6月30日,由中国建设者7年筹备、7年建造的世界级跨海集群工程——深中通道正式开通。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺信,表示热烈祝贺,并向参与规划建设的全体同志致以诚挚问候。
超级工程应有超级智慧,超级智慧打造超级大脑。在这座创下10项世界之最纪录的超级工程中,深中通道集国内高速公路交通工程科研创新成果于一体,综合应用物联网、云计算、大数据、人工智能等新型信息通信技术,打造以泛在感知为基础,数据融合分析为驱动,全面协调联动为目标,开放互联、可持续演进的智慧管控综合体,让深中通道一举成为“行业领先、世界一流”兼具安全、智慧、舒适的跨海新通道。
智慧交通,让道路更“畅通”
打开深中通道数字孪生平台,全域车辆运行情况实时呈现,区间车速、特种车辆、交通事件统计等数据信息一目了然。
“与国内工程领域其他数字孪生平台不同,深中通道建立了与物理世界完全一致的数字孪生底座,加载了重点交通控制和呈现业务,不仅可以实现道路运营直观展示,还可进行应急演练及突发事件处置推演,找到管理决策‘最优解’。”中铁十二局深中通道项目总工程师赵文广介绍。
依靠“物联网数据中台”辅助管理决策,孪生平台只是缩影之一。建设者以深中通道沿线布设的雷视拟合设备、视频AI分析、高清卡口等路侧监测设施获取的数据为基础,通过数据融合,不仅实现对交通流量、车流速度、占有率、现场交通状况、车型比例等监测数据的实时监测与分析,还可进行危险驾驶行为识别、特定车辆追踪、事故快速发现并处置、预判拥堵,进而实现快速引流疏导及两客一危车辆监管。
“只要车辆驶入深中通道,我们就能掌握每辆车的运动轨迹,对其驾驶行为做出分析研判,及时发现超速、逆行、停车等违规行为及急刹车、急加速、急并线等具有安全隐患的危险驾驶行为。”赵文广介绍,这一切效果呈现的背后是科技创新的支撑。
为打造具有高度“感知能力”的深中通道,建设者针对钢壳沉管、水下互通等多个难题,全面应用全域轨迹雷达监测系统提升技术、基于LORA无线传输的隧道通信技术等,构建了多维度全息泛在感知体系,实现对全域车辆智慧管控和安全运营管理。
智慧交通,让出行更“便捷”
即使在套着钢壳的海底隧道行驶,依然可以对车辆提供“上帝视角”米级导航服务;在隧道里减速、变道等风险多发位置,导航提前规划、提前提示,确保车辆顺利分合流,保障司乘人员及时预判、安全快速出行……如此惊艳?钢壳沉管隧道内打破技术壁垒,实现北斗导航全面覆盖的创新应用是关键。
创下全球最长最宽的钢壳混凝土沉管隧道纪录的深中通道,最深处距离海平面近40米,且钢壳混凝土沉管管壁也有相应厚度,加之在东人工岛建设有国内首个高速公路水下互通,存在信号不稳定或无信号的“真空空间”。在这样一个复杂多变环境条件下,为司乘人员提供更便捷、高效、准确的导航服务尤为重要。
针对钢壳沉管内导航卫星信号无法覆盖的问题,建设者针对深中通道项目特点进行适应性改进升级,总结形成了钢壳沉管隧道内北斗信号模拟精度提升技术、北斗模拟卫星导航系统精度提升技术。通过在隧道内分段安装375套信号模拟播发一体机,实现用户无感、隧道内外无缝、连续定位的导航定位技术,司乘人员行驶在深中通道上,可以实时精准导航。
同时,运营管理中心系统平台还可通过微信公众号、小程序等向公众提供实时交通情况、交通事件信息、阻断信息等内容,并与高德、百度等地图同步,为公众提供有效的出行前信息,帮助他们避让拥堵路段,提高出行效率。
此外,深中隧道两侧设置可智能调节全彩景观灯带,可根据环境温度、车流状况实时调整灯光颜色。发生紧急情况时,事故警示区灯带红色呈现、疏散安全门位置灯带绿色呈现,能够引导人员有序疏散,进一步护航行车安全,为司乘人员带来全新体验。
智慧交通,让行车更“安稳”
广东省交通集团深中通道管理中心提供的数据显示,截至7月1日15时,深中通道自6月30日15时正式通车试运营以来,24小时车流量已超12.5万车次。经初步预测,营运初期,日车流量将达10万辆级,高峰期近20万辆级,其中货运流量将高达40%。如何提升安全运营管理效率,是项目团队的重大课题。
深中通道采用了多种高科技设备保障隧道安全:全线固定摄像机视频事件检测,做到超温车辆进入隧道前检测与诱导,进入隧道后实时跟踪,出现情况可第一时间响应;气象检测器、气象雷达实时监测,配合气象数据预测气象灾害,提前发现桥梁段及岛面影响行车气象问题,及时告知预警;14台智能巡检机器人实时采集隧道内环境和设备设施的状态信息……这些设施,能够在第一时间与周边消防救援、公安交警、医疗、应急等单位共同完成应急处置,保障车辆通行安全。
走进深中隧道,平均1.2公里便能在隧道两侧上方看到一个微型智能设备。这个巡检机器人不仅承担着隧道交通环境和机电设备日常巡检工作,还可在应急情况下,接受控制中心远程指令赶赴事发现场,实时监控、传递数据,并通过自带扬声器进行紧急疏导。更关键的是其不受各种工况环境制约,最多180秒即可到达指定位置,有效解决了交通场景复杂、交通量庞大、管控指挥大量依靠人力的痛点。
为高效处置隧道突发情况,项目团队联合设计院先后到港珠澳大桥、厦门海底隧道、胶州湾海底隧道、秦岭天台山隧道等项目进行隧道突发事件应急处置案例调研。“经分析论证后,将各类应急处突预案嵌入平台,一旦发生突发情况,系统自动匹配关联最佳执行方案,还可进行模拟推演,形成预警型处置建议。”中铁十二局深中通道项目常务副经理袁海生说。(据深中通道路产管理部介绍,深中通道在隧道的人员疏散平台上,每隔100米都设置了反光锥筒;隧道管廊内每1公里放置有一辆应急单车作为快速处理交通事故的工具;隧道双向都安排有交警、路政人员驻点;推进“一通道六路”工作机制,拥堵情况下可快速响应并处理交通事故)
针对深中通道双向八车道超宽断面特点,建设团队首创了海底沉管隧道顶部横向排烟道+侧壁排烟口的重点排烟新方案;针对隧道钢壳结构特点,引入高压细水雾和泡沫水喷雾双防护系统隧道全覆盖,灭火及时高效,打造安全行驶环境。
智慧交通,让运维更“高效”
“如果将建筑比喻成人体,主体建筑好比人体的骨架,装饰装修好比人体的外衣,智慧交通核心设施好比人体的心脏、大脑、血管和神经”,杨磊形象地比喻。
中管廊是深中通道安全运营的“中枢神经”,岛隧段70%以上通信主干、供电回路、控制及配电设备、主干管道及排烟核心通道均部署于中管廊内,敷设着数千回路各类线缆、管道,安装着上万台各类机柜和设备,对巡检维护作业提出了挑战。
“一旦设备发生故障,传感器等感知、监测设备随即报警,管理中心后台即刻派发维修工单,并对处置进度同步监管。”赵文广介绍,管理人员手持设备或佩戴AR巡检眼镜对准现场设备设施,即可实现对设备的自动识别,“AR眼镜在巡检过程中,除指令巡检、标准化巡检监管外,还能从海量信息中找到该故障的最佳解决方案,辅助、指引和指导维护人员的巡检维护作业,极大提升巡检效率和准确度。”
此外,建设者联合高等院校、专业团队共同开发的智能运维系统建立了对设备、设施的完整全寿命周期电子档案,对设备、设施的故障、维修、养护和使用情况进行详细记录。“维修人员可通过该记录方便地查询到设备的历史运行状态,发现规律,提出解决方案。”赵文广说。
原文标题:《工程背后的“大脑”——写在深中通道开通运营之际》,作者郭俊江 李洪涛。图片由编者采集,来源为羊城日报。
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