近段時間,交通運輸部公路局組織專業技術力量下沉一線,開展公路監測預警能力專項提升技術幫扶,進一步防范化解公路安全運行風險,并歸納總結出19項47個公路自然災害監測預警技術裝置優秀案例。為展示幫扶組和各地公路管理部門完善資源整合渠道、加快布設現代化監測預警設備的創新舉措和顯著成效,本系列將陸續刊發部分重點案例。
安徽
“水幕阻攔”防止二次事故發生
在2025年度全國公路交通部省聯合應急演練暨推進汛期公路安全風險管控工作交流座談中,巢黃高速公路桃花潭隧道的“智能柔性預警阻攔系統”演示了三級告警機制,10秒啟動“水幕阻攔”,2分鐘完成車輛疏散,展現出科技應急的精準響應能力。
今年年初,安徽省交通運輸廳在桃花潭隧道部署了水幕柔性預警系統,融合“聲—光—影”多元感知與柔性封閉技術,實現了事故秒級識別、入口柔性封控、遠程聯動控制與導航分流一體化管理,打造了隧道場景下的智能化應急防控新模式。
作為安徽省第一長隧道,桃花潭隧道車流密集,如遇突發事故,易引發追尾、擁堵或二次事故。水幕柔性預警系統上線后,事故響應時間從5分多鐘縮短至30秒以內,事故處置效率提升90%。洞口前方急剎車頻次明顯下降,上線至今未發生一起二次事故,極大提升了隧道安全運營水平。
水幕柔性預警系統由水幕成像、洞外預警、遠程控制三大子系統組成。水幕成像系統通過調節噴淋水壓與流量,生成高可見性水幕屏障,同時投影警示圖案,兼具物理阻停與視覺提示功能;洞外預警系統在隧道外2公里范圍內布設情報板、警示燈、輪廓燈與廣播設備,形成“預警—減速—停車”的三級預警引導區間;控制管理平臺支持AI異常識別與遠程一鍵聯動,事故信息在1分鐘內可同步至高德地圖等導航平臺,有效疏導車流,形成“監測—預警—攔截—分流”的閉環管理機制。
安徽省的首次成功部署,驗證了水幕柔性預警系統具備四大功能與五項創新機制,能實現水幕柔性封閉、洞外多級預警、遠程智能響應及導航平臺聯動,并具備無碰撞攔截、秒級反應、車道精準封控、云端一鍵調度等優勢,適用于特長隧道、高車流隧道及災害高發區域隧道,將為全國智慧隧道管理提供經驗示范。
湖北
立體巡檢技術將災害響應速度提升50%
為破解山區高速公路災害隱患識別難、響應慢、巡檢成本高等難題,湖北交投集團在湖北省交通運輸廳的指導下,自主研發部署“無人機+智能機巢+云端平臺”三位一體災害巡檢技術,構建起全天候、自動化、智能化的立體災害監測與應急處置體系。
今年6月,受連續強降雨影響,呼北高速公路(保宜襄陽段)上行K1337+400邊坡監測系統發出預警。5分鐘內,無人機抵達現場巡檢,并實時回傳高清影像與毫米級位移數據。經現場核查確認存在滑坡風險,應急處置組立即封閉外側車道,并采用錨桿加固與坡面排水等緊急措施,12小時內完成了險情初步控制。該試點實現災害響應速度提升50%,有效保障了高速公路主線通行安全。
據了解,“無人機+智能機巢+云端平臺”三位一體災害巡檢由硬件、軟件和通信三層構成,具備自動巡檢、智能分析、應急聯動三大能力,支持5分鐘內響應、毫米級位移識別、全天候多機協同作業。該技術適用于復雜地質路段、特長橋梁、大車流高速及極端天氣場景,可通過“光伏+儲能”自供電方式部署于山區。
截至目前,湖北省已在呼北、杭瑞、滬渝等高速公路部署近20套設備,今年還將覆蓋武漢周邊高速公路,并逐步實現全線推廣。“該技術的應用使巡檢頻次提升10倍,人力投入減少50%,災害發現時間從數小時縮短至30分鐘,顯著提升了高風險區段的預警效率與安全保障能力。”湖北交投無人機項目技術負責人介紹。
貴州
感技術更好監測隱蔽高危點位
在蓉遵高速公路習水縣土城停車區路段,技術人員運用InSAR遙感監測技術監測到邊坡位移變形加速跡象,變形速率達每月5毫米,觸發地質災害紅色預警。現場核查后,發現該處存在滑坡體前緣裂縫擴展及支擋結構局部變形,養護部門采用臨時錨固+排水疏導方案,成功避免滑坡事故……今年汛期,依托InSAR遙感監測技術,貴州省交通運輸部門構建的“精準預警—快速處置—群眾避險”閉環管理體系,有力保障了群眾安全便捷出行。
為破解貴州復雜山地公路地質災害隱患難識別、難監測、難預警的技術難題,貴州省交通運輸廳聯合技術單位在遵義、畢節等區域部署InSAR遙感監測技術。該技術以“多源數據獲取—干涉處理分析—形變反演—實地核查—災害評估”為主線,構建了高精度、廣覆蓋、智能化的隱患識別與動態預警機制。
數據顯示,InSAR遙感監測技術自部署完成,已累計解譯7期數據,排查出440處潛在隱患點,經外業核查確認46處高風險點,其中已有4處進入治理設計階段。經分析,重點隱患監測結果與地質災害易發區高度重合,充分驗證了該項技術的可行性與科學性。
InSAR遙感監測技術具有成圖快、干擾少等優勢,為貴州省公路邊坡、采空區、路基及下邊坡提供了高效的形變識別手段,能有效補充人工巡查無法觸達的隱蔽高危點位,支持動態風險預警和趨勢評估。在此基礎上,InSAR遙感監測技術融合長波與中波SAR影像,突破高陡地形與植被遮擋限制,實現毫米級形變監測,適用于邊坡滑移、沉降、滑坡體等災害隱患排查。
在此基礎上,貴州省已經初步建立了基于InSAR的公路全路網地質災害風險排查機制,具備省域推廣價值,為構建安全、智慧、高效的公路監測預警體系提供了實踐經驗與技術模板。
福建
“哨兵”值守風險路段
今年以來,福建省高速集團依托自主研發的路橋災害監測哨兵系統,在全省多處高風險高速路段成功部署了橋梁與邊坡災害預警設施。該系統借其多參數融合感知與實時聯動能力,已在多場實戰場景中完成風險識別和預警響應,保障了重點橋坡段行車安全。
“通過實橋拆除試驗驗證有效性后,路橋災害監測哨兵系統已先后在省內38處風險路段中成功部署。此外,省內136座高速公路中小橋群也已完成哨兵系統設計方案,湖南等地也同步展開跨省試用。”福建省高速集團工作人員介紹。
據了解,路橋災害監測哨兵系統依托斷路監測儀與傾角振動監測儀兩類核心設備,結合結構耦合的電路狀態、振動和姿態數據,實現災害事件的定性與定量雙重判別機制。其中,斷路監測儀是一種覆蓋面廣、成本低的兜底感知設備,最遠可監測3公里區域,具備無線通信、自動組網及自補電源功能,適用于快速部署與復雜現場條件。而傾角振動監測儀則聚焦結構姿態變化,融合傾角、加速度、溫度等4類傳感參數,可對橋梁橋墩或邊坡體實現毫米級動態感知,具備IP67級防護能力,適應野外長期運作需求。
在此基礎上,路橋災害監測哨兵系統采用“一線一儀”復合布設策略,當感知線被拉斷或設備檢測到姿態異常等多參數共振信號時,即自動觸發垮塌或滑坡預警,并可聯動現場聲光報警器進行邊緣預警。
項目測算顯示,相較GNSS、毫米波雷達等傳統方案,路橋災害監測哨兵系統總體成本可降低60%至90%,單設備成本僅需數千元,也極大緩解了山區風險路段災害監測的資金壓力,為高速公路安全運行提供了可復制、可推廣的技術樣板。
廣西
微變監測雷達動態感知亞毫米級邊坡形變
今年汛期,在廣西百色田西路和都巴路那良邊坡等多個地質災害隱患治理工程中,一套由廣西交通運輸廳推動部署的便攜式微變監測雷達系統發揮了關鍵作用。該系統基于合成孔徑雷達與雷達干涉成像技術,可實現全天候、全覆蓋、亞毫米級的邊坡形變量動態感知,為邊坡施工安全和應急預警提供有力支持。
在田西路K40+426-K40+696右側滑坡治理項目中,監測雷達從坡腳至坡頂實施全域監控。開展削坡減載作業時,便攜式微變監測雷達能及時捕捉到格梁區位移加速及“活躍滾石槽”等異常信息,輔助作業單位及時調整施工節奏,保障人員與設備安全。監測數據顯示,局部累計變形達200至220毫米,為橙色預警等級,坡底區域最大變形0至50毫米,為黃色預警等級。
在都巴路那良邊坡項目中,便攜式微變監測雷達系統實現了連續動態監測,自4月起4次預警及時傳達風險信號。項目單位據此采取了加設錨筋樁等措施,成功避免了邊坡垮塌。
據悉,便攜式微變監測雷達系統主要由雷達收發、伺服控制、圖像分析軟件等組成,具備360度掃描能力,可在數平方公里范圍內提取上百萬監測點,實時輸出雷達云圖及形變信息。通過.Net Framework4.0架構與TCP/IP通信,系統集成快速部署、遠程控制、實時上傳、雙重加密等功能,具備便攜、高效、安全、穩定等技術優勢。
目前,該系統已廣泛應用于廣西重點交通項目,在公路邊坡、隧道、橋梁、大壩等場景具有良好的推廣前景,憑借其面域覆蓋、實時反饋與多源集成的技術特性,正逐步成為復雜邊坡治理與災害防范中的關鍵感知設備。
四川
“機械聯動觸發”實現本地預警和遠程報警
近日,四川省交通運輸廳在多條地質災害隱患突出的高速公路上完成了橋梁損毀緊急示警裝置的布設工作。該裝置基于機械聯動觸發設計,即使在極端環境導致電力、通信中斷的情況下,仍可實現本地聲光預警和遠程報警信號回傳,為極端災害場景下的橋梁垮塌預警提供可靠保障。
目前,該系統已在雅西、雅康、九綿、汶馬等12條高速公路布設69處跨溝段,共安裝111套裝置,形成了覆蓋面廣、響應迅速的區域性防災預警網絡。典型應用包括成都繞城高速公路府河大橋、雅康高速公路日地溝保通橋梁等關鍵點位,模擬測試中均實現3秒內示警、5秒內報警信號傳輸,有效驗證其實戰應急能力。目前,該系統正計劃在沿江高速公路進一步推廣,預計新增150余套。
橋梁損毀緊急示警裝置由聯動裝置、感應裝置、示警裝置與信息報警裝置組成,核心結構為縱向網索,通過與橋梁主梁連接形成感知回路。一旦發生坍塌或落梁事件,網索拉動插銷脫落,3秒內觸發本地“機械式+聲光式”多級示警,5秒內通過公網將報警信息發送至監控中心,實現“現場示警+遠程預警+語音提醒”三同步機制。
相比傳統電子感知設備,橋梁損毀緊急示警裝置無需依賴電力與通信網絡,不受風雪雷電、泥石流等極端天氣影響,適用于跨山洪溝、泥石流溝及強降雨沖擊等環境,此外,該裝置建設與維護成本低,具備較高的性價比與工程推廣價值。
責編丨梁晨靜
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