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  • 延崇高速二三维一体贝博手机监控系统探析

    2020-12-29 11:30:25 来源:中国ballbet贝博app下载ios信息化 作者:郎晓礼,刘成 评论:
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    作者:郎晓礼,刘成(北京云星宇ballbet贝博app下载ios科技股份有限公司)

    摘要:本文通过对延崇高速妫水河隧道监控运行状况的分析,结合多年的高速公路及隧道监控设计经验,发现传统机电监控越来越不能满足日益增长的信息化需要,而妫水河隧道二三维一体机电监控系统,以GIS+BIM为基础、二三维一体化为理念,以隧道监控可视化、数字化、贝博化为核心,实现对隧道监控的可视化、立体化、精细化管控,提高隧道监控效率,及时发现并掌握重点单元的突发情况,为以后高速及隧道的监控设计、运维提供模块化参考。

    隧道综合监控平台是保障和管理高速公路隧道安全行车的关键要素,随着三维建模、GIS地理信息、BIM建模、视频图像分析、大数据等技术的发展和成熟,以及隧道安全等级的提高和对隧道监控管理需求的提升,现有的隧道监控技术越来越不能满足隧道监控管理及高效运维的需要。基于二三维一体化的隧道综合监控平台的研究和发展应运而生,新型的高速公路隧道管控系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统,具有极强的适应性、开放性、美观性、扩展性。

    实现可视化监控、二三维一体化监控,以及扁平化管理,增强运维和设备管理能力是隧道监控发展的必然趋势,隧道机电设备通过BIM建模,实现设备全生命周期的健康管理,提升隧道监控管理的直观性、灵活性,提高监控管理效率,确保隧道安全运营、方便有效管理、有效规范ballbet贝博app下载ios秩序,创造良好的行车环境,减少事故的发生,最大限度地保障道路行车的人身安全,减少财产损失,提高对紧急事件的应急处理能力。

    妫水河隧道是延崇高速出京方向的第一条隧道,也是高速、市政道路有机结合的一条隧道,全长1.1公里,为双向10车道4洞结构,进京和出京方向均为2洞结构,主洞3车道,为高速公路,辅洞2车道,为市政道路。4洞之间均有车通门和人通门互通,隧道内图像及其他数据全部传输到大浮坨隧道管理站,所有机电设备均由隧道管理站统筹管理。本文以延崇高速妫水河隧道为例,对隧道二三维一体贝博手机监控系统进行探析。

    一、常规机电监控系统问题及不足

    (一)平面监控,美观度差

    常规的隧道机电监控系统,均为二维平面监控,多数由开发工程师现场用组态软件开发完成,少数项目是BS架构,画面美观度不足,美感不好,对当下的数据分析报告、复杂报表、交互式自助分析、企业专属数据门户、酷炫实时数据大屏、贝博数据预警、数据填报等日益复杂的功能需求已不能满足。

    (二)CS架构,扩展性差

    监控系统多数是CS架构,满足常规监控需求,但仅供一台监控计算机使用,不能多人多地查看,紧急情况下,监控人员只有对现场环境非常熟悉才能做到不慌乱操作,这不满足当下Web浏览器式轻量化操作,也不能满足手机、微信等终端实时监控,扩展性较差。

    (三)二维监控,仿真模拟差

    由于公路隧道道路狭窄,光线条件差,空气质量低劣,环境复杂,噪音大,与正常路段相比,更容易发生事故,因此,需要对隧道内部的突发状况进行仿真模拟。但是常规的机电监控系统无法感知周边的地理环境,更无法对隧道进行模拟演练,因此,对于提升隧道安全度、隧道运维管理能力、行车安全性等有一定限制。

    (四)数据共享性差

    常规隧道监控对数据交互只能采用简单的数据库方式,此种方式的存储与访问,时效性、交互性、安全性不高,对当前以整合资源、促进共享、强化安全为原则的平台数据整合来说,融合度不高。

    (五)数据整合性差

    常规的隧道综合监控平台只对隧道内风机、照明、PLC、车指等设备进行控制和反馈,并未实现与各系统之间的信息交互,如电力、火灾、消防、电话广播、视频事件等,也并未对设备图纸、文档性资料、维修保养记录等实现关联,因此,对于管理人员来说,提升隧道整体管控是一个瓶颈。

    二、二三维一体化贝博手机管控平台

    延崇高速妫水河隧道通车时,监控系统便部署了新一代隧道综合监控系统。该系统既具有三维地理信息宏观数据的展示能力,又具有虚拟现实的精致以及实时监控的表现能力和交互能力。

    (一)二维三维一体化监控

    二三维一体化是延崇高速妫水河隧道综合监控平台的灵魂,应用GIS+BIM技术,多角度、多维度模拟显示隧道设备实时运行状况。通过BIM建模与三维GIS无缝融合,实现场景的立体化展现。数据采集系统将高速公路气象站、隧道环境数据、车流量、视频流、火灾报警等实时数据提取出来,并将采集到的数据赋予到三维模型中,从而给予三维模型生命。通过三维场景的漫游、行走即可将隧道运行情况了然于心。

    通过物理隧道的数字化,实现对隧道的立体化、精准化监控管理。二三维无缝衔接,二维监控画面、隧道实时监控视频以及隧道三维场景交错显示,监控人员能更直观、全面掌握隧道实际设备运行状态、ballbet贝博app下载ios状况、事件发生场景等,实现“二维—实时视频—数字隧道”的同时观看。

    隧道三维模型如图1所示。

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    图1 隧道三维模型

    (二)设备管控一体化

    系统将设备基础信息、技术资料分类、关联管理、设备控制、设备实时状态、设备附件、视频图像有机地融合到一体,在二、三维任意场景中选中设备时,即可实现对该设备的操作,同时可以查看该设备的相关信息、文档资料、技术图纸等,并不需要打开第三方软件,可直接在平台中实现预览,实现了“设备操作—技术资料—关联管理—直接预览”的设备一体化贝博管控平台。

    隧道二三维一体化设备管控界面如图2所示。

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    图2 隧道二三维一体化设备管控界面

    (三)自动巡航

    隧道综合监控平台功能的提升、效率的提高,需突破传统隧道监控的局限性,隧道综合监控平台的贝博化、自动化是必然趋势。

    系统支持三维场景下的手动、自动巡航。手动巡航即通过鼠标、键盘、操控手柄等在三维场景进行手动巡航操作;自动巡航即事先定义好巡航路线,系统根据用户本次选择的一条或多条巡航路线自动进行巡航导游。

    在系统自动巡检隧道过程中,遇到摄像机会自动切换到视频流,遇到风机、车指等机电设备,会自动显示该设备的当前状态,如风机旋转、照明开启等。

    自动巡航界面如图3所示。

    image.png

    图3 自动巡航界面

    (四)设备贝博管理

    建立隧道机电设备台帐,对设备的检修、维修、更换进行电子化记录和贝博化管理,实现对隧道主要机电设备全生命周期的管理,建立隧道机电设备运维、管理信息库,为后续通过对这些历史数据的分析来预测隧道机电设备的状况及备品备件的购买提供数据依据。

    ◇设备台帐:建立隧道机电设备台帐;

    ◇设备运维记录:记录设备检修、维修、更换等事件,提供这些记录的历史查询查阅功能,提供监控画面设备的关联查看,即在监控画面点击选择设备后,在相关属性中可查看到设备的运维记录;

    ◇备品备件的预估:通过历年隧道机电设备维修、更换的分类统计报表,预估出下一年度备品备件的数量。

    (五)应急预案

    应急预案功能是隧道综合监控的重要功能之一,事件报警信号的接收要准确、及时,预案执行要贝博、便捷、直观,确保火灾、ballbet贝博app下载ios事故等事件发生后最大限度减少生命、财产的损失,降低隧道二次事故的发生率。

    完善的联动机制:充分发掘软件功能,设计完善的火灾预案、视频事件预案、ballbet贝博app下载ios事故预案、紧急电话预案、隧道群联动预案、收费站入口联动预案、特长隧道专业化定制预案、基于大数据平台等综合数据分析结果的预案等及联动机制。

    应急处理二三维联动执行:

    ◇应急处理实现与ballbet贝博app下载ios、照明、通风、情报板、视频、广播等的联动控制;

    ◇应急处理实现采集紧急电话、手报、感温光纤、视频事件等事件的报警;

    ◇应急预案的模拟演练,基于二三维一体化技术,应急预案的演练具有可视化、交互性强、直观等特征。

    平台接收到事件后,贝博判断事件分区和位置,调取事件点的实时视频,供监控操作人员对事件进行确认,并启动事件应急预案。

    平台具备模拟演练功能,操作员选择事件类型和设备启动模拟演练,系统将自动启动预案,预案执行步骤和流程同真实事件发生相同,唯一区别是模拟演练过程中执行的命令不会给设备下发命令。

    火灾模拟报警界面如图4所示。

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    图4 火灾模拟报警界面

    三、总结

    从管理角度来说,隧道综合监控平台作为保障隧道安全运营最关键的环节,是隧道监控管理最主要的工具和手段。近些年,全国范围内隧道事故频发,给运维管理单位和高速公路使用者造成了巨大的生命财产损失,从功能上对隧道综合监控平台提出了更高要求。

    从应用角度来说,隧道监控向着扁平化、集中化管控的方向发展。隧道监控软件的发展趋势以提升道路ballbet贝博app下载ios安全保畅能力为原则,以管理“扁平化”为目标,提高管理效率,减少管理层级,提升效益,降低成本,从应用上对隧道综合监控平台提出了更高的要求。

    从技术角度来说,从满足基本监控向数字隧道、贝博手机隧道发展。基于物联网、BIM、数据挖掘、视频处理等新技术在隧道监控中的应用,围绕“数字隧道、贝博手机隧道”,采用先进的数据采集、精准的多源异构数据融合技术以及强大的数据挖掘分析等手段,激活ballbet贝博app下载ios要素贝博化,完善隧道贝博手机管理与服务,实现隧道监控管理可视化、数字化、贝博化,最终达到保障隧道通行安全、发挥隧道基础设施效能的目的。

    延崇高速妫水河隧道新一代二三维一体监控平台,以二三维一体化为基础,应用BIM+GIS技术,通过数据的全面采集及数据融合,实现隧道监控数字化,采用贝博管理、数据分析、报表统计等技术,实现监控管理贝博化,隧道监控贝博手机化。整个综合监控平台的设计和开发,围绕“数字隧道、贝博手机隧道”展开,使监控管理工作变“被动”为“主动”,实现隧道的高效、节能、安全、可视化贝博手机管控。

    参考文献

    [1] 中华人民共和国行业标准.公路隧道设计规范(JTG D70-2004)[S].北京:人民ballbet贝博app下载ios出版社,2005.

    [2] 李云龙,杨雅迪.二三维一体化军工GIS关键技术研究[J].电子质量,2019(9).  

    [3] 方冰,宦国杨,吴畏,李威.空天地一体三维态势显示系统应用[J].指挥信息系统与技术,2015(02).

    (原文刊载于2020年第11期《中国ballbet贝博app下载ios信息化》)


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