وقتی تونل باهوش می‌شود!

وقتی تونل باهوش می‌شود!

گروه اجتماعی- داستان 30ماهه تونل‌توحید روز 12بهمن به آخر رسید و این تونل با وجود تمام سنگ‌هایی که در مسیرش بود راه خود را از شمال خیابان باقرخان تا خیابان آذربایجان در بزرگراه شهیدنواب بازکرد. شاید شما هم یکی از کسانی باشید که از سر کنجکاوی گذری به تونل کرده و این پروژه را از نزدیک دیده‌اید. همان‌طور که اخبار منتشره در روزهای گذشته تایید می‌کند؛ عملیات بازگشایی 2رمپ ورودی و خروجی تونل‌توحید تاثیر عمده‌ای بر وضعیت ترافیک منطقه داشته است، اما این تنها ویژگی خاص تونل‌توحید نیست. تلاقی این تونل با خطوط مترو باعث شده مطالعات فنی این پروژه در سطح بالایی انجام شود. هم‌چنین نصب سیستم‌های کنترلی هوشمند از ویژگی‌های منحصر به فرد تونل‌توحید است. در این گزارش این سیستم‌ها را معرفی کرده‌ایم.

تونل‌توحید شامل 2رشته تونل به طول 2136متر است که هر یک 3خط عبوری دارد. این تونل به عنوان گذرگاهی مهم و کلیدی شمالی-جنوبی نقش به‌سزایی در عبور ترافیک شهر تهران ایفا می‌کند. به اعتقاد سیدجعفر‌‌تشکری‌هاشمی، معاون حمل‌ونقل و ترافیک شهرداری تهران با توجه به حجم بالای ترافیک عبوری این گذرگاه، لزوم اتخاذ تدابیر ویژه مدیریت و نظارت بر ترافیک در این تونل از اهمیت بالایی برخوردار است: «طبق استانداردهای روز دنیا برای تونل‌های با طول بیش از یک‌کیلومتر، طیف وسیعی از سیستم‌ها و تجهیزات هوشمند طراحی می‌شوند، زیرا بروز گره‌های ترافیکی در داخل تونل‌ها، به‌ویژه تونل‌های شهری و با وقوع سوانح و تصادفات نوعا آثاری به مراتب شدیدتر و دامنه‌دارتر از سوانح و رویدادهای مهم ترافیکی در فضاهای باز در طول شبکه معابر به‌بار می‌آورند. به عبارت دیگر بروز یک رویداد می‌تواند بخش عظیمی از شبکه معابر پیرامون را تحت‌تاثیر قرار دهد. از همین‌رو در تونل توحید به عنوان یکی از بزرگ‌ترین و پرترافیک‌ترین تونل‌های خاورمیانه، طیف وسیعی از سیستم‌ها و تجهیزات هوشمند در قالب سیستم‌ها و تجهیزات ترافیکی، سیستم‌ها و تجهیزات تاسیساتی و اتاق مدیریت و کنترل محلی در نظر گرفته شده است». در احداث و تجهیزات مورداستفاده در تونل‌توحید از تکنولوژی و دانش فنی و ی روز بهره گرفته شده که ازجمله آن‌ها 70عدد جت‌فن، 11اگزوزفن برای تهویه و خروج هوای آلوده و ورود هوای تازه به تونل، ژنراتورهای اختصاصی و اضطراری برق که درصورت قطع برق تهران و شبکه سراسری به ‌صورت خودکار برق تونل را همواره روشن نگه داشته و قطع برق را جبران خواهد کرد، تأمین روشنایی استاندارد و پیش‌‌بینی تنظیم نور طبیعی بیرون و نور مصنوعی داخل تونل(عدم‌ خیرگی)، تعبیه شبکه‌های فاضلاب و هم‌چنین نصب بیش از 3هزار شمع و بیش از 25هزار قطعه بتونی و نصب سیستم هوشمند و محاسبه دقیق و مقاوم‌سازی‌ تونل در مواجهه با زلزله و تکان‌های تخریبی ناشی از گسل‌هاست.

1-سیستم کنترل هوشمند روشنایی

یکی از عوامل مهم در بروز سوانح و تصادفات در داخل تونل‌ها، نامناسب بودن سطح روشنایی فضای داخل تونل و نیز عدم تناسب سطح روشنایی و شدت آن نسبت به محیط بیرون از تونل است. یعنی هنگامی‌که رانندگان وارد تونل می‌شوند اگر محیط داخل تونل خیلی تاریک‌تر از بیرون باشد ممکن است نتوانند در مدت زمانی که چشم، خود را با میزان کم نور تطبیق می‌دهد، خودرو را کنترل کنند. همین اتفاق هنگام خروج از تونل نیز ممکن است رخ دهد. یعنی نور بیش از حد داخل یا خارج از تونل، می‌تواند تشخیص موقیعت راننده را به تاخیر بیاندازد، اما سیستم کنترل هوشمند روشنایی می‌تواند با توجه به نور بیرون میزان نور داخل تونل را تنظیم کند. به گفته معاون حمل‌ونقل و ترافیک شهرداری تهران برای تونل توحید سیستم کنترل هوشمند سطح نور طراحی شده است. به طوری که این سیستم هوشمند میزان روشنایی داخل تونل را براساس سنجش لحظه‌ای شدت نور و تناسب نور داخل و خارج از تونل تنظیم می‌کند.

2-سیستم هوشمند تهویه تونل

کنترل و سنجش مستمر سطح آلاینده‌های داخل تونل با توجه به پیش‌بینی ترافیک فزاینده آن امری کلیدی است. در شرایطی که سرعت حرکت خودروها در تونل به دلیل بروز تصادفات و یا حجم بالای خودروها کند شود باید مراقب کیفیت هوای داخل تونل بود. بنابراین یک تونل شهری بزرگ مثل تونل‌توحید به سیستمی ‌نیاز دارد که به صورت هوشمند این کیفیت را بسنجد. مهم‌ترین فاکتوری که در سیستم هوشمند تهویه تونل‌توحید به صورت مستمر کنترل می‌شود، سطح مونوکسید کربن است که به عنوان یکی از گازهای بسیار خطرناک و کشنده شناخته می‌شود. سیستم تهویه به گونه‌ای طراحی شده است که آثار کیفیت هوای محیط خارج از تونل بر محیط داخل تونل را با توجه به تفاوت دمای 2محیط به حداقل می‌رساند. سیستم تهویه تونل توحید شامل زیرسیستم‌های سنجش سرعت حرکت هوا و 3نوع شناساگر مختلف شامل حسگرهای مونوکسیدکربن، حسگرهای سنجش سطح اکسیدهای نیتروژن، حسگرهای سنجش برد دید محیطی و حسگرهای جریان هوا است.

3-سیستم تلفن اضطراری(SOS)

وجود یک مرکز کنترل محلی در تونل‌توحید این امکان را به شهروندان می‌دهد که با ذهن آرام و خیال راحت از دورن این تونل عبور کنند. شما به عنوان راننده می‌توانید مطمئن باشید، بروز هر سانحه و یا اتفاق غیرمترقبه‌ای در تونل‌توحید کمترین آسیب را برایتان خواهد داشت. زیرا امدادرسانی در این محیط به دلیل وجود یک مرکز کنترل محلی در سریع‌ترین زمان ممکن انجام می‌شود. البته برای برقراری ارتباط مستقیم با این مرکز به‌جز دوربین‌های کنترل نظارتی، امکانات دیگری فراهم شده است. به گفته تشکری‌هاشمی به منظور اطلاع‌رسانی سریع سوانح و رویدادهای مهم و بحرانی تونل به مرکز کنترل محلی آن، در داخل تونل به فواصل هر 200متر و در فضای بیرونی در مجاورت هر یک از ورودی‌ها یک دستگاه تلفن اضطراری نصب و راه‌اندازی شده است: «همگی این دستگاه‌ها از طریق علایم نورانی که به راحتی توجه رانندگان را به خود جلب می‌نمایند، مشخص شده‌اند و از قابلیت ارتباط دوسویه برخوردارند».

4-سیستم نظارت تصویری(CCTV)

علاوه بر دستگاه‌های تلفن اضطراری که رانندگان را به مرکز کنترل محلی تونل‌توحید وصل می‌کند، سیستم‌های نظارت تصویری نیز در تونل‌توحید نصب شده است. معاون حمل‌ونقل و ترافیک شهرداری تهران درباره این سیستم توضیح می‌دهد: «هدف از استقرار سیستم نظارت تصویری(CCTV)، ایجاد پوشش کامل نظارت تصویری محدوده داخلی تونل و مسیرهای ورودی و خروجی آن است تا اپراتورهای مستقر در مرکز کنترل محلی تونل‌توحید به سرعت از ابعاد مختلف رویدادها و سوانح باخبر شده و بتوانند مناسب‌ترین اقدام را در ارتباط با این رویدادها در دستور کار خود قرار دهند. این امر سرعت امدادرسانی را در تونل‌توحید به شدت بالا می‌برد». به گفته ‌‌تشکری‌هاشمی سیستم نظارت تصویری (CCTV) یکی از ابزارهای مهم سیستم خودکار تشخیص سوانح (AID) است. به همین دلیل دوربین‌ها در فواصل 150متری در داخل تونل نصب ‌می‌شواند. این در حالی است که تمامی دوربین‌ها دیجیتال و مبتنی بر فن‌آوری VIDEO OVER IP کار می‌کنند.

5-سیستم خودکار تشخیص سوانح(AID)

درحالی که سیستم‌های نظارتی تنها می‌توانند تصاویر مربوط به اتفاقات داخل تونل را به مراکز کنترل منتقل کنند، در تونل‌توحید امکان دیگری فراهم آمده است تا علاوه بر انتقال تصاویر، سرعت تشخیص سوانح نیز بالا برود. به این معنی که سیستم خودکار تشخیص سوانح(AID) در تونل‌توحید راه‌اندازی شده‌است. این سیستم که برای اولین‌بار در یک تونل شهری مورداستفاده قرار می‌گیرد، از الگوریتم‌های پردازش تصویر برای استخراج اطلاعات از تصاویر دوربین‌های نظارت تصویری استاندارد بهره می‌جوید. مهم‌ترین خروجی‌های ماژول‌های مختلف این سیستم تشخیص خودکار تصادفات است. علاوه بر آن تشخیص خودروهای با حجم بار غیرمجاز، تشخیص خودروهای متوقف شده و خودروهای حرکت‌کننده در مسیر خلاف جهت نیز به وسیله این سیستم به صورت هوشمند انجام می‌شود. در سیستم خودکار تشخیص سوانح(AID) پیش‌تعریف محدوده‌هایی که گره‌هایی ترافیکی دارند و یا هر نوع سانحه دیگری در آن‌ها به وقوع پیوسته، امکان‌پذیر است.

6-سیستم‌های اطلاع‌رسانی و هشدار

نصب و راه‌اندازی سیستم‌های مختلف اطلاع‌رسانی و هشدار، به منظور آگاه کردن رانندگان از وضعیت لحظه‌ای تونل و یا وقوع تصادفات و سوانح در دستور کار ان تونل‌توحید قرار داشت که اکنون همه آن‌ها کار می‌کنند. مهم‌ترین زیرسیستم‌های در نظر گرفته شده در این بخش سیستم کنترل خط عبوری(LANE CONTROL SYSTEM)، چراغ‌های راهنمایی و هشدار، تابلوهای متغیر خبری(VMS)، تابلوهای متغیر اعلام سرعت مجاز(Variable speed limit signs) و تابلوهای اطلاع‌رسانی خروجی‌های اضطراری است. به گفته ‌‌تشکری‌هاشمی تابلوهای متغیر خبری طراحی شده برای این تونل مبتنی بر فن‌آوری LED تمام رنگی است که امکان نمایش پیام‌های متنی و گرافیکی با وضوح بالا بر روی آن‌ها میسر است. مزیت سیستم‌های اطلاع‌رسانی و هشدار این است که نه تنها از وقوع حوادث جلوگیری می‌کنند، بلکه در هنگام بروز حادثه مانع از گستردگی دامنه آن می‌شوند. در نتیجه خسارات ناشی از سوانح کاهش پیدا می‌کند.

7-سیستم کنترل و تشخیص ارتفاع غیر مجاز(OHD)

یکی دیگر از سیستم‌های کنترلی هوشمند نصب شده در تونل‌توحید، سیستمی ‌است که می‌تواند ارتفاع خودروهای عبوری را تشخیص بدهد. این سیستم که به سیستم کنترل و تشخیص ارتفاع غیر مجاز(OHD) معروف است، درواقع خارج از تونل نصب می‌شود. معاون شهردار تهران درباره شیوه عملکرد این سیستم توضیح می‌دهد: «حداقل در فاصله‌ای حدود 350متر مانده به ورودی هر یک از تونل‌ها، تجهیزات الکترونیکی ویژه تشخیص ارتفاع غیرمجاز نصب می‌شوند و ارتفاع خودروهای عبوری را اندازه‌گیری می‌کنند. به محض عبور خودروهای با ارتفاع بیشتر از حد مجاز، سیستم به طور خودکار آلارمی را برای مرکز کنترل محلی تونل ارسال می‌کند و بلافاصله چراغ راهنمایی هشدار به رنگ قرمز روشن شده و به راننده خودرو مربوطه نیز هشدار می‌دهد. مرکز براساس آلارم دریافتی و از طریق دوربین‌ نظارتی ویژه این سیستم ضمن شناسایی خودرو مربوطه به ماموران کنترل ورودی تونل از طریق بیسیم اطلاع می‌دهد تا جلوی خودرو مذکور را قبل از ورود به تونل بگیرند».

8-سیستم تشخیص ترافیک(TRAFFIC DETECTION)

محاسبه ترافیک ورودی و خروجی در یک تونل شهری در تمام ساعات روز آن هم به طور دقیق ممکن نیست. به عبارت دیگر کارشناسان کنترل ترافیک هم نمی‌توانند حجم خودروهای عبوری و سرعت حرکت آن‌ها را در ساعات مختلف روز و شب محاسبه کرده و براساس آن شرایط موجود در تونل را کنترل کنند، اما سیستم هوشمند دیگری که در تونل‌توحید نصب شده است این امکان را به مرکز کنترل محلی تونل‌توحید می‌دهد که کارشناسان با خیال آسوده ناظر ترافیک باشند. برای سنجش پارامترهای ترافیکی در ورودی‌های تونل به ازای هر یک از خطوط عبوری، چند ایستگاه سنجش ترافیک شامل حلقه‌های الحاقی و ایستگاه‌های گردآوری داده و شناساگرها نصب شده است. این سیستم به منظور اندازه‌گیری خودکار پارامترهای ترافیکی ازجمله طول صف، سرعت، تعداد خودروهای عبوری و... راه‌اندازی شده است. اطلاعات این سیستم برای سایر زیرسیستم‌ها مانند سیستم‌های اطلاع‌رسانی، سیستم خودکار تهویه تونل و نیز برای مطالعات ترافیکی مورداستفاده قرار می‌گیرد.

9-سیستم خودکار تشخیص حریق

یکی از اتفاقات غیرقابل پیش‌بینی در محیط‌های بسته‌ای مثل تونل‌ها، بروز سوانح آتش‌سوزی ناشی از تصادفات است. فضای بسته تونل امکان امدادرسانی سریع توسط خودروهای آتش‌نشانی را محدود می‌کند، اما وجود سیستم‌های خودکار تشخیص حریق می‌توانند در تسریع این امر موثر باشند. به گفته معاون شهردار تهران یکی دیگر از سیستم‌های مهم تامین ایمنی تونل، سیستم تشخیص حریق است که از طریق حسگرهای با قابلیت تشخیص و واکنش فوری به گرمای بیش از حد و تشعشع‌های ناشی از منبع حریق در سریع‌ترین زمان ممکن با حریق مقابله می‌کند: «با توجه به کنترل تونل توسط نرم‌افزار مرکزی یکپارچه در اتاق کنترل محلی، بلافاصله پس از تشخیص و واکنش به حریق، نزدیک‌ترین دوربین نظارت تصویری به منبع حریق فعال شده و اپراتور مرکز قادر خواهد بود تا مستقیما وضعیت را زیر نظر گرفته و سایر هماهنگی‌ها جهت کنترل اوضاع را انجام دهد. این یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد تونل‌توحید است».

10-سیستم اطلاع‌رسانی صوتی داخل تونل(PAS)

در شرایط بحرانی یکی از کلیدهای موفقیت برای کاهش میزان خسارات، کنترل اوضاع و تسلط بر آن است. در شرایطی که عده زیادی از افراد در موقعیت اضطراری قرار دارند و به اصطلاح دست و پایشان را گم کرده‌اند، فقط یک سیستم اطلاع‌رسانی صوتی قوی می‌تواند از بیرون اوضاع را کنترل کرده و به حالت عادی در بیاورد. مدیران شهری با پیش‌بینی این شرایط، این سیستم را در تونل‌توحید نصب کرده‌اند. تشکری‌هاشمی در این‌باره توضیح می‌دهد:«در بسیاری از مواقع هنگام بروز سوانح در داخل تونل، نیاز خواهد بود تا علاوه بر فعالیت سیستم‌های خودکار تشخیص و واکنش و نیز اطلاع‌رسانی از طریق علایم و تابلوهای اطلاع‌رسانی، اپراتورهای مرکز مستقیما راهنمایی‌های لازم را برای حاضرین در تونل اعلام کنند. به همین منظور از طریق بستر ارتباطی موجود در تونل و آمپلی‌فایرها و بلندگوهای ویژه نصب شده درداخل تونل، سیستم اطلاع‌رسانی صوتی داخل آن (Public address system) به عنوان ابزاری مهم در اختیار مرکز کنترل محلی خواهد بود».