智慧隧道建设如何真正做到「因隧制宜」？
智慧隧道建设如何真正做到「因隧制宜」？
近年来，伴随“新基建”风口的来临，智慧隧道成为智慧高速建设浪潮中的热点。作为隧道通车里程最多、规模最大的国家，截至2022年底，我国公路隧道共有24850处、2678.43万延米，其中特长隧道1752处、795.11万延米，长隧道6715处、1172.82万延米。相较普通路段来说，隧道的特点较为明显，主要包括空间封闭性强、空气质量低、环境噪音大、能见度低等，这些特点导致隧道建设运营和后期维护等工作的难度都远超普通路段。
隧道发生重特大交通事故、二次事故较多，且救援困难，据统计，高速公路隧道事故死亡率达0.55人/起，是同期全部事故死亡率的1.9倍。随着隧道建设规模不断扩大，隧道事故发生概率高、救援难度大、设备运维效率低等问题日益凸显，隧道的运营安全需求、管理效率需求与节能需求越来越迫切。
根据当前发展趋势来看，目前公路隧道仍以每年1000个以上的数量持续增长，我国公路隧道数量和总长不断增长，运营管理提质增效十分必要。
在隧道里程增加的同时，国家和各部委陆续出台了多项政策文件，积极推动公路隧道提质升级，促进隧道服务水平与公路交通数字化、网络化、智慧化相结合。如何利用新一代信息技术推进隧道运行效率提升与智慧化升级成为重要课题。
为实现隧道运营管理更智能、更精准、更安全，各地积极探索智慧隧道建设的新理念、新技术、新模式，并基于自身需求建设了各具特色的智慧隧道，在实际应用中取得了一定成效，赛文交通网整理了部分省市智慧隧道的建设案例。
北京市
北京东六环改造工程南起京哈高速，北到通州区潞苑北大街，全长约16.3公里，道路等级为高速公路，双向六车道，设计速度每小时80公里，分为直接加宽段和入地改造段。
东六环改造工程地下隧道部分区域完成装修
东六环改造工程作为北京市重点工程，是国内在建最大、最长的城市地下公路盾构隧道，盾构隧道总长达7341米，具有“长、大、深、多、高”五大重难点。其中，西线隧道采用“京华号”进行掘进，东线隧道采用“运河号”盾构机进行掘进。“京华号”和“运河号”盾构机制造国产化率达到90%以上，是国内首次应用16米级超大直径盾构机，是当时国内在建直径最大盾构隧道。
东六环入地改造遵循的规划理念是缝合城市空间，通过将现况以高路基、高架桥为主的东六环进行入地改造，缝合城市空间，加强副中心东西向的联系，促进城市发展。
东六环改造工程隧道采用分离式双洞布置，每洞布置3条车道，分为三层，上层为排烟通道、中间层为行车通道、下层空间为疏散救援专用通道及管线廊道，这也是国内首次设立疏散救援专用通道层。
山东省
杭山东隧道
山东杭山东隧道成为全国首个开源鸿蒙（OpenHarmony）使能的智慧隧道。隧道创新采用了开源鸿蒙、雷视融合等技术，从底层系统、机电设备到运维应用，在鸿控制器（隧道系列）适配联接了“杭山东智慧隧道”中交通信号灯、车道指示器、CO/VI检测器、亮度检测器、射流风机等11大类超90多套隧道机电设备，能够对隧道内环境参数、机电设备运行状态等进行实时采集和智能控制。
济潍高速盘顶山隧道
济潍高速盘顶山特长隧道是目前山东高速公路领域最长的隧道。该隧道进出口均设置减光棚洞，分梯次降低隧道洞口附近区域的光照亮度，降低驾驶员在高速行车进入隧道后因为光线改变引发的“黑白洞效应”。
隧道内，在行车方向两侧各增加25厘米的侧向宽度，降低视觉上的“侧壁”效应，减少驾驶员生理、心理负荷。智慧照明调光系统可以根据洞外亮度、色温、行车速度等自动无级调光、调色温，更好地提高驾驶员的视觉舒适度，缓解驾驶疲劳。
隧道内设置智能消防炮+智能疏散系统，实现隧道火灾自动检测和定位；配置智能巡检机器人，实现隧道结构、路面温湿度等状态监测和隧道异常事件的探照警示。
浙江省
杭金衢高速新岭隧道
2023年9月，浙江省首个数字孪生隧道试点项目在杭金衢高速新岭隧道完成建设，并正式上线投入使用。据了解，新岭隧道数字孪生全息感知平台是一套将高精地图和三维模型相结合的可视化应用系统，它将交通实景和事件信息在系统上进行数字重构，提供与真实场景时空基准一致的数字化映射。
新岭隧道数字孪生全息感知平台
在隧道中，通过布设多个智慧基站，将分段、独立的感知数据进行关联融合形成全域信息。同时，将数据模型和智能算法相结合，依托全息感知网，对全隧道交通数据进行汇聚、交互、交换转发等处理，实现事件识别、统计分析和处理加工，从而构建隧道数字孪生底座。
据了解，基于数字孪生底座可以建设多个数字化应用场景，包括提供“两客一危”等特种车辆全域跟踪，实时孪生车辆的位置、速度、航向角等信息，并可以对隧道内违规停车、变道、逆行等多种交通事件信息进行实时动态孪生，实现对隧道的智能化、数字化管理。
江苏省
太湖隧道
太湖隧道位于苏锡常南部高速公路常州至无锡段，全长10.79公里，为双洞双向六车道，是目前国内最长的湖底隧道，隧道周边消防能力有限，且隧道交通流量大、设备多、系统复杂，涵盖了大多隧道存在的应急救援难、设备管控难等运营难题，对于实时在线运行监测、预防性管控等安全运营管理要求更高。
基于数字孪生技术的路隧一体化云联智控平台能够有效解决太湖隧道的运营管理难题，该平台具备一镜到底、一触即达、一呼百应等亮点。平台在南部高速段实现了太湖隧道超大规模的1：1孪生镜像；隧道内设施设备的运行状态实现动态呈现，并能做到对设备的分区、分类的全面监测；通过隧道内高密度的数据采集，实现了对单个车辆的实时孪生。
太湖隧道数字孪生平台
针对太湖隧道布设的6大类10万多台机电设备，平台集成了相关设备及控制系统，并对系统及设备实现分组分类管理，在此基础上可对接入的所有设备实现精准管控，并在后台执行相应的控制策略。
管理方面，平台通过与江苏交控“调度云”的无缝融合，打造了“智能告警、预案联动、多方协同”的路隧一体运营管控新模式，大大提升了对突发事件的处置效率。此外，通过引入数字孪生技术，不仅完成了映射、控制和预警等基本功能，而且可在虚拟隧道中进行仿真、试验和优化，再配合后台对应的具体模型算法，基本能够达到L4级“以虚优实”的效果。
广东省
深圳市南山区塘朗山隧道
2033年，以“信息化+数字化”为切入口，广东省首个数字孪生智慧隧道平台已于深圳市南山区塘朗山隧道开展试点应用。该平台主要运用了物联网、人工智能、大数据等技术，将城市维度整体路网、周边环境、塘朗山隧道及附属设施进行三维数字孪生管理，拥有隧道设备设施数字化运维、重点车辆管控、自动应急处置、结构安全监测等几大核心应用，可以解决塘朗山隧道日常运营存在的基础设施难监测、隐形病害难发现、风险车辆难监控、应急事件处置慢等难题。
塘朗山隧道数字孪生平台
在安全预警方面，该平台新增预警系统，实现隧道设施设备运维数字化；在重点车辆管控方面，平台可实现管控精准化；在实时联动控制方面，该平台应急反应更为智能、准确；同时，应急处理时间也大大缩短，相比传统人工监控方式，平台可以实现实时一键联动控制隧道内相关系统设备，应急事件处置反应时间由以前的5分钟大幅缩短至3秒以内。
重庆市
重庆渝湘高速公路界石至武隆段全长135公里，包含多条特长隧道和长隧道。据了解，经过智慧化建设，通过运行状态实时监测、异常事件及时发现、隧道行车安全管控等实现了安全提升，通过基础设施数字化、事件及时处置、应急预案管理、应急协同指挥调度等实现了效率提升，通过服务区信息服务、伴随式信息服务、5G信息服务实现了服务提升，通过车路协同示范应用、重点车辆跟踪管理等进行品质示范。
陕西省
宝鸡至坪坎高速公路秦岭天台山超长隧道群总长32公里，桥隧比98.1%，具有“超长、多车道、长纵坡、高桥隧比、大埋深、生态敏感”的显著工程特征。工程在建设和运营过程中，面临诸多技术难题和瓶颈。
项目通过开展《下穿宝鸡秦岭32km公路隧道群建设与运营关键技术研究》科研课题研究和交通运输部秦岭天台山超长隧道群安全绿色科技示范工程，在秦岭天台山隧道群中推广应用雾天智能行车诱导系统、全方位路况感知与预警系统、风机房自然风辅助通风系统、单层衬砌和安全快速机械化施工技术，支撑秦岭天台山超长隧道群工程建设和后期运营管理。
广西省
信梧高速借助现代化智慧高速建设理念打造中国第一条基于毫米波雷达实现精准感知隧道数字孪生安全管控系统。
信梧高速爽冲隧道
该项目建设的隧道精准感知和数字孪生系统平台，不仅满足目前的隧道安全管理和服务需求，也将实现未来的功能扩容，与其他子系统进行有机整合，为未来实现更全面、高效、便捷、节能的管理和服务目标提供支撑，以开展更高级别的车路协同、自动驾驶等智慧高速探索，减少基础建设和设备的重复投入。
此外，信梧高速还启用了隧道巡检机器人，这些机器人可以沿着隧道壁的轨道进行巡检，实现全方位、全天候的隧道异常检测。
该项目通过毫米波雷达精准感知并构建的隧道数字孪生安全管控系统，实现成本控制达到每公里不到30万元，几乎已接近传统机电系统单公里的投资成本造价，在技术和性能上都有了很大提升。
湖南省
雪峰山隧道位于G60沪昆高速邵阳至怀化段，隧道全长7023米，是湖南省内最长隧道，目前已通车运营16年，安全形势严峻，监管压力较大。本次雪峰山隧道智慧化提升项目是G60沪昆高速邵阳至怀化段大修工程的重要建设内容，将于今年5月中旬启动建设。
雪峰山隧道智慧化提升项目
项目建成后，将实现雪峰山隧道交通事件、重点车辆的精准监测识别、研判预警及高效管控处置，提升隧道超温车辆应急响应及联动能力，有效减少超温车辆起火事故风险，保障沪昆高速湖南段安全畅通运营。同时，系统可自动采集隧道光照光强、风速风向、隧道车流量等数据，实现按需照明、按需供能，大幅降低能耗，节约运营成本。
贵州省
作为贵州省内第一长隧道，桐梓隧道首次创建了世界上最长隧道群的智能安全预警管控体系，提出了“云、网、边、端”的技术体系架构，建立了数字孪生、“两客一危”动态监测、车辆超温检测、应急预警、超长隧道群+相关路段的联动救援、智慧消防等智能安全预警管控体系，支撑了超长隧道群智慧化管控平台的开发，实现了超长隧道群的安全管控效率的提升和控制的精准化。
新疆维吾尔自治区
天山胜利隧道是世界在建最长的高速公路隧道，是连接南北疆的国家战略性通道，重要的资源通道和国防通道。
天山胜利隧道最大埋深1112.6米，竖井深度可达702米，隧道采用时速100公里双向四车道高速公路标准，采用两主洞中间设置服务隧道的三洞方案，两主洞高度机械化钻爆法，服务隧道TBM法施工，以及四竖井分五区段纵向分段通风。隧道建设中采用服务隧道先行、横通道为主洞开辟工作面辅助主洞施工的施工组织。
此外，天山胜利隧道全长22.1km隧道内中铺设光缆50KM，建设4/5G基站13座，实现了5G的无缝覆盖，利用中国电信低延迟、大带宽的特性，保证了项目部内视音频、传感器信息收集的准确性，为 “5G+智慧隧道”多场景应用打下了坚实的基础。