隧道全生命周期管理变智慧 ——大连湾沉管隧道智慧运维标准化试点项目纪实

　　大连湾蓝色海岸线沙鸥翔集、桅杆交织，而在海平面下30米处，纵贯南北海岸的辽宁省大连市大连湾海底隧道构建了5分钟“便民生活圈”，自2023年5月通车运营以来，该隧道成为缓解交通压力、优化城市功能的“黄金通道”。该工程全长5.1公里，其中沉管段长3035米，双向六车道，是我国北方地区首条跨海沉管隧道。

　　近日，交通运输部、市场监管总局公示第一批国家级服务业标准化试点(智慧交通专项)项目评审结果，由中交一航局负责实施的大连湾沉管隧道智慧运维标准化试点项目入选“新型基础设施”试点方向。项目团队以工程数据中心和运营指挥平台推进实体工程数据化和运维流程数字化，以标准化赋能隧道全生命周期管理、养护，守护这座百年品质工程。

　　数字化运维与实体工程同步建设

　　在大连湾海底隧道智慧运维中心数字大屏上，从管线位置监测、实体结构健康养护到应急管理等全生命周期数字化管理的内容一览无余，为隧道管理带来了显著便利。

　　早在2013年工程建设之初，就明确了智慧运维系统与实体工程建设同步开展同步交付，这是该工程的一大创新。“这个创新既有大连市政府的要求，也有我们的预判——将来运维单位需要设备参数以及培训等产教融合的需求。”项目第五工区BIM(建筑信息模型)主管张天晴表示。

　　“我们参考了工程标准数字化程度较高行业，如电力等行业从建设期到运营期同步交付数字交互产品的做法，并在调研基础上结合一航局自己的前沿技术摸索出来的。”一航局安装公司数字化工程负责人谷守奎表示。

　　经过广泛调研、方案论证、整合内部资源、专家评审，2022年4月，大连湾海底隧道正式确定以工程数据中心和运营指挥平台为基础的数字化运维，开启数字化与标准化双向互动，推动设备的数据化与“建管养”标准的数字化建设，实现了工程实体、工程数字化到标准数字化的转型。2023年5月，数字化运维与实体工程同步交付，确保了大连湾海底隧道通车运营维护无缝衔接。

　　建立BIM模型10万余个

　　数字化运维的一大亮点是数据的标准化，即用统一的设备分类编码标准整合大型隧道中各类设备、管线的位置和数量，并形成海量数据与三维模型。

　　“我们对海量设备数据按需分类，比如专业设备类型、施工工序与对应区域，分类编码精确到设备的位置、数量，并形成唯一标记。如此一来，哪个地方更换设备后只需要替换对应BIM模型，非常容易!”张天晴说，存量数据拥有了“身份证”，当新增设备时，运维人员可以毫秒间定位、精准替换与实时更新增量数据。

　　不仅是设计图纸、出厂资料、机电安装等静态数据可以随取随用，综合监控平台还实现对隧道现场的动态数据监控与评估，为大数据分析提供底层数据支撑。

　　从静态到动态、从存量到增量数据，项目团队利用水下沉管隧道物联网等关键技术，实现BIM各阶段数据贯通，并实现对存储设计、施工、机电安装、运营维护管理等数据全生命周期管理。目前已建立模型10万余个，总量超30G，积累数据超30万条。

　　数字化运维的另一个亮点是实现了操作系统之间与业务部门之间有效整合。“跨系统整合十分重要，如果遇到火警，子系统之间信息不互通，报警信号、视频电话等无法联动，需要多人同时操作、上传下达。”一航局安装公司IT工程师朱鑫表示，运营指挥平台将8个子系统整合，不仅推动数据互通、人员沟通，还能利用数智设备、大数据、物联网、数字孪生等技术相互增益增效，紧急情况下仅1位监控员就可以启动应急预案及协调处置工作，实现对隧道结构健康监测、智能化运营和快速救援等运维标准的高效管理。

　　“大连湾海底沉管隧道项目的标准化建设经验、理念可以复用到其他工程项目中。”朱鑫表示。大连湾海底隧道的闪光点不仅是建好、管好、养好隧道，还为其他工程标准数字化建设提供借鉴之处。“标准化目的是实现技术的复用与推广，相当于数字化产品的总体架构或者具体功能模块，可以像抽屉一样抽出来并应用到下一个工程中。”谷守奎表示。

　　提升应急处置能力

　　作为目前国内首个采用干坞法施工的跨海沉管隧道工程，大连湾海底隧道从沉管施工到管养谨防高湿度、高盐雾环境等变量对工程，尤其是对机电设备的使用寿命、性能、故障率产生诸多不确定性影响。“从沉管结构间连接方式、涉水涉火应急处置方式、大尺寸断面直径对施工运维的要求，到机电设备数量布局、维护、更新升级以及协同物联难度，这些都区别于普通山体隧道。”大连湾海底隧道监控中心主任刘建表示。

　　环境的特殊性决定运维举措的针对性，运维指挥平台的标准化流程为管养团队提供了有力技术支撑。

　　在运维人员眼中，涉水涉火是大连湾海底隧道最高级别的应急事件。而在硬件设备和综合监控平台配合下，以往针对外卖电动车、大型观光巴士通行“堵”的做法，如今逐步过渡为技防为主、人防为辅的“疏”的做法，大大提升安全保障能力。

　　以火情处置为例，千米长的海底隧道被分为不同的防火区间，任一区间都配备了感温光栅、双波长火焰报警器、手动报警器、消火栓报警器等5处防火预警设备，其中任意2点被激活，现场消防警报就会自动启动;在监控系统中的运维人员会根据近16种火灾工况进行人为判断，剩下操作全部交给自动化设备，如排烟风机、应急广播等。

　　“在火灾发展为明火前的冒烟阶段，视频监控就会依据5处防火预警设备作出提示。”刘建表示。

　　此外，运维指挥平台结构健康监测系统对结构的耐久性、震动响应、止水带压力等实时“体检”，确保工程安全;设备监控和智慧管养系统对交通、照明、通风、消防等设施实现全覆盖监控……运维指挥平台运用标准化流程，发挥技防优势，增强事故应急处置能力。目前已实现1分钟接警、7分钟内到达现场、5分钟内先期处置完毕的“175”应急处置目标。(张一坤 赵磊)