數(shù)字管家 | 高密度核心區(qū)復(fù)雜地下道路系統(tǒng)智慧化運(yùn)維管理策略探討 —— 以前海合作區(qū)地下道路系統(tǒng)為例
存量發(fā)展階段，面對(duì)土地資源緊缺與交通需求持續(xù)激增之間的矛盾，為改善交通擁堵、打造中央活力區(qū)，部分城市在其高密度核心區(qū)探索性規(guī)劃建設(shè)了“地下主路-地下環(huán)路-地下車庫(kù)”逐級(jí)分流地下交通系統(tǒng)。功能復(fù)合導(dǎo)致地下道路 “長(zhǎng)大化、多點(diǎn)進(jìn)出”，對(duì)運(yùn)維管理提出了更高的要求。本文以前海合作區(qū)地下道路系統(tǒng)為例，分析高密度核心區(qū)地下道路系統(tǒng)的運(yùn)維痛點(diǎn)，依托智慧化手段提出日常運(yùn)維管理的思路和建議性策略。
01 城市地下道路運(yùn)維管理面臨的挑戰(zhàn)及智慧化運(yùn)維案例
1.城市地下道路運(yùn)維管理面臨的挑戰(zhàn)
城市核心區(qū)高密度、高強(qiáng)度的集中開發(fā)集聚了不同特征的交通，為有效分離過(guò)境交通、滿足快速到發(fā)需要、使中長(zhǎng)距離對(duì)外到發(fā)交通能夠在外圍主干路網(wǎng)和地下車庫(kù)之間迅速轉(zhuǎn)換，部分城市在其高密度核心區(qū)探索性規(guī)劃建設(shè)了“地下主路-地下環(huán)路-地下車庫(kù)”逐級(jí)分流系統(tǒng)，如蘇州中心星港街地下道路。功能復(fù)合導(dǎo)致地下道路 “長(zhǎng)大化、多點(diǎn)進(jìn)出”。
蘇州中心星港街地下道路
高密度核心區(qū)地下道路“長(zhǎng)大化、多點(diǎn)進(jìn)出”的復(fù)雜交通組織對(duì)其運(yùn)營(yíng)安全、運(yùn)行效率、防災(zāi)和應(yīng)急求援等提出了更高要求，傳統(tǒng)隧道運(yùn)維方案難以滿足高密度核心區(qū)復(fù)雜地下道路系統(tǒng)運(yùn)維需求。例如，發(fā)生交通擁堵時(shí)，僅依賴交警人工處理時(shí)效性差，難以與周邊路網(wǎng)聯(lián)動(dòng)。
2.城市地下道路智慧化運(yùn)維案例
人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、北斗等新技術(shù)為應(yīng)對(duì)復(fù)雜地下道路運(yùn)維難題帶來(lái)了新的解決方案，借助智慧化手段賦能地下道路運(yùn)維管理是高密度核心區(qū)復(fù)雜地下道路系統(tǒng)運(yùn)維管理方案的新探索。在推進(jìn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的大趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)部分既有地下道路基于各自的交通、設(shè)施等特征，在智慧化運(yùn)維方面進(jìn)行了積極探索和嘗試。
國(guó)內(nèi)既有地下道路智慧化運(yùn)維案例
02 前海合作區(qū)地下道路規(guī)劃特點(diǎn)及運(yùn)維痛點(diǎn)
1.規(guī)劃特點(diǎn)
前海合作區(qū)臨海大道地下道路交通系統(tǒng)是前海合作區(qū)內(nèi)部的交通主動(dòng)脈，由“一主三環(huán)”組成，也即“桂灣一路、臨海大道地下主路、桂灣地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道、前灣北聯(lián)絡(luò)道、前灣南聯(lián)絡(luò)道”。主線承擔(dān)媽灣、前灣和桂灣三個(gè)片區(qū)的對(duì)外交通快速到發(fā)及前海交通樞紐的快速集散，與地面主干路構(gòu)成立體復(fù)合通道，北接南坪、南接興海大道高架快速，是前海重要的門戶道路。環(huán)線無(wú)獨(dú)立進(jìn)出口，一端銜接地下主路，另一端銜接沿線31塊宗地，直接服務(wù)約15000個(gè)停車位。
2.運(yùn)維痛點(diǎn)
設(shè)計(jì)階段，前海合作區(qū)地下道路系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多輪研究論證能滿足正常運(yùn)行下的交通安全問(wèn)題。但其“多點(diǎn)進(jìn)出”的交通組織特征以及“地面道路-地下主路-地下環(huán)路-地下車庫(kù)”多級(jí)系統(tǒng)間的限速、限高等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差別，對(duì)后續(xù)的一體化運(yùn)維提出了較大挑戰(zhàn)，面臨“回堵快、易迷航、管養(yǎng)難、救援慢”四大運(yùn)維痛點(diǎn)。
（1）環(huán)路多點(diǎn)銜接，易出現(xiàn)快速回堵
地下環(huán)路銜接沿線31個(gè)地塊，開口較多，容錯(cuò)率較低。發(fā)生交通事故后，若持續(xù)進(jìn)車，易出現(xiàn)回堵。
（2）環(huán)路流線復(fù)雜，易導(dǎo)致迷航繞行
桂灣環(huán)路部分路段存在豎向疊層，逆時(shí)針?lè)较蛭挥谪?fù)2層，順時(shí)針?lè)较蛭挥谪?fù)3層，駕駛?cè)蒎e(cuò)率低，錯(cuò)過(guò)路口一般需要繞行2km以上。迷航車輛難以尋找正確路徑，易出現(xiàn)停車、倒車等違章行為。
（3）結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備維護(hù)工作量大，管養(yǎng)困難
受道路紅線、開發(fā)時(shí)序限制，地下道路及其附屬設(shè)施與沿線地塊建筑物存在結(jié)構(gòu)共建，相較傳統(tǒng)的獨(dú)立隧道，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害及安全問(wèn)題，結(jié)構(gòu)維護(hù)工作量較大。
此外，前海地下道路配備了大量的交通監(jiān)控與防災(zāi)等機(jī)電設(shè)備，僅依賴人工檢修難以及時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，且相比傳統(tǒng)隧道維護(hù)工作量較大。
（4）環(huán)路出口唯一，疏解較慢
地下環(huán)路無(wú)獨(dú)立出入口、車道狹窄影響其事故疏散效率，地下環(huán)路較常規(guī)道路在事故下更容易影響主路及相鄰地塊車庫(kù)的行車，交警也難以快速進(jìn)入解決事故，影響時(shí)間及范圍更大，難以滿足前海合作區(qū)對(duì)交通高效率的要求。
03 前海合作區(qū)地下道路智慧化運(yùn)維管理建議性策略
針對(duì)“回堵快、易迷航、管養(yǎng)難、救援慢”四大難題，依托智慧化手段提出“多維聯(lián)動(dòng)管控、精準(zhǔn)導(dǎo)航、智慧管養(yǎng)、事故快速響應(yīng)”四大建議性運(yùn)維策略。
策略1：以多維聯(lián)動(dòng)管控為手段，保障地下主路的暢通，提高前海路網(wǎng)韌性
協(xié)同南山、寶安區(qū)路網(wǎng)，基于自身交通狀況，結(jié)合上游通道如南坪快速、寶安大道以及平行通道如月亮灣大道、夢(mèng)海大道的交通狀況，在上游關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)提前誘導(dǎo)車流選擇合適的前海到發(fā)通道，構(gòu)建“區(qū)域級(jí)、通道級(jí)、車道級(jí)”三級(jí)聯(lián)動(dòng)實(shí)時(shí)管控方案，實(shí)現(xiàn)前海路網(wǎng)的最大化利用。
(1) 區(qū)域級(jí)：協(xié)同通道周邊路網(wǎng)明確路徑誘導(dǎo)方案
在既有監(jiān)控基礎(chǔ)上補(bǔ)充感知設(shè)備，融合路網(wǎng)信息，利用短時(shí)預(yù)測(cè)仿真平臺(tái)進(jìn)行路網(wǎng)擁堵推演，并得出推薦路徑，通過(guò)誘導(dǎo)屏等終端告知周邊路網(wǎng)的車輛。為提高信息發(fā)布的覆蓋率，建議與交警、交通局、電臺(tái)、圖商合作，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、交通app、電臺(tái)等第三方平臺(tái)聯(lián)動(dòng)發(fā)布。
(2) 通道級(jí)：結(jié)合地面主路、環(huán)路保障主路暢通
地下主路、環(huán)路與沿線車庫(kù)、上方地面道路形成立體互補(bǔ)的系統(tǒng)，擁堵時(shí)通過(guò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的交通管控，保障到發(fā)交通，避免地下?lián)矶侣印?/p>
地下道路外：在地下道路上游關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和地下道路進(jìn)口布設(shè)路況電子顯示屏，發(fā)布地下主路及地下環(huán)路擁堵狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)路況信息的提前告知、進(jìn)入地下道路車輛的及時(shí)引導(dǎo)。
地下道路內(nèi)：當(dāng)?shù)叵颅h(huán)路發(fā)生擁堵，通過(guò)地下道路內(nèi)上方的電子指示牌，發(fā)布環(huán)路擁堵及預(yù)計(jì)時(shí)長(zhǎng)信息，同時(shí)在各環(huán)路匝道分岔處發(fā)布繞行路徑信息。
(3) 車道級(jí)：分合流處實(shí)施精細(xì)化智慧管控
在高峰或事故期間，為主動(dòng)引導(dǎo)后方車輛換道、駛離特定車道，通過(guò)智慧道釘，結(jié)合懸掛指示牌對(duì)異常位置進(jìn)行標(biāo)記，避免二次事故。
策略2：構(gòu)建精準(zhǔn)導(dǎo)航，打造伴隨式出行服務(wù)
(1) 地下道路導(dǎo)航系統(tǒng)
面對(duì)流線復(fù)雜、進(jìn)出密集的地下環(huán)路，通過(guò)布設(shè)信標(biāo)基站，與百度、高德、騰訊等圖商合作，構(gòu)建高精度、無(wú)感操作的導(dǎo)航服務(wù)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化導(dǎo)航。
(2) 停車誘導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)
以停車誘導(dǎo)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)為載體，實(shí)現(xiàn)車位數(shù)信息實(shí)時(shí)、多級(jí)發(fā)布，提高駕駛員停車的效率，減少因停車難而導(dǎo)致的交通違章和擁堵。同時(shí)車庫(kù)進(jìn)出口閘機(jī)采用無(wú)感支付，無(wú)需抬桿，避免進(jìn)口排隊(duì)擁堵。停車誘導(dǎo)系統(tǒng)將對(duì)接前海智慧停車系統(tǒng)、沿線各地塊智慧停車系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車位導(dǎo)航及預(yù)約功能。
(3) 地塊聯(lián)動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)
對(duì)接沿線各地塊物業(yè)，與各大圖商合作構(gòu)建地塊聯(lián)動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)店鋪、設(shè)施的指引導(dǎo)航，提供門店引流服務(wù)。
策略3：智慧管養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)全壽命周期管理
(1) 結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)
在結(jié)構(gòu)共建路段設(shè)立保護(hù)區(qū)，保護(hù)范圍內(nèi)任何作業(yè)都需進(jìn)行專業(yè)審批、備案，同時(shí)加掛靜力水準(zhǔn)儀、裂縫計(jì)等附著性檢測(cè)設(shè)備全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)地下道路結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)，避免違章施工造成的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)。
(2) 資產(chǎn)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
整合既有結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)設(shè)備與機(jī)電檢測(cè)設(shè)備，并結(jié)合視頻AI識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下道路結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)施狀態(tài)的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，快速、及時(shí)、精準(zhǔn)識(shí)別結(jié)構(gòu)裂痕、滲水、積水、設(shè)備故障等問(wèn)題，確保地下道路能夠 7 * 24 正常運(yùn)行。
(3) 全周期維護(hù)系統(tǒng)
以外場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，針對(duì)結(jié)構(gòu)、機(jī)電等設(shè)施的生命周期，建立基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的安全評(píng)估預(yù)警體系，將預(yù)防性養(yǎng)護(hù)融于日常作業(yè)體系，以延長(zhǎng)被運(yùn)維設(shè)施的大中修周期，降低維護(hù)成本。
策略4：事故快速響應(yīng)，構(gòu)建主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、快速響應(yīng)、閉環(huán)管控的事故處理流程
構(gòu)建“主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、實(shí)時(shí)預(yù)警、兩客一危預(yù)防管控、事故聯(lián)動(dòng)疏解、應(yīng)急車輛車路協(xié)同、事后評(píng)估分析”六大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)事故的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、快速響應(yīng)、閉環(huán)管控。
(1) 主動(dòng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)
基于全覆蓋的視頻監(jiān)控，通過(guò)AI分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多途徑快速甄別交通擁堵、交通事故、車輛違章等事件，由駐點(diǎn)監(jiān)控中心交警直接現(xiàn)場(chǎng)指揮交通，支撐交通異常事件快速處置。
(2) 實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)
地下道路內(nèi)采用視頻感知，洞口在視頻基礎(chǔ)上補(bǔ)充雷達(dá)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全天候、全路段、全車輛的跟蹤監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)交通緩行、違停、事故等異常交通事件實(shí)時(shí)預(yù)警，并通過(guò)標(biāo)志牌、車路協(xié)同系統(tǒng)向沿途車輛發(fā)布相關(guān)事件位置信息。
(3) 兩客一危預(yù)防管控系統(tǒng)
針對(duì)兩客一危車輛情況，基于車輛識(shí)別及路徑追蹤，結(jié)合省重點(diǎn)車輛及市GPS監(jiān)管平臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)，為避免高風(fēng)險(xiǎn)、違規(guī)車輛進(jìn)入地下道路，通過(guò)外圍信息屏提前發(fā)布預(yù)警及誘導(dǎo)信息，并推送交警協(xié)助執(zhí)法。
(4) 事故聯(lián)動(dòng)疏解系統(tǒng)
地下道路外疏解：發(fā)生事故后，地下道路外通過(guò)信息發(fā)布屏及高音喇叭，及時(shí)發(fā)布地下道路封閉信息，禁止車輛駛?cè)?，同時(shí)在上游分流點(diǎn)發(fā)布地下道路封閉信息，引導(dǎo)車輛通過(guò)地面道路繞行。
地下道路內(nèi)疏解：當(dāng)監(jiān)測(cè)到地下道路內(nèi)某車道發(fā)生事故或占道作業(yè)時(shí)，通過(guò)事故點(diǎn)上游多處動(dòng)態(tài)信息發(fā)布屏，結(jié)合地下道路內(nèi)既有擴(kuò)音器、無(wú)線廣播系統(tǒng)發(fā)布管控信息，告知上游車輛前方路況，提前減速避讓，實(shí)現(xiàn)分車道管理。
在重大事故導(dǎo)致地下環(huán)路交通癱瘓的情況下，需通過(guò)沿線地塊車庫(kù)提供疏散路徑，加快交通恢復(fù)速度，保障整個(gè)地下道路系統(tǒng)的交通順暢。
(5) 應(yīng)急車輛車路協(xié)同系統(tǒng)
地下道路沿線布設(shè)車路協(xié)同路測(cè)設(shè)備(RSU)，應(yīng)急車輛安裝車載終端(OBU)，監(jiān)控中心依據(jù)事故點(diǎn)，協(xié)同醫(yī)院、消防等，明確應(yīng)急車輛行駛路線，并直接發(fā)送規(guī)劃路線給應(yīng)急車輛。
(6) 事后評(píng)估分析系統(tǒng)
基于前端設(shè)備構(gòu)建數(shù)字孿生平臺(tái)為管理者提供地下道路內(nèi)擁堵、事故的任意回溯，有利于對(duì)處置方案、設(shè)施布設(shè)方案的快速總結(jié)和反復(fù)校核，實(shí)現(xiàn)事件處置流程閉環(huán)管理，提升事件處理及時(shí)性、針對(duì)性、科學(xué)性、有效性。
結(jié)語(yǔ)
高密度核心區(qū)地下道路系統(tǒng)功能復(fù)合導(dǎo)致地下道路“長(zhǎng)大化、多點(diǎn)進(jìn)出”，傳統(tǒng)隧道運(yùn)維方案難以滿足高密度核心區(qū)復(fù)雜地下道路系統(tǒng)運(yùn)維需求。前海合作區(qū)地下道路系統(tǒng)作為“多點(diǎn)進(jìn)出”高密度核心區(qū)地下道路的典型案例，本文以其為例，剖析復(fù)雜地下道路系統(tǒng)運(yùn)維痛點(diǎn)，并針對(duì)“回堵快、易迷航、管養(yǎng)難、救援慢”四大難題，依托智慧化手段提出四大建議性運(yùn)維策略，有利于地下道路系統(tǒng)“高效能、高品質(zhì)、高效益”運(yùn)行。
25年來(lái)，深城交始終堅(jiān)持“讓交通與城市更美好”的愿景，持續(xù)創(chuàng)新，積極推動(dòng)數(shù)字驅(qū)動(dòng)交通治理，形成了“以大數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)、協(xié)同規(guī)劃為引領(lǐng)、綜合設(shè)計(jì)為支撐、集成建設(shè)為實(shí)踐、智慧運(yùn)營(yíng)為反饋”的城市交通整體解決方案，向全國(guó)輸出“深圳方案”，努力成為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的標(biāo)桿。
注：本文所列內(nèi)容為建議性方案，具體方案以官方公布方案為準(zhǔn)。
交通規(guī)劃四院
撰寫：范鶴亭
審核：李 力
審定：郭宏亮、劉志杰