1.本发明涉及公路隧道应急管控领域，具体涉及一种公路隧道机电设施应急联动管控方法与系统。
背景技术：2.公路隧道与其他普通道路相比具有内外亮度差异大、空间小、封闭性强等特点，因此，一旦发生紧急事件，其危害程度更大。
3.公路隧道紧急事件发生后，目前传统的人工应急处置是以监控报警、硬性阻拦以及设备管控为基础，实现应急联动管控，但是由于传统的人工处置反应时间长、动作滞后，这将不利于及时开展公路隧道应急救援，甚至还会引起二次灾害的发生。
4.因此，为解决以上问题，需要一种公路隧道机电设施应急联动管控方法与系统。
技术实现要素：5.有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供公路隧道机电设施应急联动管控方法与系统，能够高效合理地应对突发紧急事件，利于隧道应急救援，保障了公路隧道交通的安全运行。
6.本发明的公路隧道机电设施应急联动管控方法，包括如下步骤：
7.s1.检测公路隧道内的突发事件；
8.s2.在公路隧道入口接近段进行预警提醒；
9.s3.根据突发事件的类型与规模，确定对公路隧道入口接近段采取的封闭类型；并根据所述封闭类型进行应急联动管控操作，具体包括：
10.若采取全封闭，则对隧道入口接近段的所有车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导；
11.若采取半封闭，则确定要进行封闭的目标车道，对所述目标车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导。
12.进一步，所述步骤s2，具体包括：在与隧道洞口的距离l处设置警示信息，并在隧道入口接近段的侧边设置n个报警设备，所述报警设备用于发出报警提醒。
13.进一步，根据如下公式确定距离l：
[0014][0015]
其中，v
k,i
为i时刻在隧道入口接近段的车辆平均速度；t1为驾乘人员的反应时间；t2为车辆的制动时间；v
k-1,i+1
为i+1时刻在隧道洞口的车辆平均速度。
[0016]
进一步，确定报警设备的个数n，具体包括：
[0017]
a.确定各报警设备在车道中心线目标点的总声级l：
[0018]
[0019]
其中，所述ai为第i个报警设备的声压级衰减，所述fi为第i个报警设备的报警频率，φ为相对湿度，ri为第i个报警设备距离车道中心线目标点的距离；li为第i个报警设备的声压级；
[0020]
b.确定车道中心线目标点的预设声音范围α～β；
[0021]
c.对α≤l≤β进行求解，得到报警设备的个数n。
[0022]
进一步，对隧道入口接近段的所有车道进行交通管控，具体包括：
[0023]
在隧道入口接近段的所有车道显示通行状态信息；
[0024]
在隧道洞口上方显示禁止车辆驶入隧道的信息；
[0025]
在隧道入口接近段发出声光报警信息，提醒驾乘人员注意交通通行环境的变化；
[0026]
在隧道洞口设置禁止通行装置，阻止所有车道的车辆驶入隧道；
[0027]
阻断驶入隧道的交通流后，等待救援结束，疏散滞留在隧道入口的车辆及人员。
[0028]
进一步，对所述目标车道进行交通管控，具体包括：
[0029]
在隧道入口接近段的目标车道显示通行状态信息；
[0030]
在被封闭目标车道的隧道洞口上方显示禁止车辆驶入隧道的信息；
[0031]
在隧道入口接近段发出声光报警信息，提醒驾乘人员注意交通通行环境的变化；
[0032]
在被封闭目标车道的隧道洞口设置禁止通行装置，阻止被封闭目标车道的车辆驶入隧道；
[0033]
阻断驶入隧道的交通流后，等待救援结束，疏散滞留在被封闭目标车道隧道入口的车辆及人员。
[0034]
进一步，步骤s3中，采取半封闭时，还包括：对非目标车道进行交通管控，具体包括：限制隧道入口接近段非目标车道的车辆行驶速度范围为ψ～μ。
[0035]
一种公路隧道机电设施应急联动管控系统，包括检测单元、预警单元以及管控单元；
[0036]
所述检测单元用于检测公路隧道内的突发事件；
[0037]
所述预警单元用于在公路隧道入口接近段进行预警提醒；
[0038]
所述管控单元用于根据突发事件的类型与规模，确定对公路隧道入口接近段采取的封闭类型，并根据所述封闭类型进行应急联动管控操作。
[0039]
进一步，所述检测单元包括视频事件检测器；所述视频事件检测器设置于隧道内。
[0040]
进一步，所述管控单元包括控制器、车辆检测器、可变信息标志装置、可变指示标志装置、声光报警装置、柔性阻拦装置以及可变限速标志装置；
[0041]
所述车辆检测器用于对公路隧道入口接近段的交通流进行检测；
[0042]
所述控制器用于对车辆检测器的输出的交通流进行分析，生成交通管控信号，并根据所述交通管控信号分别对可变信息标志装置、可变指示标志装置、声光报警装置、柔性阻拦装置以及可变限速标志装置进行控制，实现应急联动管控。
[0043]
本发明的有益效果是：本发明公开的一种公路隧道机电设施应急联动管控方法与系统，通过对隧道内突发事件的检测，明确突发事件类型、规模以及发展趋势；联合可变信息标志、限速标志以及指示标志，根据隧道突发事件具体状况，合理设置限速、指示；隧道洞口自动启动柔性阻拦设施，对驶入隧道的车辆进行阻拦，同时采用广播和声光警报的形式
进行预警，提醒隧道洞口上游车辆的通行，减小隧道洞口的车辆拥堵，为公路隧道救援车辆及人员的畅通施救提供重要保障。
附图说明
[0044]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
[0045]
图1为本发明的应急联动管控流程示意图；
[0046]
图2为本发明的各报警设备在车道中心线目标点的声压检测示意图；
[0047]
图3为本发明的公路隧道正常运行场景示意图；
[0048]
图4为本发明的公路隧道全封闭状态管控示意图；
[0049]
图5为本发明的公路隧道半封闭状态管控示意图。
具体实施方式
[0050]
以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明，如图所示：
[0051]
本发明的公路隧道机电设施应急联动管控方法，包括如下步骤：
[0052]
s1.检测公路隧道内的突发事件；通过对公路隧道内的各种事件进行实时跟踪与监测，进而及时捕捉到突发事件；
[0053]
s2.公路隧道管理人员再次确定突发事件的准确性，并根据实时的隧道内突发事件视频图像反馈，预判突发事件的规模和发展趋势，在公路隧道入口接近段进行预警提醒；
[0054]
s3.根据突发事件的类型与规模，确定对公路隧道入口接近段采取的封闭类型；其中，所述突发事件的类型包括车辆剐蹭、追尾以及碰撞，也包括隧道养护等非交通事故事件；事故车辆类型包括小客车、大货车以及危化品车辆；所述突发事件的规模按照影响程度，可以分为大规模以及小规模，具体的规模划分，可以根据隧道实际工况以及公路隧道事故评估标准进行确定；对于大规模的突发事件采取全封闭，对于小规模的突发事件采取半封闭。并根据所述封闭类型进行应急联动管控操作，具体包括：
[0055]
若采取全封闭，则对隧道入口接近段的所有车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导；
[0056]
若采取半封闭，则确定要进行封闭的目标车道，对所述目标车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导。其中，根据突发事件的影响区域，将受到突发事件影响的车道作为目标车道。
[0057]
本实施例中，所述步骤s2，具体包括：在与隧道洞口的距离l处设置警示信息，并在隧道入口接近段的侧边设置n个报警设备，所述报警设备用于发出报警提醒。其中，所述警示信息包括限速提醒信息以及文字提醒信息；所述n个报警设备设置于隧道入口接近段的两侧，每侧的报警设备均匀间隔布置，所述间隔距离可以设置为1～5m；所述报警设备采用声光报警装置。
[0058]
本实施例中，根据如下公式确定距离l：
[0059][0060]
其中，v
k,i
为i时刻在隧道入口接近段的车辆平均速度；t1为驾乘人员的反应时间；
t2为车辆的制动时间；v
k-1,i+1
为i+1时刻在隧道洞口的车辆平均速度；通过在隧道入口接近段设置一个检测点k，并将i时刻检测点k处的车辆平均速度作为v
k,i
，所述v
k,i
可以通过实时测量的方式获取；在隧道洞口设置一个检测点k-1，并将i+1时刻检测点k-1处的车辆平均速度作为v
k-1,i+1
，具体地，v
k-1,i+1
可根据隧道封洞情况进行确定，比如：全部封闭，那么需要的v
k-1,i+1
就为0；如果单车道封闭，v
k-1,i+1
需要进行限速，一般取值为10～30km/h之间。所述反应时间t1以及制动时间t2均可通过大数据或经验进行评估。
[0061]
本实施例中，确定报警设备的个数n，具体包括：
[0062]
a.确定各报警设备在车道中心线目标点的总声级l：
[0063][0064]
其中，所述ai为第i个报警设备的声压级衰减，所述fi为第i个报警设备的报警频率，φ为相对湿度，ri为第i个报警设备距离车道中心线目标点的距离；li为第i个报警设备的声压级；各报警设备的声压级均由自身属性决定；如图2所示，按照上述声压级衰减的计算公式可以分别计算每个报警设备的声压级衰减，进而最终计算得到总声级l；
[0065]
b.确定车道中心线目标点的预设声音范围α～β；所述预设声音范围可以根据实际工况进行设置；比如道路中声音范围应在80～90，单位为分贝；
[0066]
c.对α≤l≤β进行求解，得到报警设备的个数n。
[0067]
本实施例中，对隧道入口接近段的所有车道进行交通管控，如图4所示，具体包括：
[0068]
在隧道入口接近段的所有车道显示通行状态信息；也即是，将隧道全封闭的信息发布给入口接近段的所有可变信息标志装置，所述可变信息标志装置设置于隧道入口接近段2000米处，在可变信息标志装置中显示“前方事故，隧道封闭”，提醒驾乘人员隧道目前的通行状态；
[0069]
在隧道洞口上方显示禁止车辆驶入隧道的信息；也即是，将隧道洞口上方的可变指示标志装置由绿色的
“↑”
改为红色的“x”，禁止车辆驶入隧道；
[0070]
在隧道入口接近段发出声光报警信息，提醒驾乘人员注意交通通行环境的变化；通过开启声光报警装置来发出声光报警信息；在隧道入口接近段500米～1000米处设置声光报警装置，其声压级为65～70db之间，提示驾乘人员隧道入口存在的紧急状况；在隧道入口接近段0米～500米处设置声光报警装置，其声压级为80～90db之间，警醒驾乘人员注意路况信息，注意前方发生的紧急状况；
[0071]
在隧道洞口设置禁止通行装置，阻止所有车道的车辆驶入隧道；也即是，启动隧道洞口处的柔性阻拦装置，直观、清晰地显示“停”、“stop”或者“禁止通行”等字样；所述柔性阻拦装置包括水幕发生装置、投影装置、供水装置、声光报警装置、报警灯带以及控制装置。所述柔性阻拦装置采用现有技术，在此不再赘述。进一步地，在隧道洞内10米～50米处设置报警灯带，其动态闪烁，其闪烁频率为1秒/次，提醒驾乘人员注意隧道内动态。在隧道洞内10米～100米处设置水幕发生装置、投影装置和供水装置，根据隧道内突发事件的状况，在隧道洞口动态开启柔性阻拦设施投影出“停”、“stop”或者“禁止通行”等显著字样，合理控制隧道封闭的车道，阻拦驾乘人员驶入隧道。
[0072]
阻断驶入隧道的交通流后，等待救援结束，疏散滞留在隧道入口的车辆及人员。
[0073]
本实施例中，对所述目标车道进行交通管控，如图5所示，具体包括：
[0074]
在隧道入口接近段的目标车道显示通行状态信息；也即是，将隧道半封闭的信息发布给入口接近段的可变信息标志装置，在可变信息标志装置中显示“前方事故，减速慢行”，提醒驾乘人员隧道目前的通行状态；
[0075]
在被封闭目标车道的隧道洞口上方显示禁止车辆驶入隧道的信息；也即是，将被封闭车道的隧道洞口上方的可变指示标志装置由绿色的
“↑”
改为红色的“x”，禁止车辆驶入该车道，使其转向其他车道通行；
[0076]
在隧道入口接近段发出声光报警信息，提醒驾乘人员注意交通通行环境的变化；通过在入口接近段开启声光报警装置来发出声光报警信息，提醒驾乘人员注意前方交通通行环境的变化；对于被封闭的目标车道，在隧道入口接近段500米～1000米处设置声光报警装置，其声压级为65～70db之间，提示驾乘人员隧道入口存在的紧急状况；在隧道入口接近段0米～500米处设置声光报警装置，其声压级为80～90db之间，警醒驾乘人员注意路况信息，注意前方发生的紧急状况；
[0077]
在被封闭目标车道的隧道洞口设置禁止通行装置，阻止被封闭目标车道的车辆驶入隧道；也即是，启动隧道被封闭目标车道洞口的柔性阻拦装置，直观、清洗地显示“停”、“stop”或者“禁止通行”等字样；此处对柔性阻拦装置的设置与采取全封闭时的设置原理相同，在此不再赘述。
[0078]
阻断驶入隧道的交通流后，等待救援结束，疏散滞留在被封闭目标车道隧道入口的车辆及人员。
[0079]
需要说明的是，对公路隧道采取全封闭或半封闭，都势必会引起车辆在洞口产生拥堵，在隧道应急事件处置结束后，对隧道洞口滞留车辆进行诱导，从安全的区域进行疏散，保障隧道畅通。
[0080]
本实施例中，步骤s3中，采取半封闭时，还包括：对非目标车道进行交通管控，具体包括：限制隧道入口接近段非目标车道的车辆行驶速度范围为ψ～μ。其中，根据隧道入口上游的车辆检测器，对即将驶入隧道的交通流特性进行分析，根据实际得到交通运行状态，对隧道的非目标车道进行合理的限速。其中，根据《公路网运行与监测与服暂务暂行技术要求》中道路的交通运行状况，结合不同类型车辆的制动时间，以特大型车辆的制动时间为基准，设置公路隧道入口接近段非目标车道的限速应在20km/h～30km/h之间，可将所述限速范围信号发送到可变限速标志装置，由该可变限速标志装置进行显示。
[0081]
本发明还涉及了一种公路隧道机电设施应急联动管控系统，所述管控系统与上述公路隧道机电设施应急联动管控方法相对应，可理解为是实现上述方法的系统，所述系统包括检测单元、预警单元以及管控单元；具体地：
[0082]
所述检测单元用于检测公路隧道内的突发事件；
[0083]
所述预警单元用于在公路隧道入口接近段进行预警提醒；
[0084]
所述管控单元用于根据突发事件的类型与规模，确定对公路隧道入口接近段采取的封闭类型，并根据所述封闭类型进行应急联动管控操作。
[0085]
本实施例中，所述检测单元包括视频事件检测器；所述视频事件检测器设置于隧道内。通过视频事件检测器得知隧道内发生突发事件，管理人员通过监控视频查看突发事
件的类型(剐蹭、追尾、碰撞等)、事故车辆类型(小客车、大货车、危化品车辆)、滞留车辆数等状况判断。所述视频事件检测器采用现有技术，在此不再赘述。
[0086]
本实施例中，所述管控单元包括控制器、车辆检测器、可变信息标志装置、可变指示标志装置、声光报警装置、柔性阻拦装置以及可变限速标志装置；所述控制器采用现有的单片机；所述车辆检测器采用现有的车辆检测装置，在此不再赘述。
[0087]
所述车辆检测器用于对公路隧道入口接近段的交通流进行检测；
[0088]
所述控制器用于对车辆检测器的输出的交通流进行分析，生成交通管控信号，并根据所述交通管控信号分别对可变信息标志装置、可变指示标志装置、声光报警装置、柔性阻拦装置以及可变限速标志装置进行控制，实现应急联动管控。
[0089]
本发明的公路隧道机电设施应急联动管控方法与系统，以公路隧道机电设施为基础，通过视频车辆检测器对公路隧道紧急事件的识别，科学地启动智能柔性阻拦装置，开启可变信息及可变限速标志，阻止外来车辆的驶入，保障公路隧道应急事件下驾乘人员安全，对公路隧道紧急救援具有重要的工程意义。
[0090]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
技术特征：1.一种公路隧道机电设施应急联动管控方法，其特征在于：包括如下步骤：s1.检测公路隧道内的突发事件；s2.在公路隧道入口接近段进行预警提醒；s3.根据突发事件的类型与规模，确定对公路隧道入口接近段采取的封闭类型；并根据所述封闭类型进行应急联动管控操作，具体包括：若采取全封闭，则对隧道入口接近段的所有车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导；若采取半封闭，则确定要进行封闭的目标车道，对所述目标车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导。2.根据权利要求1所述的公路隧道机电设施应急联动管控方法，其特征在于：所述步骤s2，具体包括：在与隧道洞口的距离l处设置警示信息，并在隧道入口接近段的侧边设置n个报警设备，所述报警设备用于发出报警提醒。3.根据权利要求2所述的公路隧道机电设施应急联动管控方法，其特征在于：根据如下公式确定距离l：其中，v
k,i
为i时刻在隧道入口接近段的车辆平均速度；t1为驾乘人员的反应时间；t2为车辆的制动时间；v
k-1,i+1
为i+1时刻在隧道洞口的车辆平均速度。4.根据权利要求2所述的公路隧道机电设施应急联动管控方法，其特征在于：确定报警设备的个数n，具体包括：a.确定各报警设备在车道中心线目标点的总声级l：其中，所述a
i
为第i个报警设备的声压级衰减，所述f
i
为第i个报警设备的报警频率，φ为相对湿度，r
i
为第i个报警设备距离车道中心线目标点的距离；l
i
为第i个报警设备的声压级；b.确定车道中心线目标点的预设声音范围α～β；c.对α≤l≤β进行求解，得到报警设备的个数n。5.根据权利要求1所述的公路隧道机电设施应急联动管控方法，其特征在于：对隧道入口接近段的所有车道进行交通管控，具体包括：在隧道入口接近段的所有车道显示通行状态信息；在隧道洞口上方显示禁止车辆驶入隧道的信息；在隧道入口接近段发出声光报警信息，提醒驾乘人员注意交通通行环境的变化；在隧道洞口设置禁止通行装置，阻止所有车道的车辆驶入隧道；阻断驶入隧道的交通流后，等待救援结束，疏散滞留在隧道入口的车辆及人员。6.根据权利要求1所述的公路隧道机电设施应急联动管控方法，其特征在于：对所述目标车道进行交通管控，具体包括：
在隧道入口接近段的目标车道显示通行状态信息；在被封闭目标车道的隧道洞口上方显示禁止车辆驶入隧道的信息；在隧道入口接近段发出声光报警信息，提醒驾乘人员注意交通通行环境的变化；在被封闭目标车道的隧道洞口设置禁止通行装置，阻止被封闭目标车道的车辆驶入隧道；阻断驶入隧道的交通流后，等待救援结束，疏散滞留在被封闭目标车道隧道入口的车辆及人员。7.根据权利要求1所述的公路隧道机电设施应急联动管控方法，其特征在于：步骤s3中，采取半封闭时，还包括：对非目标车道进行交通管控，具体包括：限制隧道入口接近段非目标车道的车辆行驶速度范围为ψ～μ。8.一种公路隧道机电设施应急联动管控系统，其特征在于：包括检测单元、预警单元以及管控单元；所述检测单元用于检测公路隧道内的突发事件；所述预警单元用于在公路隧道入口接近段进行预警提醒；所述管控单元用于根据突发事件的类型与规模，确定对公路隧道入口接近段采取的封闭类型，并根据所述封闭类型进行应急联动管控操作。9.根据权利要求8所述的公路隧道机电设施应急联动管控系统，其特征在于：所述检测单元包括视频事件检测器；所述视频事件检测器设置于隧道内。10.根据权利要求8所述的公路隧道机电设施应急联动管控系统，其特征在于：所述管控单元包括控制器、车辆检测器、可变信息标志装置、可变指示标志装置、声光报警装置、柔性阻拦装置以及可变限速标志装置；所述车辆检测器用于对公路隧道入口接近段的交通流进行检测；所述控制器用于对车辆检测器的输出的交通流进行分析，生成交通管控信号，并根据所述交通管控信号分别对可变信息标志装置、可变指示标志装置、声光报警装置、柔性阻拦装置以及可变限速标志装置进行控制，实现应急联动管控。
技术总结本发明公开了一种公路隧道机电设施应急联动管控方法与系统，包括：检测公路隧道内的突发事件；在公路隧道入口接近段进行预警提醒；根据突发事件的类型与规模，确定对公路隧道入口接近段采取的封闭类型；并根据所述封闭类型进行应急联动管控操作，具体包括：若采取全封闭，则对隧道入口接近段的所有车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导；若采取半封闭，则确定要进行封闭的目标车道，对所述目标车道进行交通管控并对隧道内的交通进行疏导。本发明能够高效合理地应对突发紧急事件，利于隧道应急救援，保障了公路隧道交通的安全运行。行。行。
技术研发人员：胡居义 杨孟 陈建忠 丁浩 廖志鹏 孙澍国 须民建
受保护的技术使用者：招商局重庆交通科研设计院有限公司
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/7/5
