司
成立于1999年的山东高速股份有限公司(简称“山东高速”),由山东高速集团有限公司控股;2002年3月,在上海证券交易所上市,注册资本48.11亿元。
山东高速主要从事交通基础设施投资运营、高速公路产业链上下游相关行业等领域的股权投资。2019上半年,山东高速实现营业收入33.51亿元,实现归属于母公司净利润15.80亿元;截至2019年6月30日,总资产747.00亿元,归母净资产277.66亿元。
目前,山东高速运营管理路桥总里程2300公里,其中所辖自有路桥资产里程1243公里,包括G20青银高速公路济南至青岛段、G3京台高速公路德州至泰安段、G2京沪高速公路济南至莱芜段、G42湖北武荆高速公路、G55济晋高速公路等10条高速公路,以及利津黄河桥、济南黄河二桥2座桥梁;受托管理山东高速集团所属的路桥资产里程1057公里,包括山东省S38枣临高速公路、S11烟海高速公路、河南省S32永登高速公路许昌至亳州段等12条高速公路,是国内同行业运营里程最长的路桥上市公司。
山东高速先后入选上证180指数、沪深300指数、上证公司治理指数和红利指数,荣获上海证券交易所优秀董事会提名奖、最佳管理上市公司100强,中国上市公司百强企业领袖奖、中国上市公司市值管理百佳奖、中国卓越IR最佳信披奖;荣获2次山东省省长质量奖,并成为国内首家获得全国质量奖的路桥运营企业;荣获4次“全国实施卓越绩效模式先进企业”;先后荣获国家级“青年文明号”、全国工人先锋号、全国先进基层党组织、全国“巾帼文明岗”、国家级“文明示范窗口”、全国交通建设系统“工人先锋号”等荣誉称号。
山东高速以路桥运营主业为工作主线,以新旧动能转换为抓手,通过建设智慧高速公路、制定行业标准继续提升路桥运营管理水平。未来,山东高速将坚持以人为本,聚焦路桥主业,抢抓新旧动能转换发展机遇,让社会公众走最安全、最畅通、最舒适的路,享受到高品质的出行服务,打造全国一流的路桥运营服务商,勇当交通领域新旧动能转换主力军,为社会创造价值,为股东增加效益,为员工带来福祉,实现公司高质量发展,为交通强省、交通强国建设贡献力量。