探究高速公路安全管理的触手——机电系统之广播篇

探究高速公路安全管理的触手——机电系统之广播篇

岳川1，罗斌辉2

（1.浙江嘉绍跨江大桥投资发展有限公司，浙江 绍兴 312000；2.绍兴市公安局高速公路交通警察支队三大队，浙江 绍兴 312000）

摘要： 数字交通的发展日新月异，但直接触及现场人员的手段仍然欠缺。数字广播系统，是为数不多的可实现信息定向传达的最直接、高效、经济的手段之一。目前机电系统的建设，为广播系统的应用推广提供的现实基础。

关键词：数字交通；广播系统；高速公路应急管理。

一、引言

随着科技的发展和行业应用的不断进步，特别是交通强国战略要求的不断提高，高速公路管理的数字化、智能化进程日新月异。但就目前国内交通行业的应用深度和管理水平而言，在诸多的机电设备系统和手段中，能真正实现与路上司乘人员即时交互，对现场直接精准干预的手段仍显不足，多数仍是通过电话等传统手段以及情报板、短信、导航等覆盖性方式实现信息传达。广播系统正是为数不多的可实现信息定向传达的最直接、高效、经济的手段之一。

二、行业现状

在传统的道路交通设计规范和惯例中，广播系统的应用程度不高，一般集中在隧道、特大型桥梁、收费站、服务区等特定区域，近年来逐渐拓展到互通以及一些重点路段，可用以播放预先制作的音频文件，也可即时人工进行喊话。但在道路主线上，除了隧道空间有限，环境条件较好外，桥梁、互通乃至普通高速的应用受环境影响较大，依据原设计标准建设的广播系统实际的效果有限。

二、难点和不足

广播系统在高速公路的实际应用中，主要体现了以下问题：

1.音效难以全车道覆盖。常规广播的设置一般均在道路右侧，有效范围要求覆盖到全车道全部车辆。但在实际应用中，由于主线噪音较大（基本在50db～70db之间，与现场环境、车辆密度及风力有关），单侧广播难以兼顾全部车道。以单向四车道+应急车道的高速为例，经现场实测，道路右侧的广播功率需要达到150w左右才能保证一车道上正常行驶的小车内人员能够听清右方的广播内容，但仍需要相邻两个广播的间距保持在约50米以内。如此大的功率和安装密度，会对三四车道的车内人员造成明显的噪音干扰。如考虑三四车道行驶的车内人员的舒适度，则广播功率只能在100w左右，但此功率下一车道正常行驶的小车内人员已无法听清广播的内容。如道路两侧同时安装，道路左侧一般没有其他机电设备，需专门敷设光电缆和浇筑基础，建设成本将大幅增加，且后续维护维修风险和难度较大。

2.推广难度较大。普通高速的沿线机电设施较少，如单独加装广播，需要专门浇筑基础，同时设备用电和信号传输都需要专门敷设光缆电缆，一次性投入较大。但随着数字交通的不断发展，普通高速沿线设施不断增加，此类情况逐渐好转。

3.易产生噪音污染。普通高速沿线多数有居民，较大功率的广播长时间开启容易产生噪音污染，继而引发投诉。广播安装的角度、密度不当，也容易出现噪音污染。

三、应用案例

嘉绍大桥横跨钱塘江，是连接绍兴嘉兴两市的主要公路通道，全长10.137公里，双向八车道，限速100km/h，日均流量5万辆以上。大桥从2013年起即尝试使用广播系统辅助交通安全管理，在多年的探索和实践中积累了一定的经验，总结出了一套行之有效的使用方式。

大桥建设期间即设计安装了桥面广播系统，但功率较低（仅30w），功能单一，且故障率较高，故一直未能较好地发挥作用。

2020年，大桥公司着手对广播系统进行了全面改造，通过对工作场景、作用对象、期望效果等方面的综合分析判断，结合行产品性能、自然环境、原有基础等特点，制订了科学详细的改造方案。改造选用数字化控制系统，按单侧70米间距，在全桥外侧护栏（道路右侧）上部署了298处100w的强指向性喇叭；同时考虑控制范围、故障影响等因素，喇叭与功率放大器数量按2:1配置；针对嘉绍大桥高湿度高盐分的工作环境，所有外场设备均选用了铝制防腐蚀外壳，防护等级均达到IP65以上，并自主设计了功率放大器工作箱。本次改造包含如下重点：

1.对作用目标重新进行了甄别。嘉绍大桥上货车基本在三四车道内行驶，该部分车辆的驾驶员为右侧广播的优先接收对象和主要作用对象，用以防止其疲劳驾驶，或提醒停车、低速行驶的车辆的司乘人员。经现场测试，三四车道的车内人员可以清楚接受右侧广播的语音内容；一二车道上车辆在正常行驶时，车内人员对右侧广播的语音内容难以清楚分辨，但对警笛的声音能够清晰接收，能够起到警示作用；一车道的车内人员在车辆停止或低速行驶时也能较为清楚地接收右侧广播的语音内容。因此无需强求在一二车道正常行驶的车辆中的人员能够听清广播内容，只需能够接收到警笛声即可。（由于环境噪音较大，现场音量的测量无法区分是环境噪音还是广播音量，故不以分贝量作为衡量标准。）

2.对安装密度进行了实地测试。相邻的喇叭如果距离过近，则会彼此相互干扰，不但听不清内容，还会形成回音或噪音；如果距离过远，则作用范围之间存在盲区。例如，相邻两只喇叭的间距为30米，只要人员不在两只广播之间的位置，两只喇叭的声音传入同一人耳中的时差达0.1s左右，人耳无法清晰分辨内容。经过多次现场测试，判断出在大桥常年有风的环境下，选用的产品对三四车道内正常行驶车辆人员的有效接收范围是：指向性喇叭面向来车方向30°左右，正方向65米范围内，反方向10米以内。故选用70米的间隔距离能够较好地避免相互干扰或产生明显盲区。

3.因地制宜制定使用方式。嘉绍大桥横跨钱塘江，周边居民较少。广播系统改造后，大桥公司为减少夜间疲劳驾驶，每天夜间对北引桥和主桥广播全部开启播放警笛；南引桥因桥下有居民，故正常夜间不开启。在发生堵车、事故、违章停车、行人等异常情况时，开启事发点起至后方一公里范围内的广播，根据具体情况播放语音提醒或警笛等内容。

经过此次改造，嘉绍大桥广播系统的使用效果显著提升。以往发现违章停车时，需要根据车牌查找车主电话，再通过电话提醒驶离，最快也需1分钟以上；通过广播系统提醒后，正常可在半分钟内劝离违停车辆；对于事故、抛锚车辆，通过广播提醒车辆靠边、车上人员避险、对后方车辆警示，也有效降低了次生事故的发生的概率。此外，夜间播放警笛能够对疲劳驾驶明显起到提醒作用。

四、思考和建议

尽管嘉绍大桥机电设备的安装环境和应用基础相对优于普通高速公路，但参考其应用实践，可以总结出以下经验在普通高速公路上加以借鉴：

1.树立大系统思维，统筹规划，总体布局。对于普通路段，增加单一系统的一次性投入较大。可以系统性考虑监控、照明、收费、广播、情报板、卡口等各类系统设备的加密提升，在光缆、电缆、门架、基础等方面统一规划，多杆合一，即降低了单一项目的成本，也进一步完善了机电设备应用的基础，为后续设备的增加预留条件。

2.深入结合实际，合理规划和使用。结合路段自然环境、路面宽度、车流量、车型结构、基建条件等特点，科学合理选择广播的功率、间距以及其他相关指标，以实现最佳设备效果。在使用时也应针对不同情况有所区分和侧重，精细化运作；在周边有居民的地区，应注意调整功率和方向，尽量避免扰民。

3.立足技术前沿，拓展新的应用模式。目前最新的广播系统已实现了较高程度的数字化管理，后续可以考虑与数字孪生、车路协同、交通态势平台等数字交通热点相结合，通过数据分析总结，进一步提高设备精细化应用的深度，也能有效提升维护维修效率，降低维护成本。

五、结束语

通过实际案例可以看到，广播系统的合理布设和使用，能够通过有限的成本投入对现场进行有效干预，从而做到对突发情况进行快速处置，减少次生事故的发生，真正实现科技设备对高速管理的助推提升作用，有效提升高速公路的交通安全管理水平，值得业内借鉴和推广。

1刘隐春. 高速公路养护施工安全管理措施探究.工程地质学,2022-04.

2闫峥. 高速公路施工安全管理.工程地质学,2021-07.

3魏友安. 高速公路施工安全管理.,2023-10.

4潘来有. 高速公路施工安全管理.,2023-10.

5黄忠明. 高速公路施工安全管理.建筑理论,2022-07.