高速公路智慧隧道管理平台 方案建议书 2017 年 9 月 目目 录录 1 项目背景. 1 1.1 项目背景分析 1 1.2 高速公路交通管理 2 1.3 现状问题分析 4 1.4 项目建设必要性分析 6 2 总体设计思路. 8 2.1 建设原则 8 2.2 建设目标 8 2.3 主要建设内容 9 2.4 建设范围 10 2.5 设计依据 10 3 系统建设总体方案. 11 3.1 四级监控体系 11 3.2 智慧隧道管控平台逻辑架构 12 3.3 总体业务流程 13 3.4 系统部署方案 14 3.5 接口设计方案 15 3.6 数据资源方案 15 4 应用系统建设方案. 17 4.1 运行监测系统 17 4.2 智慧管控系统 18 4.3 应急处置系统 19 4.4 交通信息服务 20 4.5 智慧决策系统 21 4.6 智能化交通标牌系统 21 5 资金匡算. 22 1 1 项目背景项目背景 1.1 项目背景分析项目背景分析 山西，因居太行山之西而得名，简称“晋” ，省会是太原市。山 西东依太行山，西、南依吕梁山、黄河，北依长城，与河北、河南、 陕西、内蒙古毗邻。山西地形较为复杂，境内有山地、丘陵、高原、 盆地、台地等多种地貌类型。山区、丘陵占总面积的三分之二以上， 大部分在海拔 1000 米至 2000 米之间。由于特殊的地理环境，山西的 高速公路隧道数量很多。 图 1-1 山西省行政区域划分图 2 目前，山西省通车运营高速公路隧道（上行+下行）共计 684 座 （361 处） ，累计长度达 945.222 公里，占全省高速公路运营总里程的 9.125%，其中，特长隧道 89 座（46 处） ；长隧道 145 座（79 处） ；中 隧道 178 座（100 处） ，短隧道 272 座（136 处） 。全省单洞长度大于 10 公里以上隧道共有双向 8 座（4 处） ，分别是太古高速公路西山特 长隧道、长平高速公路虹梯关隧道、和榆高速公路云山隧道、平榆高 速公路宝塔山隧道。 山西省有丰富的自然资源， 素有 “地下聚宝盆” “华夏文明摇篮” 的美称，矿产储量居全国前 10 位的有 34 种，山西是西电东送、西气 东输、西煤东运的开发主体和重要通道，是承东启西的重要枢纽。作 为中国第一的产煤大省、输煤大省及能源重化工基地，山西的煤炭经 由公路铁路等运往全国各地。因此，高速公路上的运营车辆以运煤货 车居多，货物的特殊性质对道路交通安全是巨大威胁。 1.2 高速公路高速公路交通交通管理管理 山西省公安厅交警总队负责山西省高速公路的交通管理工作， 下 辖太原、大同、长治、运城四个支队，分别称为高速一、二、三和四 支队。此外还有一个直属的总队的直属支队。 高速一支队下辖 14 个大队，管辖主线总里程数为 1100 公里，辖 区共有收费站 76 个，服务区 17 个，承担太原绕城、青银、京昆、二 广、汾平、阳五、太佳、平阳、太古、龙城高速部分路段的交通管理 任务，是全省高速网的中枢输纽，管辖区域涉及省城太原、晋中、吕 3 梁、阳泉、忻州等 5 个市，是周边地市进出省会太原市的主要通道。 图 1-2 山西省高速公路各支队管辖范围 高速二支队承担忻州、朔州、大同等北部地区高速公路交通安全 管理任务。下属 13 个大队，管辖孙右高速、孙右支线、二广高速、 五保高、天大高速、同源高速，荣乌高速山西段，以及大同绕城、二 广高速朔州支线，总里程 1085.32 公里，辖区内共有 63 个收费站（含 4 个出省口） 、22 个服务区。 高速交警三支队下辖 10 个大队，管辖着晋城至焦作、晋城至济 源、晋城至阳城、晋城环城高速、高平至陵川、长治至晋城、长治至 邯郸、长治至榆社、长治至平顺、长治环城，平遥至榆社、和顺至榆 社，共计 766 公里高速公路的交通秩序管理、交通事故处理及刑事治 4 安案件先期处置任务。 高速四支队下辖 10 个大队。四支队辖区东起润城，西至河津， 南到风陵渡，北达介休，纵跨晋中、临汾、运城、晋城四个地市，共 计 10 条高速 1011.152 公里。分别为：京昆高速、候平高速、运风高 速、运城绕城高速、陵侯高速、安阳高速、垣孙高速、临吉高速、临 汾绕城。辖区沿线共有收费站 66 个，服务区 38 个。 1.3 现状问题分析现状问题分析 隧道作为高速公路的特殊路段，能够改善路线线形，缩短行车里 程节省时间等优点。但是，隧道的结构狭长，只有进口和出口两个主 要通风口，近似于密闭空间。车辆进入隧道时，视觉突然变化，极易 造成追尾事故。如果事故中导致火灾，将引起事故的进一步扩大。火 灾发生后，由于隧道狭窄，车辆拥堵，燃烧蔓延速度加快快。隧道内 通风效果差，烟雾不易扩散，毒性大，导致救援难度加大。由于隧道 特殊的地理位置和形状构造，给救援造成了巨大的困难。 2014 年 3 月 1 日，位于山西省晋城市泽州县的晋济高速公路山 西晋城段岩后隧道内，发生车辆追尾事故，造成 40 人死亡、12 人受 伤和 42 辆车烧毁，直接经济损失 8197 万元。 事故的主要原因是装载甲醇的货车司机进入隧道时， 光线突然变 暗，未及时发现前方车辆正在排队，导致追尾了前方一辆同样装载甲 醇的货车，引起甲醇起火燃烧，隧道内滞留的另外两辆危险化学品运 输车和 31 辆煤炭运输车等车辆被引燃引爆。 5 图 1-3 晋济高速 31 特大燃爆事故 2016 年 6 月 3 日，G55 二广高速太长段太原方向 1 号隧道口， 一辆大巴车撞隧道口发生事故，造成 6 人死亡，14 人受伤，并引发 道路车辆滞留，事故原因还在进一步调查中。 图 1-4 二广高速 63 特大燃爆事故 山西省对高速隧道的安全非常重视，从 8 月 21 日至 9 月 21 日， 省公安厅交管局在全省高速公路开展隧道严重交通违法行为专项整 治活动。 整治期间，高速交警各支（大）队将会同交通部门对辖区隧道情 况进行摸底，按照“一隧一档”要求完善基础信息档案，全面掌握辖 区隧道数量、位置、线型特点、测速设备、安全设施、标志标线、消 防设施、管理措施、人员配备等基本情况；与交通路政部门、隧道经 6 营管理单位建立协作机制，在明确隧道管理职责基础上，细化部门分 工，加强信息互通，强化协同配合，开展隧道交通安全大检查，完善 隧道安全设施，对排查出的问题明确责任和整改清单，限期整改并通 报有关部门；采取超常规措施，加大巡逻查控力度，加强货运车辆通 行管理和超速违法行为治理，充分发挥隧道监控设施的作用，提升隧 道管控力度；对隧道严重交通违法行为在处罚后继续紧抓不放，延伸 源头管理。 此外，各地在加强隧道严重交通违法行为查处工作的同时，还将 牢牢抓住车流量大的路段和互通、收费站匝道、服务区入口等关键节 点，及时发现并查处倒车、逆行等严重交通违法行为。 1.4 项目建设必要性分析项目建设必要性分析 （1） 加强监管力度，减少交通事故的需要 基于山西省关于加强隧道安全运营管理的通知 ，山西省高度 重视高速公路隧道运营安全。由于特殊的结构形状，隧道一旦发生事 故，人员疏散和车辆撤离困难，救援的难度比普通高速路段的救援难 度要大得多，在此条件下，造成的交通拥堵范围更大。 （2） 改善交通秩序，提高通行能力的需要 随着机动车保有量的增加，驾驶员质量残次不齐，由此导致的交 通拥堵已成为限制社会经济发展的重大问题。 山西高速交警已多次部 署开展了高速公路交通秩序整治工作，严查货车野蛮驾驶、客车超员 等重点交通违法行为，消除安全隐患，规范高速公路通行秩序。 7 本项目以此为依据，根据交警部门的执法需求，能够对违章驾驶 员通过拍照、记录等方式，促使其规范安全驾驶，遵守交通规则，减 少了交通事故的发生。同时，智慧检测 24 小时不间断运行，降低了 高速交警的工作强度，提高了工作效率。 （3） 提高管理水平，提供优质服务的需要 在国务院针对晋济高速 31 特大交通事故的调查中， 可以发现管 理人员操作不规范对事故的处理造成了不良的影响。事故发生后，信 息监控中心发现道路拥堵之后， 未按照应急响应要求及时通知高速交 警、煤焦管理站，也未对拥堵情况进行跟踪和处理。隧道内的事故情 况未及时被后续车辆了解，导致事故进一步扩大。 本项目能够检测隧道内部的交通情况，及时发送实时信息，使驾 驶员快速了解前方交通状况。而且在发生紧急事故后，系统能够根据 实际情况， 自主引导人员疏散， 对防止隧道事故的发生具有积极作用。 8 2 总体设计总体设计思路思路 2.1 建设原则建设原则 （1） 顶层设计、分步实施。 全面系统地规划设计“智慧隧道”建设总体框架，提出总体思路 和建设目标，明确路线图和时间表，分步实施。 （2） 需求导向、注重实效。 着眼于统筹解决当前隧道管理中反映强烈的热点、难点问题，着 眼于提高政府及部门间协同管理水平，着眼于提升公路运行效率，尝 试创新体制机制。 （3） 资源整合、信息共享。 科学规划和整合公路和隧道现有资源， 打破信息孤岛和资源分割， 统筹为各业务部门及广大驾乘人员提供服务， 最大限度地提高资源利 用效率，减少重复建设。 （4） 统一标准、业务协同。 同步规范技术标准和业务流程，使“智慧隧道”具有良好的复制 性和可拓展性，并与其他业务主管部门形成信息互联互通渠道。 2.2 建设目标建设目标 结合山西高速公路道路安全管理的实际， 利用现代自动检测手段， 对交通进行实时检测，及时发现道路交通险情和交通事故，使用交通 诱导、交通控制、交通信息发布等技术手段对高速公路交通进行有效 9 的管控和疏导，减少交通事故的发生，提高交通运行效率。具体目标 包括： （1） 实现智慧数字隧道 优化通信系统， 实现视频、 音频、 数据多网合一， 节约建设成本。 统一的数据采集、数据交互及综合业务管理平台，汇聚各类交通数据 和打通异构系统间的信息孤岛，实现数据共享。 （2） 对隧道进行智慧管控 建设智慧隧道统一监控平台， 将各个系统的功能整合在统一的应 用界面上，方便集中控制和管理。 （3） 实现智慧安全隧道 通过信息发布提前让驾驶人员掌握隧道通行情况以控制车速； 结 合车流量、洞内外亮度、天气环境因素，通过智能算法调整隧道内照 明满足安全行车需求； 通过联动预案及应急处置系统及时快速处置各 种事件情况下设备联动控制，确保行车安全。 （4） 提供智慧信息服务 以 APP、微信、网站等多种形式为管理部门和个人提供实时准确 的信息服务。 2.3 主要建设内容主要建设内容 一个中心、一个平台、5 个智能系统。 一个中心是智慧隧道交通指挥和数据中心。 一个平台为智慧隧道管理平台，包括以下几个应用：隧道交通运 10 行监测、智慧隧道管控、应急处理系统和智慧决策等四个系统。 5 个外场系统包括：视频监控系统、车道信号灯控制系统、可变 标志系统、违法抓拍系统、智能交通安全标牌系统等。 2.4 建设范围建设范围 山西省全境范围内的高速公路隧道。 2.5 设计依据设计依据 公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施(JTG D70/22014) 高速公路隧道监控系统模式 (GB/T 18567-2010) 公路隧道通风设计规范(JTG D70/2-022014） 公路交通安全设施设计规范(JTG D812006） 公路交通安全设施施工技术规范(JTG F712006） 公路隧道施工技术规范 （JTG F602009） 公路水路交通信息化标准建设方案（2007-2010） 交通运 输部 关于印发公路水路交通运输信息系统建设项目可行性研究 报告编制办法（试行）的通知 11 3 系统建设系统建设总体总体方案方案 3.1 四级监控体系四级监控体系 （1） 省交警总队指挥调度中心 负责全省高速公路隧道交通的指挥调度、应急事件的处理；负责 协调与外省高速公路管理的关系； 负责指导和协调四个区域高速公路 支队和直属支队的管理。 （2） 高速支队分指挥中心 高速一、 二、 三