智慧隧道整体解决方案

智慧隧道整体解决方案20191.

项目背景2.

智慧隧道建设总体思路3.

智慧隧道机电设施工程4.

智慧隧道管理平台方案5.

项目实施汇报内容1.1

发展背景1.2

北京市公路隧道现状1.3

信息化系统建设现状1.4

隧道管理主要问题1.5

必要性和可行性1.6

项目建设效益分析1.1发展背景

国家和地方的政策支持

2017年1月，交通运输部办公厅发布了“关于印发推进智慧交通发展行动计划（2017-2020年）的通知”，提出在基础设施、生产组织、运输服务和决策监管等四个方面实现智能化，提高服务效率和管理水平。

2016年7月，交通运输部《综合运输服务“十三五”发展规划》提出“到2020年基本建成安全便捷、畅通高效、绿色智能的现代综合交通运输体系”。

2016年6月，交通运输部正式印发了《“十三五”公路养护管理发展纲要》。《纲要》提出，“十三五”期将以创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念为指引，以构建现代公路养护管理体系为核心，围绕“改革攻坚、养护转型、管理升级、服务提质”四个方面精准发力，努力构建更为安全畅通的公路网络以及公众满意的服务体系和高效可靠的保障体系，为全面建成小康社会当好先行。

2016年8月，《北京市“十三五”时期节能降耗及应对气候变化规划》提出“推广清洁低碳的交通设施设备，实施公交、地铁场站综合节能改造工程”的相关要求，市发改委拟从高速公路等道路交通基础规划设施领域发掘一批节能减碳重大储备项目。1.2北京市公路隧道现状

北京市普通国省干线公路隧道共计68个单洞

机电设施建设情况

隧道站共有5处各区县分局特长隧道长隧道中隧道短隧道小计怀柔2281022密云0021416平谷00022房山00257门头沟022711延庆021710合计26154568各区县分局特长隧道长隧道中隧道短隧道小计建有机电设施26151235建有视频监控268523手机覆盖情况1232441.3信息化系统建设现状已建系统•

路政行业数据中心（一期）•

路政局信息化门户平台•

行政许可、执法及电子监察系统•

北京公路桥梁监测系统•

农村交通统计与监管系统•

公众信息服务系统•

路网运行监测系统•

路政局多维GIS平台在建系统•

安全生产监督管理系统•

城市道路养护管理系统•

道路养护与设施数据管理及辅助分析系统•

交通部交调推广工程项目•

公路工程成本分析管理和公众服务信息系统•

路政行业数据中心（二期）•

普通公路养护业务管理系统待建系统•

路政局应急处置平台•

路政局视频应用平台•

智慧隧道管理平台1.4隧道管理主要问题

北京市普通国省干线公路隧道机电设施以往由各区分局管理，由于道路等级低、建设规模小等原因，一直未受到关注和重视。在隧道照明、通风、消防、监控和供配电系统等方面存在的问题如下：

隧道照明设备老化，洞内实际亮度不满足设计规范；同时效率低下，造成大量的能源消耗。

消防设备安全隐患，隧道防火门、增压水泵控制柜存在故障。

通风设备隐患，缺少能见度传感器及NO2传感器。

监控系统隐患，视频事件检测服务器系统不稳定，横洞存在监控盲区。

交通安全隐患，隧道路段出入口存在白洞和黑洞视觉视认影响、隧道空间封闭、容易诱发事故，而且一旦出现险情极易诱发二次事故。

隧道监管技术手段落后，没有实现互通互联，信息沟通不畅，无法实现统一监管。1.5必要性和可行性

必要性分析

项目包括的28个隧道部分设备陈旧，管理软件功能欠缺且运行和反应速度慢，制约了隧道机电设备效能的发挥，造成事故隐患。进行设备更新换代和软件平台的更新是非常必要的；

设置交通安全监控系统、改善隧道内的照明条件可以提高隧道运行安全，及时检测到隧道内异常情况、交通事故或火灾，迅速采取措施以减少损失和伤害；

更新新型的LED灯照明，采用先进的按需照明控制手段，可以大幅度减少隧道照明用电，实现绿色交通的目标。

可行性分析

使用视频监控、地磁检测器等检测交通流的异常变化，可以实现交通事故的自动检测和报警功能，辅助以指挥调度中心的分级管理机制，可对事故进行迅速处理，提高安全性，技术上可以实现；

新型的LED已经能够满足隧道照明的需要，而耗电量可以大幅度降低，再辅助以按需照明的优化控制方式，可以到达既节省用电，又提高照明效果的目的，技术上完全可行的。1.6项目建设效益分析

社会效益

通过升级改造隧道照明系统，增设视频监控等检测设备，创建安全的隧道行车环境，确保隧道行车安全，降低隧道交通事故和人员伤亡，提升北京市普通公路隧道服务形象和水平，社会效益显著。

经济效益

将隧道高压钠灯改造成隧道LED照明灯具，提升北京市普通公路隧道照明系统节能减排水平，显著节约隧道照明能耗，提升北京市绿色交通建设水平，经济效益显著。

提高隧道的服务水平，保障交通的畅通，可以减少因为交通延误造成的经济损失。1.

项目背景2.

智慧隧道建设总体思路3.

智慧隧道机电设施工程4.

智慧隧道管理平台方案5.

项目实施汇报内容2.1

建设原则2.2

建设目标2.3

建设内容2.4

建设范围2.5

技术路线2.6

设计标准和依据2.1建设原则

顶层设计、分步实施。着眼于交通运输部、交通委《“十三五”发展规划》，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。

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。

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。

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。2.3建设目标1.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.智慧管理隧道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.智慧绿色隧道引入LED节能照明系统减少照明能耗；利用无级调光照明节能控制技术，通过智能算法控制，实现按需照明；利用通风智能算法结合车流量、隧道环境因素智能控制风机运转以减少能耗。4.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。

5.智慧隧道管养基于智能识别技术、数据挖掘分析技术融合隧道设备的静态信息及动态信息，依靠智能分析引擎，以流程驱动的工作方式实现机电运维管理工作由“被动维护”到“主动维护”、由“计划维护”到“状

态维护”的提前式、预防式的智慧化综合运维管理。

6.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建设内容

智慧隧道建设内容分为机电设施工程建设和管控应用平台建设两个方面。智慧隧道机电设施工程监控设施升级改造监控中心升级改造照明设施升级改造一个智慧隧道管控数据库通风设施升级改造一张公路隧道全局图消防设备升级改造智慧隧道管理平台一个智慧隧道管理平台N个智慧隧道应用系统2.4建设范围

隧道位置

本期“智慧隧道”项目选择怀柔、密云、平谷、房山、门头沟和延庆等六个区进行；

隧道类型

隧道类型覆盖2个特长隧道、6个长隧道、15个中隧道，以及7个流量较大的短隧道。区县分局特长隧道(L>3km)长隧道(3km≥L>1km)中隧道(1km≥L＞500m)短隧道(L≤500m)小计怀柔22610密云224平谷11房山213门头沟2215延庆2125合计26137282.5技术路线

本项目工作内容分智慧隧道机电设施工程和智慧隧道管控应用平台两个部分。

项目初步调研后拟定工作大纲，经与建设单位确认后同时开展两个方面的工作。

完成两个方面的设计任务后汇总撰写项目研究报告。

项目方案和项目研究报告组织专家进行评审和上报财政局申请项目，如不通过需要补充和完善，直至通过评审。智慧隧道管控应用平台智慧隧道机电设施工程制定工作大纲初步调研专项调研需求分析方案设计专项调研方案设计项目研究报告项目结束不通过评审通过2.6设计标准和依据

《公路隧道设计规范

第二册

交通工程与附属设施》(JTG

D70/2—2014)

《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

D70/2-02—2014）

《公路交通安全设施设计规范》(JTG

D81—2006）

《公路交通安全设施施工技术规范》(JTG

F71—2006）

《公路隧道施工技术规范》（JTG

F60—2009）

《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》1.

项目背景2.

智慧隧道建设总体思路3.

智慧隧道机电设施工程3.3

通风设施升级改造4.

智慧隧道管理平台方案3.4

消防设备升级改造5.

项目实施汇报内容3.1

监控设施升级改造3.2

照明设施升级改造3.5

监控中心升级改造3.1监控设施升级改造

隧道监控设备的配置

隧道监控分为A+、A、B、C、D五个等级，由隧道长度L和隧道单洞年平均日交通量q综合确定。100200

300

400

50010002000

3000

4000

5000

6000

10000

L(m)隧道长度100020005000400010000q(pcu/d)50000400003000020000CDBA7500A+3000图

例单向2车道单向3车道●

应配设施○ 可选设施—

不作要求源自《高速公路隧道监控系统模式》

(GB/T

18567-2010)流量设备监控等级A+ABCD监测设施车辆检测设备车辆检测器●●●○—超高车辆检测器○○○——环境检测设备CO浓度检测器●●○——能见度检测器●●○——风速风向检测器●●○——亮度检测器●●○——视频监视设备摄像机●●●○—报警设备紧急电话●●●——交通事件检测器●○———火灾探测器●●○——手动报警按钮●●●○—交通控制和诱导设施紧急呼叫设备隧道广播●●●○—信息发布与控制设备车道控制标志●●●○○交通信号灯●●●○○可变情报板●●○——可变限速标志●●○——系统控制设施本地控制设备区域控制器●●○○—3.1监控设施升级改造

检测设施

交通控制与诱导设施序号设备数量单价(万元)合计(万元)1监测设施车辆检测设备车辆检测器560.422.42超高车辆检测器100.553环境检测设备CO浓度检测器200.364能见度检测器100.555风速风向检测器200.5106亮度检测器100.557视频监视设备摄像机21036308报警设备紧急电话560.211.29交通事件检测器1011010火灾探测器200.51011手动报警按钮100.2212交通控制和诱导设施紧急呼叫设备隧道广播100.5513信息发布与控制设备车道控制标志5615614交通信号灯2838415可变情报板1066016可变限速标志560.844.8总计966.43.1监控设施升级改造

视频监控系统

工程量

包括13个隧道，建设210台摄像机。

概算

投资630万元。序号隧道名称摄像数量(台)投资预算(万元)1青龙桥隧道40402分水岭隧道96963大峪子隧道444长操隧道445二道河隧道446九道河隧道557东方红隧道668苛萝坨隧道229梨园岭隧道7710京加安岭梁隧道161611古北口隧道4412火郎峪隧道101013前沙岭隧道121214其它附属设施及配件420总计2106303.2照明设施升级改造

设计要求：

照明设施功能设计应满足《公路隧道照明设计细则》（JTGT

D70/2）的规定。

隧道照明设施洞外亮度设计表。

隧道内照明光环境的色温指标应满足以下四级要求：

5000K，适用于晴天白天11：00-14：00时间段。

4300K，适用于晴天白天06:00-11：00和14：00-18:00时间段。

3200K，适用于雨雾重阴天气条件下的白天时间。

3400K，适用于夜间时间。天空面积百分比洞口方位设计速度vt（km/h）20～40608035%～50%南————4000北————450025%南300035004000北35004000450010%暗环境200025003000亮环境3000350040000暗环境150015002500亮环境2000200030003.1照明设施升级改造

工程量

本期照明系统升级改造共包括17个隧道，更新8150个灯具。

概算

投资1231.1万元。序号隧道名称灯具数量(个)灯具功率（KW）投资预算(万元)1青龙桥隧道（左洞）83239.4499.22青龙桥隧道（右洞）83239.4499.23分水岭隧道（左洞）95042.98110.94分水岭隧道（右洞）96843.52112.75安岭梁隧道（左洞）39426.355.86安岭梁隧道（右洞）39427.0858.47河防口隧道（左洞）33624.5650.18河防口隧道（右洞）33824.6250.39东方红隧道33541.5980.110松树嶺隧道18518.7536.611瓦庙隧道49043.6685.112梨园岭隧道51244.3287.313长操隧道48043.3684.114二道河隧道49243.7285.315九道河隧道18718.8136.816西沙梁隧道38740.5776.717滚天沟隧道381.1422.3总计81501231.13.3通风设施升级改造

工程量

包括3个隧道，内容包括设置度传感器、CO传感器、NO2传感器，升级远程启动功能等。

概算

投资50万元。序号隧道名称升级改造内容总价(万元)1瓦庙隧道设置度传感器、CO传感器、NO2传感器，升级远程启动功能202火郎峪隧道设置度传感器、CO传感器、NO2传感器，升级远程启动功能203前沙岭隧设置度传感器、CO传感器、NO2传感器10总计503.4消防设备升级改造

工程量

包括2个隧道，建设内容包括更新增压水泵控制柜、增设火灾探测器、补齐灭火器等。

概算

投资100万元。序号隧道名称升级改造内容总价(万元)1青龙桥隧道更新增压水泵控制柜、增设火灾探测器、补齐灭火器552分水岭隧道更新增压水泵控制柜、增设火灾探测器45总计1003.5监控中心升级改造

工程量

升级改造4个监控站，内容包括监控机房改造、显示大屏升级、监控软件升级、通信硬件更换等。

概算

投资400万元。序号隧道名称升级改造内容总价(万元)1青龙桥隧道监控机房改造、显示大屏升级、监控软件升级、通信硬件更换等1802分水岭隧道显示大屏升级、监控软件升级1003怀丰隧道监控软件升级604潭柘寺隧道监控软件升级60总计4001.

项目背景2.

智慧隧道建设总体思路3.

智慧隧道机电设施工程4.

智慧隧道管理平台方案5.

项目实施汇报内容4.1总体方案4.2

运行监测系统4.3

智慧管控系统4.4

应急处置系统4.5

智慧管养系统4.6

智慧决策系统4.1总体方案

智慧隧道的理解管理可视化B监控一体化智慧隧道AD完善的应急C养护智能化

实现一体化监控，实时了解机电设备运行情况，设备的完好率、连通率，提升监测预警能力

多维度的可视化管理，资产管理与维护精细化，

数字化，实现资产全生命周期监管

完善的应急预案体系，应急响应快速，应急处置合理

通过精准数据分析，使巡检变得更科学、高效。运维考核、计划

制定有依有据4.1总体方案

三级平台分级控制

市级智慧隧道监管

分局智慧隧道管控

隧道站现场监控市交委信息中心路政局分中心怀柔分局管控中心隧道站现场监控密云分局平谷分局昌平分局门头沟分局房山分局4.1总体方案

智慧隧道管控平台逻辑架构

数据采集层

基础支撑层

数据层

应用层

服务层数据中心火警数据交通流数据视频图像管控数据空气数据交通事件化危车GPS基础支撑政务云硬件支撑网络支撑GIS系统配套支撑数据采集视频监视交通流检测器火灾探测器空气检测器事件报警化危车GPSGPS变

慧

慧

指交通信息发布互联网 可变标志智慧隧道管控应用平台智慧管控系统 应急处置系统手机APP车载终端交通电台大屏幕运行监测系统运行

事

视状

件

频态

管

监监

理

控控交通流检测火

环灾

境监

检测

测化

车危

道车

信号灯监

控测

制可

智

智隧

应 预 设

设

设

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应

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备

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案

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控

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理

管

理

监

管

管

管

管制

制

制

布

测 理

测

理

理

理

理智慧管养系统智慧决策系统隧道交通流分析隧

机道

电意

设外

施事

故件

障分

分析

析4.1总体方案总体业务流程指挥调度角色分析决策角色数据中心管养角色输出输入运行监测智慧管养智慧决策交通管控实时接收开始控制数据事件接报视频监测应急接报运行状态监控事件管理综合查询综合统计查询结果事件数据监测数据设备报警故障指挥调度应急管理设施台账管理管养数据设施养护管理统计图表

总体业务流程

运行监控系统负责数据采集和运行状态监控，对突发事件进行管理

交通管控系统接受事件，实施对管控设备的控制，启动预案对事件进行处理

智慧管养系统检测机电系统运行故障，检测路况状态，合理安排管养

智慧决策系统为各个系统提供决策支持信号灯控制可变标志控制照明控制通风控制视频监控交通流检测火灾监测空气检测化危车GPS4.1总体方案

系统部署方案

智慧管理平台部署在政务云上，市局和分局通过政务外网访问云

监控站通过定制光纤与分局实现

通讯

分中心和监管站运行部分实时监测、自动识别和报警应用

视频图像存储在分局和监控站路政局信息中心安全管理域养护车辆终端养护人员终端政务外网3G/4G无线通信数据中心怀柔分局信息中心分水岭隧道监控站防火墙分局用户

应用服务器交换机防火墙应用服务器

监控站用户核心交换机安全管理服务器系统应用域应用系统服务器系统数据域数据库服务器外部接入域公路隧道路政局用户

路政局用户防火墙防火墙防火墙防病毒网关北京市政务云平台存储区智慧隧道管理平台数据库服务器应用服务器接入交换机核心防火墙防火墙互联网……其它分局、监控站和隧道4.1总体方案

接口设计

与交委信息中心的接口

与路政局其它应用系统的接口

已建系统

在建系统

待建系统智慧隧道管理平台路政行业数据中心路政局GIS平台公众信息服务系统路网运行监测系统道路养护管理分析系统交通部交调推广工程项目公路工程成本分析管理系统普通公路养护业务管理系统北京市交通委信息中心路政局应急处置平台路政局视频应用平台内部系统接口行业基础数据隧道管养数据隧道事件、养护、管理数据交通运行、视频、热线电话外部系统接口4.1总体方案

数据库设计基础数据库•

公路基础信息，包括公路基本信息、路段、桥梁、隧道、涵洞•

交通基础地理信息，包括交通基础设施、公路路网、隧道、客运基础设施、旅游景点业务数据库•

动态路况数据，动态交通流量、速度、拥堵状况、施工占道、突发事件、交通气象数据•

隧道设施数据，车道信号灯、可变标志、照明、通风、消防等实时信息和各类设备的故障信息•

公路养护数据，路面监测数据、公路养护记录信息、养护计划信息•

路政执法数据，路政执法信息、违章地点等•

两客一危数据，两客一危车辆信息、运营公司信息、驾驶员信息、车辆实时位置GPS数据•

视频监控数据，隧道视频监控数据•

信息服务数据主题数据库•

运行监控数据库•

智慧管控数据库•

隧道管养数据库•

信息服务数据•

决策支持数据1.

项目背景2.

智慧隧道建设总体思路3.

智慧隧道机电设施工程4.

智慧隧道管理平台方案5.

项目实施汇报内容4.1

总体方案4.2运行监测系统4.3

智慧管控系统4.4

应急处置系统4.5

智慧管养系统4.6

智慧决策系统4.2运行监测系统

运行监测

运行状态监控

事件管理

运行数据采集

视频监控

交通流检测

火灾监测

烟感检测

火灾检测

环境检测CO/VI检测

风速风向检测

光强监测

化危车GPS位置监测监控平台1.

项目背景2.

智慧隧道建设总体思路3.

智慧隧道机电设施工程4.

智慧隧道管理平台方案5.

项目实施汇报内容4.1

总体方案4.2

运行监测系统4.3智慧管控系统4.4

应急处置系统4.5

智慧管养系统4.6

智慧决策系统4.3智慧管控系统

智慧管控系统

车道信号灯控制

可变标志控制

智慧照明控制

智慧风机控制

指挥调度

隧道信息发布车道信号控制交通管控设备4.3智慧管控系统

智慧照明控制子系统

利用无级调光照明节能控制技术，通过智能算法控制，实现按需照明；

优化系统控制模式，可以按多种预案模式进行照明的智能化自动控制。4.3智慧管控系统

智慧通风控制子系统

风机可在监控室远程控制，也可在现场本地控制。可根据现场工况顺转和反转。

通过设置在洞内的传感器检测出污染程度、风速风向和车流量，经过计算机处理，制定控制方案，给出控制命令，控制风机的运行。

利用通风智能算法结合车流量、隧道环境因素智能控制风机运转以减少能耗；4.3智慧管控系统

信息服务信息类型

交通出行信息

道路运行信息

隧道管养信息

信息服务发布形式

可变标志牌手机APP

微信

互联网

广播交通信息服务交通出行信息拥

安

重

交

路

火

道

交

设

设堵

全

要

通

测

灾

路

通

备

备

道

人状

警

地

事

停

报

施

管

运

故

破

员态

示

点

故

车

警

工

制

行

障信 信 信 信 信 信 信 信 状 信息 息 息 息 息 息 息 息 态 息道路运行信息隧道管养信息隧损信息维护巡查信息1.

项目背景2.

智慧隧道建设总体思路3.

智慧隧道机电设施工程4.

智慧隧道管理平台方案5.

项目实施汇报内容4.1

总体方案4.2

运行监测系统4.3

智慧管控系统4.4应急处置系统4.5

智慧管养系统4.5

智慧决策系统4.4应急处置系统

应急处置

应急值守

应急处置

预案管理

预案演练

资源管理应急处置系统应急事件监测紧急事件监测应急情况初判信息报送应急处置启动预案预案勤务指挥调度应急状态跟踪处置结果反馈预案管理预案建立预案效果评价预案更新预案演练演练计划管理演练过程管理演练过程记录演练评估资源管理人力管理物资装备管理应急信息管理4.4应急处置系统

突发事件应急处置操作员智慧隧道管理平台人工报警报警显示管控系统运行监测系统自动检测报警查看事件消息查看视频确认启动预案应急处置系统应急预案发布消息现