從“人治”到“數(shù)智”，二廣高速過風崖隧道的數(shù)字化蛻變

今年是《交通強國建設(shè)綱要》印發(fā)實施五周年。在數(shù)字中國戰(zhàn)略引領(lǐng)下，信息化、數(shù)字化、智能化成為新時代交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的題中之義，自古以來在公路運輸領(lǐng)域中占據(jù)重要位置的隧道，率先迎面這一場以數(shù)字化技術(shù)為驅(qū)動力、以智慧化升級為標志的變革浪潮。

隧道之“困”

隧貫天下，道通山河。被喻為公路運輸體系“咽喉要道”的隧道，一頭牽著民生福祉，一頭系著經(jīng)濟發(fā)展，與內(nèi)外暢達的交通路網(wǎng)共同撐起強國“動脈”。作為世界上隧道數(shù)量最多、建設(shè)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家，中國鐵路隧道和公路隧道已突破5萬公里，其中公路隧道里程占比就超過54.93%。

隨著隧道通行日趨普遍，我國公路隧道井噴式的集中建設(shè)也已接近尾聲，開始轉(zhuǎn)向“建維并重”的關(guān)鍵時期。經(jīng)年累月使用和自然環(huán)境侵蝕的壓力堆積下，大量在役隧道都面臨著不同程度的基礎(chǔ)設(shè)施老化、機電設(shè)備陳舊、維修養(yǎng)護不足等問題，嚴重影響隧道安全性與功能性，更新改造需求十分迫切。

而在隧道運營規(guī)?？焖僭鲩L的過程中，隧道的建設(shè)、運營、養(yǎng)護全生命周期管理難點也開始浮出水面。封閉的物理結(jié)構(gòu)及特殊的地質(zhì)條件，決定了隧道內(nèi)照明、通風、信號、預(yù)警、消防、監(jiān)控等各類系統(tǒng)的調(diào)用都要通過機電設(shè)備，機電設(shè)備數(shù)量龐雜又各自分立，設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)無法互聯(lián)互通，難以支撐隧道的自動化控制。也因此，隧道管控大都依靠傳統(tǒng)人工作業(yè)，在異常事件感知、風險預(yù)警乃至應(yīng)急救援等突發(fā)情況的響應(yīng)及處置上往往存在滯后性。

面對高速路網(wǎng)中監(jiān)管難度最高的路段、公路場景中最難啃的“黑盒子”，圍繞隧道既有基礎(chǔ)設(shè)施及業(yè)務(wù)場景的改造升級，已成為業(yè)內(nèi)亟需攻克的關(guān)鍵一環(huán)。“十四五”以來，交通強國、數(shù)字中國建設(shè)全面鋪開，《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于推進公路數(shù)字化轉(zhuǎn)型 加快智慧公路建設(shè)發(fā)展的意見》《加快建設(shè)交通強國五年行動計劃（2023—2027年）》等指導(dǎo)文件相繼出臺，進一步推動交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型從探索走向發(fā)展，也為隧道的改造升級提示了一條更貼近時代趨勢、更具變革精神的創(chuàng)新路徑。

隧道之“變”

7月中旬，隨著二廣高速平頂山段過風崖2號隧道完成智慧化改造，一場“隧道之變”在這個古老厚重的中部省份悄然上演。

過風崖2號隧道位于河南省平頂山市魯山縣境內(nèi)，是二廣高速公路（國家高速公路網(wǎng)的第6縱）洛陽至南陽段（也稱“太澳高速”）的重要組成部分。自2008年建成通車以來，沿線地區(qū)出行需求不斷釋放，路網(wǎng)交通流量逐年上升，過風崖2號隧道始終處于常態(tài)化的高位運行態(tài)勢，峰值車流量達到了每小時3000輛左右。

圖/過風崖2號隧道

和大多數(shù)隧道一樣，過風崖2號隧道在建設(shè)之初就部署了大量機電設(shè)備，并依托“人工巡檢+視頻監(jiān)控”的雙重運維模式，保障了隧道15年如一日的安全暢通。如今，隨著車流量持續(xù)飽和，傳統(tǒng)的機電設(shè)備及運維模式已越來越難以滿足隧道運營管控的更高要求。

二廣高速平頂山段的經(jīng)營管理單位——河南平頂山太澳高速公路有限公司（以下簡稱“太澳高速公司”）機電部副主任付瑛豪坦言，“過風崖2號隧道使用超過10年后，不可避免地出現(xiàn)了機電設(shè)備和線路老化的問題，受自然環(huán)境的影響，隧道內(nèi)PLC也面臨著網(wǎng)絡(luò)通信不暢的挑戰(zhàn)?！?/p>

PLC是一種自動化控制技術(shù)，廣泛應(yīng)用于高速公路信息化系統(tǒng)中。國外在自動化控制領(lǐng)域起步較早，積累了一定的技術(shù)優(yōu)勢和市場基礎(chǔ)，相當長的一段時間里，我國高速公路信息化的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備都由國外廠商主導(dǎo)。

太澳高速公司機電部主任蔡永志對此深有感觸，“我們的隧道運營系統(tǒng)依賴于傳統(tǒng)PLC，其實是存在一些棘手問題的。傳統(tǒng)PLC多為國外品牌，首先在信息管理、數(shù)據(jù)安全和技術(shù)支持等方面就存在不確定性和潛在風險；其次，傳統(tǒng)PLC采取線網(wǎng)部署的方式，涉及多種設(shè)備和大量線纜接入，施工復(fù)雜性高、難度大，后期維護更是十分繁瑣。此外，國外PLC往往造價不低，也給項目預(yù)算帶來較大壓力?！?/p>

隨著“實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控”上升至國家戰(zhàn)略高度，傳統(tǒng)PLC的國產(chǎn)化替代已成為高速公路基礎(chǔ)設(shè)施改造升級的一個重要考量。2023年4月，交通運輸部發(fā)布的《公路水路關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護管理辦法》明確提出，運營者應(yīng)當加強公路水路關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈安全管理，優(yōu)先采購安全可信的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)。

過風崖2號隧道的改造就首次采用了開源鴻蒙智慧隧道解決方案，用在鴻通用控制器替代原來的國外廠商PLC、搭載鴻蒙感知平臺能力的鴻蒙智慧隧道管控平臺替換原有隧管平臺。

圖/部署在隧道內(nèi)的在鴻通用控制器

在鴻通用控制器是拓維信息及旗下開鴻智谷基于開源鴻蒙技術(shù)底座，面向高速公路場景打造的新一代國產(chǎn)交通機電控制設(shè)備。作為一款搭載了國產(chǎn)自研物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)“在鴻OS”的控制器，在鴻通用控制器不僅支持前端設(shè)備接入和數(shù)據(jù)采集，還集成了基礎(chǔ)運維、分布式軟總線、安全管理、鴻蒙碰一碰、WEB服務(wù)等豐富功能，能夠滿足各類機電設(shè)備智能連接、數(shù)據(jù)融合共享、自動化管控等需求，有效減少人力成本的同時，更提高了系統(tǒng)部署效率。

隧道之“智”

在拓維信息和開鴻智谷的規(guī)劃里，在鴻通用控制器作為隧道的“智能控制中樞”，從操作系統(tǒng)層面對隧道內(nèi)各類機電設(shè)備進行集中管理和統(tǒng)一調(diào)度，通過對隧道運行狀態(tài)的全息全知，滿足設(shè)備聯(lián)動、近場通訊、安全應(yīng)急、巡查檢測等復(fù)雜多元場景的智慧聯(lián)動及協(xié)同管控需求。

圖/鴻蒙智慧隧道管控平臺

以隧道照明系統(tǒng)為例。隧道照明系統(tǒng)是隧道行車安全的重要保障，隨著我國隧道通行里程數(shù)逐年攀升，隧道長期照明造成的能源浪費現(xiàn)象也愈發(fā)嚴峻。對于太澳高速公司而言，過風崖2號隧道的節(jié)能降耗同樣迫在眉睫。

基于此，拓維信息和開鴻智谷為過風崖2號隧道打造了一套智慧照明解決方案。以在鴻通用控制器為核心，配合隧道內(nèi)的車流量傳感器、照度傳感器等設(shè)備，通過鴻蒙隧道管控平臺精準化設(shè)置不同場景的照明模式，指令下發(fā)后由控制器對隧道內(nèi)照明系統(tǒng)實行智能控制，做到“車來燈亮，車走燈滅”，在保證行車安全的前提下，最大化降低照明能源消耗與隧道運營成本。

“現(xiàn)在，我們只用在平臺上提前設(shè)置好照明方案，控制器會根據(jù)車流量、光線變化等因素自動調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的照明亮度，避免了無效照明帶來的能源浪費?！备剁勒f。

隧道照明系統(tǒng)的自動控制，僅僅只是開源鴻蒙賦能隧道智慧化的一個切面。基于開源鴻蒙技術(shù)的智慧隧道解決方案以“云邊端”協(xié)同為核心思路，以國產(chǎn)化計算能力和開源鴻蒙操作系統(tǒng)為底座，充分融合邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)、AI和云計算的技術(shù)優(yōu)勢，旨在為高速公路隧道場景構(gòu)建一個能力開放、立體感知、敏捷部署、全域協(xié)同和持續(xù)進化的智慧感知體系和一體化管控系統(tǒng)。

圖/二廣太澳高速應(yīng)急指揮中心監(jiān)控室

如今，無論是隧道運行狀態(tài)的日常巡檢，還是突發(fā)事件的應(yīng)急處置，過風崖2號隧道已不再依賴于過去人工接報、層層評估的運維管理模式，而是借助控制器和智慧隧道管控平臺的全局聯(lián)動，實現(xiàn)對各類事件提前感知、科學(xué)決策、精準管控、有效處置，真正完成了從“人治”到“數(shù)智”的關(guān)鍵一躍。

而在蔡永志看來，基于國產(chǎn)鴻蒙操作系統(tǒng)的在鴻通用控制器首次應(yīng)用在過風崖2號隧道，不光是幫助隧道提升運營效率，更深遠的意義在于，它預(yù)示著我國交通新基建正在邁向一個安全化、可控化和自主化的未來。圖/太澳高速項目組發(fā)來嘉獎函

結(jié)語

從東漢時期誕生世界上第一條人工開鑿的穿山隧道，到如今隱伏于神州大地的2萬多座公路隧道……綿延千年的歷史長河中，隧道如劍穿云、潛龍過江般的奔騰足跡，深深印刻在中國交通波瀾壯闊的發(fā)展卷軸上，鋪展出一個生機勃發(fā)的“流動的中國”。

到了今天，科技創(chuàng)新的熱潮前所未有地奔涌。我們相信，人工智能、鴻蒙等前沿技術(shù)的無形之手，還將托舉起更多智慧隧道、智慧高速、智慧公路，一張萬物智聯(lián)的壯闊圖景正在路上。