工程背后的“大脑”

    通讯员  郭俊江  李洪涛

    海中生双岛，南洋架天路，云上筑交通。

    6月30日，由中国建设者7年筹备、7年建造的世界级跨海集群工程——深中通道正式开通。

    中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺信，表示热烈祝贺，并向参与规划建设的全体同志致以诚挚问候。

    超级工程应有超级智慧，超级智慧打造超级大脑。在这座创下10项世界之最纪录的超级工程中，中国铁建建设者集国内高速公路交通工程科研创新成果于一体，综合应用物联网、云计算、大数据、人工智能等新型信息通信技术，打造以泛在感知为基础，数据融合分析为驱动，全面协调联动为目标，开放互联、可持续演进的智慧管控综合体，让深中通道一举成为“行业领先、世界一流”兼具安全、智慧、舒适的跨海新通道。

    智慧交通，让道路更“畅通”

    打开深中通道数字孪生平台，全域车辆运行情况实时呈现，区间车速、特种车辆、交通事件统计等数据信息一目了然。

    “与国内工程领域其他数字孪生平台不同，深中通道建立了与物理世界完全一致的数字孪生底座，加载了重点交通控制和呈现业务，不仅可以实现道路运营直观展示，还可进行应急演练及突发事件处置推演，找到管理决策‘最优解’。”中铁十二局深中通道项目总工程师赵文广介绍。

    依靠“物联网数据中台”辅助管理决策，孪生平台只是缩影之一。建设者以深中通道沿线布设的雷视拟合设备、视频AI分析、高清卡口等路侧监测设施获取的数据为基础，通过数据融合，不仅实现对交通流量、车流速度、占有率、现场交通状况、车型比例等监测数据的实时监测与分析，还可进行危险驾驶行为识别、特定车辆追踪、事故快速发现并处置、预判拥堵，进而实现快速引流疏导及两客一危车辆监管。

    “只要车辆驶入深中通道，我们就能掌握每辆车的运动轨迹，对其驾驶行为做出分析研判，及时发现超速、逆行、停车等违规行为及急刹车、急加速、急并线等具有安全隐患的危险驾驶行为。”赵文广介绍，这一切效果呈现的背后是科技创新的支撑。

    为打造具有高度“感知能力”的深中通道，建设者针对钢壳沉管、水下互通等多个难题，全面应用全域轨迹雷达监测系统提升技术、基于LORA无线传输的隧道通信技术等，构建了多维度全息泛在感知体系，实现对全域车辆智慧管控和安全运营管理。

    智慧交通，让出行更“便捷”

    即使在套着钢壳的海底隧道行驶，依然可以对车辆提供“上帝视角”米级导航服务；在隧道里减速、变道等风险多发位置，导航提前规划、提前提示，确保车辆顺利分合流，保障司乘人员及时预判、安全快速出行……如此惊艳？钢壳沉管隧道内打破技术壁垒，实现北斗导航全面覆盖的创新应用是关键。

    创下全球最长最宽的钢壳混凝土沉管隧道纪录的深中通道，最深处距离海平面近40米，且钢壳混凝土沉管管壁也有相应厚度，加之在东人工岛建设有国内首个高速公路水下互通，存在信号不稳定或无信号的“真空空间”。“在这样一个复杂多变环境条件下，为司乘人员提供更便捷、高效、准确的导航服务尤为重要。”中铁十二局深中通道项目经理杨磊说。

    针对钢壳沉管内导航卫星信号无法覆盖的问题，建设者针对深中通道项目特点进行适应性改进升级，总结形成了钢壳沉管隧道内北斗信号模拟精度提升技术、北斗模拟卫星导航系统精度提升技术。通过在隧道内分段安装375套信号模拟播发一体机，实现用户无感、隧道内外无缝、连续定位的导航定位技术，司乘人员行驶在深中通道上，可以实时精准导航。

    同时，运营管理中心系统平台还可通过微信公众号、小程序等向公众提供实时交通情况、交通事件信息、阻断信息等内容，为公众提供有效的出行前信息，帮助他们避让拥堵路段，提高出行效率。

    此外，深中隧道两侧设置可智能调节全彩景观灯带，可根据环境温度、车流状况实时调整灯光颜色。发生紧急情况时，事故警示区灯带红色呈现、疏散安全门位置灯带绿色呈现，能够引导人员有序疏散，进一步护航行车安全，为司乘人员带来全新体验。

    智慧交通，让行车更“安稳”

    广东省交通集团深中通道管理中心提供的数据显示，截至7月1日15时，深中通道自6月30日15时正式通车试运营以来，24小时车流量已超12.5万车次。经初步预测，营运初期，日车流量将达10万辆级，高峰期近20万辆级，其中货运流量将高达40%。如何提升安全运营管理效率，是项目团队的重大课题。

    走进深中隧道，平均1.2公里便能在隧道两侧上方看到一个微型智能设备。赵文广介绍，这些机器人，不仅承担着隧道交通环境和机电设备日常巡检工作，还可在应急情况下，接受控制中心远程指令赶赴事发现场，实时监控、传递数据，并通过自带扬声器进行紧急疏导。“更关键的是巡检机器人不受各种工况环境制约，最多180秒即可到达指定位置，有效解决了交通场景复杂、交通量庞大、管控指挥大量依靠人力的痛点。”

    为高效处置隧道突发情况，项目团队联合设计院先后到港珠澳大桥、厦门海底隧道、胶州湾海底隧道、秦岭天台山隧道等项目进行隧道突发事件应急处置案例调研。“经分析论证后，将各类应急处突预案嵌入平台，一旦发生突发情况，系统自动匹配关联最佳执行方案，还可进行模拟推演，形成预警型处置建议。”中铁十二局深中通道项目常务副经理袁海生说。

    针对深中通道双向八车道超宽断面特点，建设团队首创了海底沉管隧道顶部横向排烟道+侧壁排烟口的重点排烟新方案；针对隧道钢壳结构特点，引入高压细水雾和泡沫水喷雾双防护系统隧道全覆盖，灭火及时高效，打造安全行驶环境。

    智慧交通，让运维更“高效”

    “如果将建筑比喻成人体，主体建筑好比人体的骨架，装饰装修好比人体的外衣，智慧交通核心设施好比人体的心脏、大脑、血管和神经”，杨磊形象地比喻。

    中管廊是深中通道安全运营的“中枢神经”，岛隧段70%以上通信主干、供电回路、控制及配电设备、主干管道及排烟核心通道均部署于中管廊内，敷设着数千回路各类线缆、管道，安装着上万台各类机柜和设备，对巡检维护作业提出了挑战。

    “一旦设备发生故障，传感器等感知、监测设备随即报警，管理中心后台即刻派发维修工单，并对处置进度同步监管。”赵文广介绍，管理人员手持设备或佩戴AR巡检眼镜对准现场设备设施，即可实现对设备的自动识别，“AR眼镜在巡检过程中，除指令巡检、标准化巡检监管外，还能从海量信息中找到该故障的最佳解决方案，辅助、指引和指导维护人员的巡检维护作业，极大提升巡检效率和准确度。”

    此外，建设者联合高等院校、专业团队共同开发的智能运维系统建立了对设备、设施的完整全寿命周期电子档案，对设备、设施的故障、维修、养护和使用情况进行详细记录。“维修人员可通过该记录方便地查询到设备的历史运行状态，发现规律，提出解决方案。”赵文广说。

    作为粤港澳大湾区跨海智慧交通建设规划的样板工程，中国铁建建设者积极探索智慧交通建设方案，系统开发了交通智慧管控、出行智慧服务、设备智慧运维、应急智慧响应等四大核心业务的管控平台，真正意义上实现了交通运营管理的管控决策精准化、出行服务便捷化、养护运维高效化、应急响应一体化，为我国在超大型复杂制式高速公路机电安装智慧交通系统集成领域打造了先行样板。