交通隧道智能巡检系统分析方法与应用研究

董磊

摘要：为了有效地解决交通隧道巡检人员消息滞后、应急调度不及时、响应速度慢等问题，交通隧道事故和灾害预警模型应运而生，这种智能化的交通对我国发展智能铁路交通运输具有重要作用。智能交通的建设也在一定基础上推动了我国交通产业的发展,也为我国人民群众提供了一种良好的交通环境,从而方便于我国人民日常生活的出行。

关键词：智能交通；铁路交通；交通行业；系统解析

前言

随着交通压力的增大和交通隧道建设的迅速发展，传统的巡检手段已不符合目前长隧道和特长隧道的需求。交通隧道智能检测技术是未来的发展方向和应用趋势，综合大数据、人工智能、云计算、物联网、机器人、5G通信等前沿技术的交通隧道智能巡检技术是使隧道正常、安全、有序运营的重要保证。本文通过分析交通事故、火灾事故、危化品泄漏事故的灾害模型，创新性地提出了交通隧道智能巡检解决方案。该解决方案可根据隧道运行数据信息和实时在线监测信息，生成科学合理的巡检指令来控制轨道巡检机器人运行，有效提升巡检工作效率和隧道管理水平。

1、交通隧道智能巡检系统功能需求分析

“交通隧道智能巡检系统”由轨道式巡检机器人、轨道、软件平台、供电平台、通信平台组成，通过部署在监控中心的管理平台，能够实时管理及控制机器人在线进行巡检任务作业，同时将巡检状态和结果通过桌面控制器传输到服务器，也可以通过移动客户端随时传送给管理人员，使其第一时间得到巡检报告及报警信息，管理人员则通过远程管理的方式对每台机器人的状态进行监控管理。系统具有巡检功能可定制、巡检效率高等特点，可满足交通隧道巡检要求。

1.1、交通隧道交通事故分析

从交通隧道的交通流疏导的角度来看，一旦发生突发事件造成交通堵塞，进行交通流疏导可选择的疏导策略十分有限，将直接导致车辆绕行距离较长或交通中断。通常多要素共同作用是导致隧道交通事故发生的原因，驾驶员、车辆、管理和所处环境任何一种要素出现状况，都会引起交通事故的发生。

1.2、交通隧道火灾事故分析

狭长半封闭是交通隧道结构的主要特点，火灾事故发生时，火灾造成的烟雾不易排出隧道，救援人员难以快速到达火灾区域，极易造成群死群伤事故。根据交通隧道的特点建立火灾事故模型，利用各种导致火灾事故因素之间的逻辑关系推导出基本事件之间的关系，这些事件又可以包含重复的因素，最后得出交通隧道火灾的事故模型。

常用的交通隧道消防灭火设备主要包括自动喷淋装置和需要人工操作的消火栓等。为了有效达到消防灭火作用和充分效降低火灾事故损失，智慧管养及应急救援已成为现阶段研究的热点。对于交通隧道，除了设置火灾自动报警系统、排烟控烟系统、消防灭火系统之外，还需要根据交通隧道火灾事故模型合理有效地配置智能火灾巡检功能。

1.3、隧道危化品泄漏事故分析

随着交通货运的快速发展，车辆运输的物品种类越来越多，货物中的危险品数量也在相应增加。在危化品的运输途中，发生泄漏事故是不可避免的。非交通事故和交通事故导致的交通隧道危化品泄漏存在1：3的比例关系。运输事故是引起危化品泄漏的最关键环节。运输事故导致危化品泄漏的主要原因有车辆受到外部物体撞击引起储存危化品的罐体破裂、遇到尖锐物体将罐体击破、外力挤压使得储罐破损等。危化品运输车辆在交通隧道中通行时一旦发生意外，会导致危化品燃烧爆炸伤及车辆及人员，甚至导致隧道坍塌并可能产生有毒液体和气体外泄，导致人员伤亡，需要大量的救援力量，加之隧道交通不便等因素使得应急抢救工作更加困难。因此，加强对危化品车辆在交通隧道中发生泄漏事故及巡检方案的研究，对降低类似事故风险，增强交通隧道安全运维管理能力具有很强的实践意义。如果以“运输过程中危化品泄漏”为主要因素事件。该模型以车辆撞击导致储罐破裂、尖锐物将储罐击破、外力挤压导致储罐破损为事故模型主要因素。

2、交通隧道智能巡检系统功能应用解决方案

伴随着交通隧道车流量的迅速增加，交通隧道运行安全隐患和风险也相对增加。为有效提升交通隧道运行的安全性，需要定期对交通隧道进行智能化巡检并在突发情况下及时响应，需要可替代人工完成隧道常规巡检任务，降低运维人员作业风险和劳动强度，提高隧道运营维护的自动化程度和智能化水平，节约交通隧道运营管理费用。交通隧道巡检解决方案是一整套基于事故模型运算的可形成标准化的智能巡检程序，是快速响应和有效救援的基础数据信息保障，需要通过合理的设计、高效的操作程序以及可更新的运行机制来综合运行。巡检系统采用边缘计算，可以辨识和评估潜在交通隧道事故发生的可能性以及发生过程、后果和影响严重程度。在此基础上，对管养机构的人员、技术、装备、指挥和协调等方面超前作出系统考虑。解决方案是对应急、巡检、救援等隧道事故处置能力的一个综合检验，通过解决方案可事先模拟系统的反应及救灾效果，检验隧道设备和人员是否足够，救援响应时间是否迅速，各救援单位路线考虑是否完备，事故应急救援的程序和现场指挥体系等是否有效，进而校验分析解决方案的不足和改进完善的措施。

2.1、交通隧道交通事故智能巡检解决方案

交通隧道交通事故的智能巡检技术能够为隧道管养部门的交通安全管理工作和交通事故应急处置起到较好的辅助作用。交通隧道交通事故智能巡检解决方案模型包括交通数据采集、交通预测预警、交通疏导策略分析、交通信息发布等。根据交通多要素共同作用是导致隧道交通事故发生的研究结果，结合隧道交通事故模型，构建了基于突变理论的交通事故预警分级模型，并建立了以交通流参数为主要预警指标的交通事故预警体系及其模型，形成的交通隧道交通事故智能巡检体系。交通预测预警建模响应策略是交通隧道交通事故巡检体系的重要组成部分，应重点从预测预警开展交通隧道事故巡检技术的研究。

2.2、交通隧道火灾事故智能巡检解决方案

交通隧道火灾燃烧规律不同于普通的建筑物，隧道中人员和车辆的疏散较普通建筑更加困难。根据交通隧道火灾事故模型，针对交通隧道内火灾蔓延规律和智能巡检系统的分析研究，制定交通隧道火灾应急预案和智能巡检方案。根据交通隧道内火灾的不同类型，利用数学模型分析法对火灾情况进行场景仿真，分析不同火灾场景交通隧道内的火灾产生规律，对防止火灾蔓延的措施进行模拟研究，进而分析智能巡检系统的运行逻辑，通过考虑火灾时系统正常运行的判据，建立起火灾时交通隧道引导人员疏散的模型，为智能巡检系统的鲁棒性提供技术支撑。

结语

如果说智能交通是我国人民目前所研究的一个重大问题,而且它还必须引起全世界的高度重视。所以对我国民众来说,智能交通系统也将是一个十分重要的问题,这主要是因为在我国铁路交通运输中已经承载了我国人民经济的各项主要组成部分,而且它也不仅仅是人民日常生活的一种主要的运输工具,同时更是我国各种货物运输的一项重要途径,将对我国的经济与社会发展而言意义巨大。

参考文献

[1]余剑青.交通隧道智能巡检系统分析方法与应用研究[J].城市道桥与防洪,2023(3):253-258.

[2]朱鹏浩,张世义,李军.基于多传感器融合的隧道智能巡检系统[J].科学技术与工程,2023,23(2):648-655.