【安防知識網(wǎng)】杭州灣跨海大橋全長36公里，是國道主干線——沈海高速跨越杭州灣的便捷通道，也是國家高速公路網(wǎng)杭州灣環(huán)線的重要組成部分，其監(jiān)控目標(biāo)是建立多層次、高效率的橋梁運(yùn)營狀況監(jiān)控管理系統(tǒng)，為道路的暢通，領(lǐng)導(dǎo)的交通指揮、突發(fā)事件等的管理決策提供全面的信息服務(wù)與決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營可視化管理。

　　項(xiàng)目介紹

　　杭州灣跨海大橋是一座橫跨中國杭州灣海域的跨海大橋，它北起浙江嘉興海鹽鄭家埭，南至寧波慈溪水路灣，全長36公里，于2008年5月1日通車,是目前世界上最長的跨海大橋。大橋位于錢塘江入海的河口海灣，是國道主干線——沈海高速跨越杭州灣的便捷通道，是國家高速公路網(wǎng)杭州灣環(huán)線的組成部分，大橋的開通縮短了寧波至上海間的行程距離120公里。從而大大緩解滬杭甬高速公路的壓力，形成以上海為中心的江浙滬兩小時(shí)交通圈。

　　杭州灣跨海大橋是集眾多先進(jìn)工程技術(shù)于一體的民用、觀光型高科技大橋,其交通組織特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。

　　· 杭州灣跨海大橋有36公里長，橋面上僅在大橋中間設(shè)有一個(gè)海中平臺(tái)，其它沒有上下匝道，車輛一旦上了大橋，就沒有其他方向選擇，交通流向呈現(xiàn)單一的特點(diǎn);

　　· 交通流中重載或超重載的車輛會(huì)占相當(dāng)比例，長期運(yùn)輸會(huì)對大橋的路面結(jié)構(gòu)安全造成一定影響;

　　· 杭州灣跨海大橋入口方向無主線收費(fèi)站，整體交通控制需要與路網(wǎng)其它路段聯(lián)動(dòng);

　　· 由于整個(gè)大橋大部分路段位于海面上，所以大橋交通更容易受氣候如大風(fēng)，大雨，大霧等惡劣氣候條件的影響;

　　因而，監(jiān)控、通信、收費(fèi)三大系統(tǒng)機(jī)電項(xiàng)目工程是杭州灣跨海大橋交通附屬工程中最為重要也最具技術(shù)含量的單位工程之一。

　　交通監(jiān)控綜合平臺(tái)的建設(shè)需求及分析

　　建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位期望大橋監(jiān)控系統(tǒng)在大橋運(yùn)營階段能夠?qū)崿F(xiàn)：實(shí)時(shí)采集大橋交通相關(guān)的各類信息，比較全面地獲取大橋交通運(yùn)行情況、事故狀況，大橋區(qū)域的氣象情況等，在此基礎(chǔ)上結(jié)合數(shù)據(jù)庫中的配置信息，采取一定的交通誘導(dǎo)控制策略，對大橋各級設(shè)備進(jìn)行宏觀管理和調(diào)控，為大橋的交通運(yùn)輸提供快速、安全的服務(wù)，為監(jiān)控管理人員提供決策支持;期望大橋交通監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)營管理中發(fā)揮重要作用，并以最大限度地發(fā)揮杭州灣跨海大橋的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　因此在杭州灣跨海大橋監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)初期，杭州灣跨海大橋建設(shè)單位依據(jù)設(shè)計(jì)部門的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，提出大橋綜合監(jiān)控系統(tǒng)在大橋建成通車后，必須實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)功能：

　　· 中心圖像實(shí)時(shí)顯示大橋重點(diǎn)路段，海中救援服務(wù)平臺(tái)，南北通航孔及非通航孔信息;

　　· 準(zhǔn)確實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)：采集大橋的重點(diǎn)路段，海中服務(wù)平臺(tái)，南北通航孔及非通航孔，大橋沿線氣象、交通等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)較長時(shí)間的歷史數(shù)據(jù);

　　· 提供交通決策支持：及時(shí)妥當(dāng)處理交通擁堵，交通事故，道路施工，特殊天氣等情況，提供相應(yīng)交通誘導(dǎo)控制方案;

　　· 實(shí)時(shí)監(jiān)控大橋結(jié)構(gòu)健康，大橋負(fù)載，橋梁內(nèi)部濕度及航空航道安全等，為大橋自身安全提供保障，實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及設(shè)備系統(tǒng)，為大橋監(jiān)控提供物理保障;

　　· 積累數(shù)據(jù)，離線分析交通流規(guī)律，為大橋長期運(yùn)營提供支持;

　　· 與路網(wǎng)監(jiān)控中心，港務(wù)監(jiān)控中心及相鄰路段共享部分?jǐn)?shù)據(jù)，建立應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

　　上海電科智能系統(tǒng)股份有限公司根據(jù)業(yè)主需求和項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)，在原招標(biāo)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，深化了具體整體實(shí)施方案，并在軟件需求分析階段，通過與業(yè)主和設(shè)計(jì)單位的反復(fù)溝通，根據(jù)項(xiàng)目特殊性，提出了有針對性的軟件設(shè)計(jì)。

　　系統(tǒng)組成

　　杭州灣跨海大橋交通監(jiān)控系統(tǒng)主要分為通信系統(tǒng)、監(jiān)控外場設(shè)施以及監(jiān)控分中心三部分組成。

　　通信系統(tǒng)

　　杭州灣跨海大橋通信系統(tǒng)分為2個(gè)層次，主干通信層和現(xiàn)場接入網(wǎng)通信層。其中主干通信層采用萬兆路由交換機(jī)，共有3套骨干設(shè)備分別安裝在南岸通信分中心、海中平臺(tái)臨時(shí)通信機(jī)房、北岸服務(wù)區(qū)通信機(jī)房，中心程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)完成路段內(nèi)語音業(yè)務(wù)交換，且本路段主干通信系統(tǒng)經(jīng)過杭州灣跨海大橋南連接線和寧波繞城高速骨干節(jié)點(diǎn)，與省聯(lián)網(wǎng)中心骨干通信聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控和收費(fèi)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳省中心。

　　現(xiàn)場接入網(wǎng)層面主要由外場2個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)組成，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)分為組成南北兩個(gè)環(huán)網(wǎng)，北環(huán)通過北岸服務(wù)區(qū)萬兆骨干交換機(jī)上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心，南環(huán)直接接入到監(jiān)控中心萬兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)下，兩個(gè)環(huán)網(wǎng)通過點(diǎn)對點(diǎn)的單路數(shù)據(jù)光端機(jī)將外場設(shè)備數(shù)據(jù)采集并上傳。外場每個(gè)通信點(diǎn)分別安裝工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、數(shù)字光端機(jī)、視頻復(fù)用光端機(jī)等設(shè)備完成橋上監(jiān)控、收費(fèi)視頻、圖像與監(jiān)控分中心的傳輸。

　　杭州灣跨海大橋通信系統(tǒng)不僅是杭州灣跨海大橋監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)的傳輸平臺(tái)，而且負(fù)責(zé)為橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測、電力監(jiān)控等所有橋上機(jī)電設(shè)備監(jiān)控信號上傳服務(wù)，項(xiàng)目初期就對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃, 使整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層次清晰。[nextpage]

　　監(jiān)控外場設(shè)施

　　監(jiān)控外場設(shè)施由車輛檢測器、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、氣象檢測設(shè)備、可變情報(bào)板和車道控制標(biāo)志、車牌照識別設(shè)備、動(dòng)態(tài)秤重、緊急電話及有線廣播系統(tǒng)、霧燈、航空障礙燈等設(shè)備組成。

　　車流量檢測設(shè)備介紹——杭州灣跨海大橋橋面共有車流量檢測設(shè)備32套，分別安裝在杭州灣跨海大橋上行和下行方向。視頻車輛檢測器在檢測車流量的同時(shí)，自動(dòng)檢測交通事件，并為管理人員提供報(bào)警。

　　監(jiān)控外場攝像機(jī)——為保證監(jiān)控中心對杭州灣跨海大橋進(jìn)行全方位的監(jiān)視，在全橋范圍內(nèi)安裝各種類型攝像機(jī)共136套。監(jiān)控?cái)z像機(jī)的密集安裝，實(shí)現(xiàn)了杭州灣跨海大橋視頻監(jiān)控無“盲區(qū)”。

　　氣象檢測設(shè)備設(shè)置——能見度/風(fēng)速風(fēng)向/路面(結(jié)冰)檢測器、路面(結(jié)冰)檢測器和全要素氣象檢測站等氣象監(jiān)測設(shè)備11套，通過獲取的氣象參數(shù)，作為行車安全誘導(dǎo)的依據(jù)和大橋健康監(jiān)控的依據(jù)。并且大橋氣象檢測器的檢測數(shù)據(jù)與寧波氣象局共享，寧波氣象局會(huì)根據(jù)大橋氣象采集數(shù)據(jù)和本地區(qū)氣象信息，為大橋提供全方位的氣象預(yù)警和預(yù)報(bào)服務(wù)。

　　情報(bào)板和車道控制標(biāo)志設(shè)備——大橋根據(jù)平、縱斷面線性以及有關(guān)的氣象資料和交通控制需要，將全橋劃分為8個(gè)控制區(qū)段。安裝5套大型可變情報(bào)板和27組車道控制標(biāo)志，對主橋上的交通流進(jìn)行調(diào)節(jié)和誘導(dǎo)，使之均勻、穩(wěn)定和安全。

　　車牌識別設(shè)備——為了保障行車安全，支持交通執(zhí)法和路政執(zhí)法，配置車牌識別設(shè)備，進(jìn)行車輛信息采集，獲取微觀交通數(shù)據(jù)，更加具體真實(shí)地反映大橋行車情況。

　　動(dòng)態(tài)秤重檢測設(shè)備——為研究超重車輛對杭州灣跨海大橋橋面造成的影響，本項(xiàng)目在南岸出口方向安裝高速動(dòng)態(tài)秤重檢測設(shè)備，在不影響車輛正常行駛的情況下，快速檢測出超重車輛，并通過配套的車輛抓拍系統(tǒng)及超限報(bào)警裝置對超限車輛進(jìn)行警示及統(tǒng)計(jì)。

　　緊急電話及有線廣播設(shè)備——項(xiàng)目采用有線廣播和緊急電話綜合利用系統(tǒng)，橋上緊急電話既可向監(jiān)控中心通報(bào)緊急時(shí)間，又可監(jiān)聽橋上廣播效果，當(dāng)大橋重點(diǎn)區(qū)域(南航道橋、北航道橋、海中平臺(tái)兩側(cè))發(fā)生交通阻塞、交通事故或火災(zāi)等緊急情況時(shí)，監(jiān)控分中心可以通過大橋有線廣播系統(tǒng)在相應(yīng)區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行廣播，指揮調(diào)度、疏導(dǎo)交通和組織救援等。

　　航空保障燈設(shè)備——項(xiàng)目在三個(gè)索塔上分別設(shè)高光強(qiáng)障礙燈6套、霹靂閃光燈18套。

　　監(jiān)控分中心

　　監(jiān)控中心設(shè)備是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，是交通監(jiān)控、保安監(jiān)控、航空保障、除濕機(jī)監(jiān)控、有線廣播、橋梁健康與安全檢測以及公共信息服務(wù)等系統(tǒng)的管理控制中心。監(jiān)控中心將所有數(shù)據(jù)集中處理后，形成公眾信息服務(wù)終端。

　　這三部分共同組成了杭州灣跨海大橋監(jiān)控管理系統(tǒng)，監(jiān)控中心管理系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集和發(fā)布信息至外場設(shè)備，同時(shí)在監(jiān)控中心各子系統(tǒng)既相對獨(dú)立又相互聯(lián)系，共同組成一個(gè)具有完整性和綜合性的大橋監(jiān)控系統(tǒng)。

　　綜合監(jiān)控平臺(tái)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

　　杭州灣跨海大橋監(jiān)控系統(tǒng)總體目標(biāo)是對大橋道路交通、通航道、橋梁自身安全、大橋供配電、照明等各個(gè)方面進(jìn)行綜合監(jiān)控，為大橋的順利運(yùn)營提供安全保障和決策支持。

　　杭州灣跨海大橋監(jiān)控管理人員日常監(jiān)控業(yè)務(wù)包括：值班長處置交通事件業(yè)務(wù);監(jiān)控員處理交通誘導(dǎo)信息發(fā)布業(yè)務(wù)、視頻巡檢業(yè)務(wù)、設(shè)置交保路線的攝像機(jī)預(yù)置位業(yè)務(wù)、對設(shè)備的維護(hù)保障業(yè)務(wù);交通分析人員分析歷史數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、運(yùn)行維護(hù)人員管理數(shù)據(jù)質(zhì)量業(yè)務(wù)、維護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、系統(tǒng)維護(hù)業(yè)務(wù)等。為了提高監(jiān)控管理人員工作效率，綜合操作平臺(tái)必須是一個(gè)基于智能交通地理信息系統(tǒng)的綜合性操作平臺(tái)。平臺(tái)中包含數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備控制、道路狀態(tài)監(jiān)控、交通誘導(dǎo)和指揮、人工確認(rèn)狀態(tài)的發(fā)布、自動(dòng)檢測事件和狀態(tài)的確認(rèn)和發(fā)布、靜態(tài)地理數(shù)據(jù)的查詢及更新、以及報(bào)警信息提示等應(yīng)用，是以系統(tǒng)主數(shù)據(jù)庫和GIS應(yīng)用數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的綜合性操作監(jiān)控平臺(tái)。因而上海電科智能針對杭州灣跨海大橋提出了綜合性多專業(yè)成套的大橋綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)(SEITS-BISCS)整體解決方案。

　　SEITS-BISCS系統(tǒng)以杭州灣大橋運(yùn)營管理業(yè)務(wù)流程為設(shè)計(jì)主線,包括業(yè)務(wù)主線、運(yùn)維主線、服務(wù)主線。三條主線，既相對平行工作，又互相支持，其中運(yùn)維是保障，業(yè)務(wù)是核心，服務(wù)是目標(biāo)。針對這三條工作主線，系統(tǒng)采用了管理中心、區(qū)域控制、現(xiàn)場控制多級管理，子系統(tǒng)之間既互相相對獨(dú)立，又在統(tǒng)一的基礎(chǔ)信息設(shè)施和信息共享交換體系之上，組成一個(gè)有機(jī)的完整的整體,有力地保障了大橋運(yùn)營的安全、環(huán)保、高效和經(jīng)濟(jì)。

　　后期運(yùn)營保障規(guī)劃

　　杭州灣跨海大橋通車后將縮短寧波至上海間的行程120余公里，形成以上海為中心的江浙滬兩小時(shí)交通圈，因而交通流量會(huì)非常大，監(jiān)控系統(tǒng)將起到通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)提高預(yù)警和緊急救援質(zhì)量作用。

　　首先是突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，將信息告知給杭州灣跨海大橋的當(dāng)前出行者或計(jì)劃出行者，以降低突發(fā)事件對交通的影響，或避免引發(fā)二次事故，減少事件損失和嚴(yán)重程度。事件告知可通過下列方式實(shí)現(xiàn)：交通廣播;路側(cè)廣播;可變情報(bào)板;電話、短信、互聯(lián)網(wǎng)等。突發(fā)事件的告知通過軟件支撐，例如，提示事件告知的內(nèi)容，提供事件告知的途徑或方式，或通過路側(cè)廣播、可變情報(bào)板直接下發(fā)事件告知指令，或借助相應(yīng)的通訊保障，比如利用電話、短信、互聯(lián)網(wǎng)、交通廣播進(jìn)行應(yīng)急事件信息告知。

　　在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，杭州灣跨海大橋應(yīng)及時(shí)在監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、供水測控自動(dòng)化系統(tǒng)等系統(tǒng)間進(jìn)行信息共享，實(shí)施應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，并在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)各盡其責(zé)，互通有無，發(fā)揮組合優(yōu)勢。保障信息的及時(shí)上傳和指令的有效下達(dá)，同時(shí)需要掌握杭州灣跨海大橋結(jié)構(gòu)、交通等基礎(chǔ)信息，以及應(yīng)急救援物資、救援機(jī)構(gòu)、救援力量、應(yīng)急預(yù)案的準(zhǔn)備情況，以便指揮救援時(shí)作出有效的應(yīng)急處置措施。

　　由于許多突發(fā)事件有相關(guān)的專業(yè)救援部門，有的還涉及到多個(gè)部門。例如,主橋上因交通事故導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸，就牽涉到交通、路政、交通管理、消防、醫(yī)院等部門，這時(shí)候需要及時(shí)聯(lián)系相關(guān)救援部門，協(xié)調(diào)各部門之間的行動(dòng)，在各部門之間實(shí)行信息共享。因而杭州灣跨海大橋在制定內(nèi)部協(xié)作機(jī)制時(shí)，救援流程堅(jiān)持流程簡明、責(zé)任明確的方針，明確以監(jiān)控中心為總體協(xié)調(diào)，以監(jiān)控綜合平臺(tái)軟件為支撐，其它部門支援的策略，減少一切不必要的聯(lián)絡(luò)環(huán)節(jié)，確保救援高效、實(shí)用。

　　結(jié)語

　　杭州灣跨海大橋，工程規(guī)模大，自然環(huán)境惡劣，并且建設(shè)目標(biāo)要求高，集成以及運(yùn)行管理難度大，在項(xiàng)目建設(shè)初期，項(xiàng)目面臨諸多的挑戰(zhàn)，經(jīng)過努力得以一一克服。目前，該項(xiàng)目經(jīng)過1年多的運(yùn)行，整體取得了顯著的監(jiān)控、控制效果，提高了大橋管理局監(jiān)控中心管理的工作效率，縮短了聯(lián)動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。