近段时间,交通运输部公路局组织专业技术力量下沉一线,开展公路监测预警能力专项提升技术帮扶,进一步防范化解公路安全运行风险,并归纳总结出19项47个公路自然灾害监测预警技术装置优秀案例。为展示帮扶组和各地公路管理部门完善资源整合渠道、加快布设现代化监测预警设备的创新举措和显著成效,本系列将陆续刊发部分重点案例。
安徽
“水幕阻拦”防止二次事故发生
在2025年度全国公路交通部省联合应急演练暨推进汛期公路安全风险管控工作交流座谈中,巢黄高速公路桃花潭隧道的“智能柔性预警阻拦系统”演示了三级告警机制,10秒启动“水幕阻拦”,2分钟完成车辆疏散,展现出科技应急的精准响应能力。
今年年初,安徽省交通运输厅在桃花潭隧道部署了水幕柔性预警系统,融合“声—光—影”多元感知与柔性封闭技术,实现了事故秒级识别、入口柔性封控、远程联动控制与导航分流一体化管理,打造了隧道场景下的智能化应急防控新模式。
作为安徽省第一长隧道,桃花潭隧道车流密集,如遇突发事故,易引发追尾、拥堵或二次事故。水幕柔性预警系统上线后,事故响应时间从5分多钟缩短至30秒以内,事故处置效率提升90%。洞口前方急刹车频次明显下降,上线至今未发生一起二次事故,极大提升了隧道安全运营水平。
水幕柔性预警系统由水幕成像、洞外预警、远程控制三大子系统组成。水幕成像系统通过调节喷淋水压与流量,生成高可见性水幕屏障,同时投影警示图案,兼具物理阻停与视觉提示功能;洞外预警系统在隧道外2公里范围内布设情报板、警示灯、轮廓灯与广播设备,形成“预警—减速—停车”的三级预警引导区间;控制管理平台支持AI异常识别与远程一键联动,事故信息在1分钟内可同步至高德地图等导航平台,有效疏导车流,形成“监测—预警—拦截—分流”的闭环管理机制。
安徽省的首次成功部署,验证了水幕柔性预警系统具备四大功能与五项创新机制,能实现水幕柔性封闭、洞外多级预警、远程智能响应及导航平台联动,并具备无碰撞拦截、秒级反应、车道精准封控、云端一键调度等优势,适用于特长隧道、高车流隧道及灾害高发区域隧道,将为全国智慧隧道管理提供经验示范。
湖北
立体巡检技术将灾害响应速度提升50%
为破解山区高速公路灾害隐患识别难、响应慢、巡检成本高等难题,湖北交投集团在湖北省交通运输厅的指导下,自主研发部署“无人机+智能机巢+云端平台”三位一体灾害巡检技术,构建起全天候、自动化、智能化的立体灾害监测与应急处置体系。
今年6月,受连续强降雨影响,呼北高速公路(保宜襄阳段)上行K1337+400边坡监测系统发出预警。5分钟内,无人机抵达现场巡检,并实时回传高清影像与毫米级位移数据。经现场核查确认存在滑坡风险,应急处置组立即封闭外侧车道,并采用锚杆加固与坡面排水等紧急措施,12小时内完成了险情初步控制。该试点实现灾害响应速度提升50%,有效保障了高速公路主线通行安全。
据了解,“无人机+智能机巢+云端平台”三位一体灾害巡检由硬件、软件和通信三层构成,具备自动巡检、智能分析、应急联动三大能力,支持5分钟内响应、毫米级位移识别、全天候多机协同作业。该技术适用于复杂地质路段、特长桥梁、大车流高速及极端天气场景,可通过“光伏+储能”自供电方式部署于山区。
截至目前,湖北省已在呼北、杭瑞、沪渝等高速公路部署近20套设备,今年还将覆盖武汉周边高速公路,并逐步实现全线推广。“该技术的应用使巡检频次提升10倍,人力投入减少50%,灾害发现时间从数小时缩短至30分钟,显著提升了高风险区段的预警效率与安全保障能力。”湖北交投无人机项目技术负责人介绍。
贵州
感技术更好监测隐蔽高危点位
在蓉遵高速公路习水县土城停车区路段,技术人员运用InSAR遥感监测技术监测到边坡位移变形加速迹象,变形速率达每月5毫米,触发地质灾害红色预警。现场核查后,发现该处存在滑坡体前缘裂缝扩展及支挡结构局部变形,养护部门采用临时锚固+排水疏导方案,成功避免滑坡事故……今年汛期,依托InSAR遥感监测技术,贵州省交通运输部门构建的“精准预警—快速处置—群众避险”闭环管理体系,有力保障了群众安全便捷出行。
为破解贵州复杂山地公路地质灾害隐患难识别、难监测、难预警的技术难题,贵州省交通运输厅联合技术单位在遵义、毕节等区域部署InSAR遥感监测技术。该技术以“多源数据获取—干涉处理分析—形变反演—实地核查—灾害评估”为主线,构建了高精度、广覆盖、智能化的隐患识别与动态预警机制。
数据显示,InSAR遥感监测技术自部署完成,已累计解译7期数据,排查出440处潜在隐患点,经外业核查确认46处高风险点,其中已有4处进入治理设计阶段。经分析,重点隐患监测结果与地质灾害易发区高度重合,充分验证了该项技术的可行性与科学性。
InSAR遥感监测技术具有成图快、干扰少等优势,为贵州省公路边坡、采空区、路基及下边坡提供了高效的形变识别手段,能有效补充人工巡查无法触达的隐蔽高危点位,支持动态风险预警和趋势评估。在此基础上,InSAR遥感监测技术融合长波与中波SAR影像,突破高陡地形与植被遮挡限制,实现毫米级形变监测,适用于边坡滑移、沉降、滑坡体等灾害隐患排查。
在此基础上,贵州省已经初步建立了基于InSAR的公路全路网地质灾害风险排查机制,具备省域推广价值,为构建安全、智慧、高效的公路监测预警体系提供了实践经验与技术模板。
福建
“哨兵”值守风险路段
今年以来,福建省高速集团依托自主研发的路桥灾害监测哨兵系统,在全省多处高风险高速路段成功部署了桥梁与边坡灾害预警设施。该系统借其多参数融合感知与实时联动能力,已在多场实战场景中完成风险识别和预警响应,保障了重点桥坡段行车安全。
“通过实桥拆除试验验证有效性后,路桥灾害监测哨兵系统已先后在省内38处风险路段中成功部署。此外,省内136座高速公路中小桥群也已完成哨兵系统设计方案,湖南等地也同步展开跨省试用。”福建省高速集团工作人员介绍。
据了解,路桥灾害监测哨兵系统依托断路监测仪与倾角振动监测仪两类核心设备,结合结构耦合的电路状态、振动和姿态数据,实现灾害事件的定性与定量双重判别机制。其中,断路监测仪是一种覆盖面广、成本低的兜底感知设备,最远可监测3公里区域,具备无线通信、自动组网及自补电源功能,适用于快速部署与复杂现场条件。而倾角振动监测仪则聚焦结构姿态变化,融合倾角、加速度、温度等4类传感参数,可对桥梁桥墩或边坡体实现毫米级动态感知,具备IP67级防护能力,适应野外长期运作需求。
在此基础上,路桥灾害监测哨兵系统采用“一线一仪”复合布设策略,当感知线被拉断或设备检测到姿态异常等多参数共振信号时,即自动触发垮塌或滑坡预警,并可联动现场声光报警器进行边缘预警。
项目测算显示,相较GNSS、毫米波雷达等传统方案,路桥灾害监测哨兵系统总体成本可降低60%至90%,单设备成本仅需数千元,也极大缓解了山区风险路段灾害监测的资金压力,为高速公路安全运行提供了可复制、可推广的技术样板。
广西
微变监测雷达动态感知亚毫米级边坡形变
今年汛期,在广西百色田西路和都巴路那良边坡等多个地质灾害隐患治理工程中,一套由广西交通运输厅推动部署的便携式微变监测雷达系统发挥了关键作用。该系统基于合成孔径雷达与雷达干涉成像技术,可实现全天候、全覆盖、亚毫米级的边坡形变量动态感知,为边坡施工安全和应急预警提供有力支持。
在田西路K40+426-K40+696右侧滑坡治理项目中,监测雷达从坡脚至坡顶实施全域监控。开展削坡减载作业时,便携式微变监测雷达能及时捕捉到格梁区位移加速及“活跃滚石槽”等异常信息,辅助作业单位及时调整施工节奏,保障人员与设备安全。监测数据显示,局部累计变形达200至220毫米,为橙色预警等级,坡底区域最大变形0至50毫米,为黄色预警等级。
在都巴路那良边坡项目中,便携式微变监测雷达系统实现了连续动态监测,自4月起4次预警及时传达风险信号。项目单位据此采取了加设锚筋桩等措施,成功避免了边坡垮塌。
据悉,便携式微变监测雷达系统主要由雷达收发、伺服控制、图像分析软件等组成,具备360度扫描能力,可在数平方公里范围内提取上百万监测点,实时输出雷达云图及形变信息。通过.Net Framework4.0架构与TCP/IP通信,系统集成快速部署、远程控制、实时上传、双重加密等功能,具备便携、高效、安全、稳定等技术优势。
目前,该系统已广泛应用于广西重点交通项目,在公路边坡、隧道、桥梁、大坝等场景具有良好的推广前景,凭借其面域覆盖、实时反馈与多源集成的技术特性,正逐步成为复杂边坡治理与灾害防范中的关键感知设备。
四川
“机械联动触发”实现本地预警和远程报警
近日,四川省交通运输厅在多条地质灾害隐患突出的高速公路上完成了桥梁损毁紧急示警装置的布设工作。该装置基于机械联动触发设计,即使在极端环境导致电力、通信中断的情况下,仍可实现本地声光预警和远程报警信号回传,为极端灾害场景下的桥梁垮塌预警提供可靠保障。
目前,该系统已在雅西、雅康、九绵、汶马等12条高速公路布设69处跨沟段,共安装111套装置,形成了覆盖面广、响应迅速的区域性防灾预警网络。典型应用包括成都绕城高速公路府河大桥、雅康高速公路日地沟保通桥梁等关键点位,模拟测试中均实现3秒内示警、5秒内报警信号传输,有效验证其实战应急能力。目前,该系统正计划在沿江高速公路进一步推广,预计新增150余套。
桥梁损毁紧急示警装置由联动装置、感应装置、示警装置与信息报警装置组成,核心结构为纵向网索,通过与桥梁主梁连接形成感知回路。一旦发生坍塌或落梁事件,网索拉动插销脱落,3秒内触发本地“机械式+声光式”多级示警,5秒内通过公网将报警信息发送至监控中心,实现“现场示警+远程预警+语音提醒”三同步机制。
相比传统电子感知设备,桥梁损毁紧急示警装置无需依赖电力与通信网络,不受风雪雷电、泥石流等极端天气影响,适用于跨山洪沟、泥石流沟及强降雨冲击等环境,此外,该装置建设与维护成本低,具备较高的性价比与工程推广价值。
责编丨梁晨静
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