在云南層巒疊嶂的群山之間，一條條穿山越嶺的高速公路以數(shù)智化理念和技術(shù)創(chuàng)新，逐步突破傳統(tǒng)隧道建管養(yǎng)瓶頸。傳統(tǒng)隧道變電所和高位水池需大量征地，部分路段因跨越生態(tài)紅線導(dǎo)致選址困難，山區(qū)施工條件惡劣，房建式變電所建設(shè)周期長(zhǎng)，單座變電所造價(jià)高，運(yùn)營(yíng)期每座隧道需配置專職值守人員，人力成本高，且應(yīng)急響應(yīng)受制于山區(qū)路網(wǎng)。
“傳統(tǒng)管理模式已難以適應(yīng)云南特殊的地形環(huán)境和路網(wǎng)擴(kuò)展需求。”云南省交通投資建設(shè)集團(tuán)有限公司下屬云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司（簡(jiǎn)稱省交通設(shè)計(jì)院公司）工作人員介紹，“必須在有限的空間里創(chuàng)造無限的可能，用技術(shù)創(chuàng)新重構(gòu)隧道全生命周期管理體系。”
為此，省交通設(shè)計(jì)院公司創(chuàng)新推出全國(guó)首個(gè)高速公路隧道“準(zhǔn)無人值守”一站式解決方案。該方案提出高速公路隧道“準(zhǔn)無人值守”前置式管理體系，依托智能化、集成化軟硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隧道的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控、綜合管理及遠(yuǎn)程維護(hù)。同時(shí)，在沿線設(shè)置隧道管理分站，將原隧管站的應(yīng)急、管理及巡檢的部分職能前置于分站，有效提高隧管站的綜合管理和應(yīng)急能力。
這一系統(tǒng)解決方案已在勐醒至江城至綠春高速公路（簡(jiǎn)稱勐綠高速）、宣威至?xí)筛咚俟罚ê?jiǎn)稱宣會(huì)高速）等項(xiàng)目中成功落地，標(biāo)志著我國(guó)高原山區(qū)復(fù)雜地形條件下隧道管理模式上邁入智能化新階段。
高速公路隧道“準(zhǔn)無人值守”前置式管理體系示意圖。
創(chuàng)新 “三站兩箱一平臺(tái)”的技術(shù)突圍
高速公路隧道“準(zhǔn)無人值守”一站式解決方案的關(guān)鍵技術(shù)在于研發(fā)了集智能化、無人化、集成化、預(yù)制化為一體的“三站兩箱一平臺(tái)”，通過智能變電微站、智能管理微站、智能消防微站、柴油發(fā)電機(jī)箱、模塊化水箱和隧道智能微站綜合管理平臺(tái)，共同實(shí)現(xiàn)高速公路隧道全天候、智慧化的電力供給、智慧管理和應(yīng)急保障。
智能變電微站，實(shí)現(xiàn)電力供給智能化管控。該微站采用集裝箱式預(yù)制模塊化設(shè)計(jì)，體積僅為傳統(tǒng)變電所的五分之一，卻整合了實(shí)時(shí)電力供應(yīng)、能耗分析、遠(yuǎn)程控制等核心技術(shù)，并配備了隧道變配電、智能門禁、視頻安防等設(shè)備系統(tǒng)，在無人值守情況下可快速實(shí)現(xiàn)異常事件識(shí)別故、故障診斷，提高隧道機(jī)電設(shè)備的巡檢效率，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化管控。同時(shí)，根據(jù)不同功率需求設(shè)計(jì)多尺寸的柴油發(fā)電機(jī)箱，達(dá)到了模塊化、集成化的目的，并配備了柴發(fā)智能監(jiān)測(cè)儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)柴發(fā)燃油液位、啟停狀態(tài)等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)反饋和遠(yuǎn)程啟停。
智能管理微站，實(shí)現(xiàn)隧道及智能微站綜合化管理。該微站可對(duì)隧道內(nèi)照明、通風(fēng)、消防等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，確保隧道內(nèi)行車安全。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全預(yù)警、環(huán)境數(shù)據(jù)采集等，實(shí)現(xiàn)對(duì)系列智能微站的智能化管理，并配備充足的應(yīng)急物資，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)事故快速處置功能，綜合保障了隧道及系列智能微站的安全運(yùn)行。
智能消防微站，實(shí)現(xiàn)滅火效能“革命性”提升。該微站由消防水箱、消防水泵、消防穩(wěn)壓裝置控制柜等組成，為臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)動(dòng)力裝置?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，消防水泵自動(dòng)啟動(dòng)，能滿足消防栓滅火系統(tǒng)設(shè)施所需工作壓力和流量要求，在保障消防給水系統(tǒng)安全、可靠和高效滅火方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該微站采用物聯(lián)網(wǎng)感知、信息傳輸?shù)燃夹g(shù)，可全方位、可視化遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控消防給水系統(tǒng)，快速發(fā)現(xiàn)消防系統(tǒng)的異常和故障。
隧道智能微站綜合管理平臺(tái)，為智能微站的中樞神經(jīng)。該平臺(tái)采用“云—邊—端”的協(xié)同架構(gòu)，匯聚并分析智能變電微站、智能管理微站和智能消防微站的所有接入數(shù)據(jù)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全預(yù)警、設(shè)備管理和環(huán)境監(jiān)測(cè)等手段，實(shí)現(xiàn)系列智能微站的自動(dòng)管控和科學(xué)決策。通過該平臺(tái)，隧管站監(jiān)控人員可遠(yuǎn)程操控隧道現(xiàn)場(chǎng)智能微站，能夠?qū)崟r(shí)了解微站運(yùn)行的全面情況，以達(dá)到隧道無人值守、管理能效提升的目標(biāo)。
突破 “安優(yōu)快省”的四維核心競(jìng)爭(zhēng)力
高速公路隧道“準(zhǔn)無人值守”一站式解決方案憑借技術(shù)創(chuàng)新和工藝升級(jí)，具備“安優(yōu)快省”四大核心競(jìng)爭(zhēng)力。
安全是保障，也是競(jìng)爭(zhēng)力。高速公路隧道“準(zhǔn)無人值守”一站式解決方案在體制、運(yùn)營(yíng)、技術(shù)和信息三個(gè)方面均有大幅提升。勐綠高速的體系評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，運(yùn)用該方案后，消防安全、應(yīng)急安全、機(jī)電安全和管理安全均優(yōu)于原有體系；系列智能微站配備視頻安防系統(tǒng)及門禁系統(tǒng)，可有效保障無人值守情況下防盜、防破壞；設(shè)有智能火災(zāi)探測(cè)及全氟己酮?dú)怏w滅火系統(tǒng)，其中全氟己酮相比傳統(tǒng)的七氟丙烷具有生態(tài)環(huán)保、無毒無害、不損傷設(shè)備的特點(diǎn)。該方案的設(shè)計(jì)和研發(fā)均遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)自主可控，從而保障了方案的技術(shù)和信息安全。
高品質(zhì)，保障穩(wěn)定可靠。模塊化設(shè)計(jì)充分顯現(xiàn)“工藝優(yōu)、設(shè)備優(yōu)、外觀優(yōu)”的“三優(yōu)”品質(zhì)。系列智能微站采用集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化生產(chǎn)組裝方式，設(shè)計(jì)上滿足抗震、抗風(fēng)等多項(xiàng)嚴(yán)苛規(guī)范，具備防水、防塵、防腐蝕等性能，產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用壽命超過30年，能夠適應(yīng)各種野外極端環(huán)境。微站采用設(shè)備模塊質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均高于公路常規(guī)使用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備具有自動(dòng)化運(yùn)行和備用機(jī)制，確保即使在無人值守情況下，隧道各項(xiàng)設(shè)施依然高效運(yùn)行。外觀設(shè)計(jì)可根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，彰顯品牌高端形象。
效率優(yōu)先，全流程再造的提速革命。建設(shè)快，因智能微站的集成化和預(yù)制化生產(chǎn)方式，使得設(shè)備的安裝調(diào)試全部在工廠內(nèi)完成，相較傳統(tǒng)房建變電所建設(shè)模式，建設(shè)周期可縮短80%，建設(shè)效率高；響應(yīng)快，基于系統(tǒng)24小時(shí)不間斷的智能化管控及前后端協(xié)同分析，在“準(zhǔn)無人值守”模式下，能顯著提升設(shè)備感知速度和可靠性，同時(shí)，通過重構(gòu)應(yīng)急處置流程、增配詳盡的應(yīng)急預(yù)案，發(fā)生緊急情況下能立即啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急措施，提高了處置突發(fā)事件的能力及系統(tǒng)的安全性；管理快，依托先進(jìn)的智能化系統(tǒng)，管理人員可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控隧道運(yùn)行狀態(tài)，有效簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)流程、減少人工操作，運(yùn)營(yíng)管理及巡檢養(yǎng)護(hù)效率顯著提升。
成本管控，全生命周期成本節(jié)約。智能微站占地面積小、施工方便快捷，以宣會(huì)高速為例，全線約96.7公里共30座隧道，初步測(cè)算建設(shè)期總節(jié)約成本約4384.89萬元，成本降低約21.67%。該系統(tǒng)投入使用后，宣會(huì)高速運(yùn)營(yíng)期人工成本每年可節(jié)省約1371.6萬元。
展望瞄準(zhǔn)隧道建管養(yǎng)模式的系統(tǒng)性重構(gòu)
作為全國(guó)首條全線應(yīng)用該方案的干線高速，宣會(huì)高速共部署30組智能微站，全線運(yùn)營(yíng)首年即實(shí)現(xiàn)設(shè)備完好率99%，較傳統(tǒng)模式提升18個(gè)百分點(diǎn)。不僅驗(yàn)證了該方案在極端地理和氣候條件下的穩(wěn)定性與可靠性，為后續(xù)類似項(xiàng)目積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
宣會(huì)高速小團(tuán)山隧道智能變電微站。
隨著項(xiàng)目應(yīng)用效果的逐步顯現(xiàn)，相關(guān)方案正在云南省高速公路陸續(xù)推廣。未來，該解決方案還將融入儲(chǔ)能、無人機(jī)巡檢、光伏發(fā)電等先進(jìn)技術(shù)，不斷迭代升級(jí)，力求在更多場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)智慧、安全、高效的無人值守運(yùn)營(yíng)。“這不是簡(jiǎn)單的技術(shù)改造，而是隧道建管養(yǎng)模式的系統(tǒng)性重構(gòu)。”省交通設(shè)計(jì)院公司工作人員說。
站在“十四五”時(shí)期智慧交通建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，省交通設(shè)計(jì)院公司通過技術(shù)創(chuàng)新和全鏈條集成，打造了高速公路隧道“準(zhǔn)無人值守”一站式解決方案，為隧道建設(shè)、管理和養(yǎng)護(hù)注入了全新的數(shù)智化基因。
通過“三站兩箱一平臺(tái)”的深度融合，實(shí)現(xiàn)了隧道全生命周期的數(shù)字化監(jiān)控與管理，為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開辟了全新的發(fā)展路徑。
隨著智能化系統(tǒng)的不斷完善和技術(shù)壁壘的不斷突破，未來的隧道管理將更加依賴于數(shù)字技術(shù)與自動(dòng)化平臺(tái)。無人值守、智能運(yùn)維將成為隧道乃至整個(gè)交通領(lǐng)域管理的常態(tài)，數(shù)字賦能不僅能大幅提升安全管理水平，更能在降低運(yùn)營(yíng)成本、提高應(yīng)急響應(yīng)速度等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
省交通設(shè)計(jì)院公司工作人員表示：“將持續(xù)探索無人化、智能化的管理模式，利用新一代信息技術(shù)賦能隧道建管養(yǎng)新模式，力爭(zhēng)為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和公路出行安全服務(wù)帶來‘革命性’變革。”這一前瞻性思路不僅為云南高速公路建設(shè)注入了科技活力，也預(yù)示著智慧交通的無限可能。