兰州朗青:公路隧道自发光应急诱导装备研发与应用典型案例

2025-11-19 12:51:57
申报单位:兰州朗青交通科技有限公司,西安交通大学
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  一、项目背景:破解隧道应急诱导 “卡脖子” 难题,筑牢交通安全防线

  公路隧道作为交通基础设施的关键节点,其狭长封闭的空间特性、温湿度剧烈波动及“黑洞、白洞效应”,导致传统应急诱导系统长期面临技术瓶颈,依赖被动反光技术的装备在断电、火灾浓烟等极端场景下易失效,且普遍存在功能单一、养护繁琐、耐久性不足等问题,难以满足复杂隧道环境下的安全运营需求。据现场调研数据,传统诱导装备在隧道断电后10分钟内可视距离骤降不足50米,浓烟环境下识别率低于30%,严重威胁司乘人员应急疏散安全。

  为突破这一技术局限,提升公路隧道应急诱导的安全性、环境适配性与智能化水平,兰州朗青交通科技有限公司联合西安交通大学,依托甘肃省交通运输厅“公路隧道自发光应急诱导装备研发与应用”课题,整合企业工程化落地能力与高校科研创新优势,针对隧道特殊环境与应急需求,启动自发光应急诱导装备的研发与应用项目,旨在构建“主动式、高可靠、低能耗”的隧道应急诱导解决方案,填补行业在极端场景下应急保障的技术空白。

  二、核心举措:产学研协同发力,构建全链条技术创新体系

  兰州朗青与西安交通大学以“需求导向-技术攻关-系统集成-验证优化”为核心逻辑,从研发、集成、测试三环节推进项目,形成“高校突破关键技术+企业实现工程转化”的协同模式。

  (一)产学研深度协同,攻克核心技术瓶颈

  西安交通大学发挥材料科学、控制工程学科优势,牵头开展关键技术研究:

  蓄能自发光材料性能优化:基于隧道温湿度波动、粉尘侵蚀等环境特征,建立多维度材料评价体系,开发加速老化与性能衰减测试方法,筛选出适配隧道环境的稀土长余辉材料,使材料余辉持续时间提升至12小时以上,烟雾穿透率较传统反光材料提高60%。

  兰州朗青负责系统协同架构设计:提出“监控-控制-设备”三层协同架构,构建中央监控平台与终端装备的实时互联机制,为系统全流程闭环管控提供理论支撑;聚焦工程化落地,将高校技术成果转化为实际装备:研发模块化易安装结构,提升后期维护便利性;设计IP67级防尘防水密封结构,增强装备抗振动、耐腐蚀能力;集成太阳能、压电能量采集技术,延长装备独立工作时间。

  (二)装备与系统创新,打造 “三合一” 功能体系

  针对传统装备功能单一的痛点,双方联合研发集成“LED主动发光+长余辉蓄能发光+国标逆反射”的三合一自发光应急诱导装备:

  主动发光层:通过西安交大优化的LED布局与控制技术,确保激发源均匀稳定,满足常规场景下的视认需求;

  蓄能发光层:采用高校研发的稀土长余辉材料,无需外接电源,白天蓄能后夜间持续发光,断电状态下仍能维持200米以上可视距离;

  逆反射层:符合国标逆反射标准,在车灯照射下进一步提升标识辨识度,形成“三重保障”。

  同时,构建公路隧道蓄能自发光诱导系统,动态调整时控节能模型,实现“常规时段低耗运行、应急时段无缝切换、极端时段精准指引”的全场景适配。

  (三)全维度测试验证,确保技术可靠性

  为验证装备与系统的实际效能,双方联合设计实验室测试+现场试点的双重验证方案:

  实验室测试:在西安交大环境模拟实验室搭建隧道温湿度、振动、烟雾模拟平台,测试装备亮度、余辉时间、抗干扰性等12项关键指标,确保核心参数达标;

  现场试点应用:依托G569线曼德拉至大通公路武威至仙米寺段西营二号隧道,布设47个蓄能自发光逃生标识(上行线23个、下行线24个),西安交通大学全程参与测试方案设计与数据分析,通过单机性能验证、系统联动逻辑校验、火灾烟雾场景模拟等环节,验证装备在极端场景下的有效性。

  三、实施成效:技术、安全、示范三重突破

  (一)安全效能显著提升,筑牢隧道应急防线

  试点数据显示,自发光应急诱导系统较传统装备实现三大突破:

  极端场景可靠性:断电后10分钟内标识亮度维持在23cd/m²以上,可视距离达220米,较传统反光装备提升3.5倍;

  烟雾穿透能力:烟雾浓度达7%时,标识识别率仍保持85%,较传统装备提升50个百分点;

  应急响应速度:系统从常规模式切换至应急模式仅需3.2秒,大幅缩短疏散准备时间。

  西营二号隧道试点以来,未发生因应急诱导失效导致的安全事故,司乘人员应急疏散安全感显著提升。

  (二)技术创新成果丰硕,引领行业技术升级

  项目依托产学研协同模式,形成系列创新成果:

  知识产权:获发明专利2项(《一种基于物联网的公路隧道照明智能控制方法及系统》《一种隧道用自发光应急诱导装备》)、实用新型专利3项、软件著作权1项(《公路隧道电光蓄能自发光诱导系统V1.0》);

  学术成果:兰州朗青与西安交通大学联合发表《基于自发光材料的隧道应急诱导系统关键技术研究》《Design Research on Self-Luminous Reflective Outline Strips for Highway Tunnels》等学术论文4篇,其中1篇被EI会议收录,并荣获最佳论文奖;

  技术标准:构建“施工-调试-验收”标准化体系,为公路隧道自发光应急诱导系统的行业标准化提供关键技术支撑。

  (三)示范引领效应突出,提供可复制方案

  项目针对西部隧道温湿度波动大、极端天气频发的特性,定制预埋核查、洞室预处理方案,破解传统装备在西部高海拔、严寒环境下的性能衰减难题,为青海、新疆等西部省份同类隧道提供“甘肃方案”。目前,该技术已被纳入甘肃省智慧交通发展规划,计划在全省100余座公路隧道推广应用,同时为全国公路隧道应急保障技术升级提供参考样本。

  四、案例启示:产学研协同是交通技术创新的核心路径

  本案例充分证明,公路隧道应急诱导技术的突破,离不开“高校科研+企业转化”的产学研协同模式:西安交通大学作为技术创新的源头活水,凭借其在材料科学、智能控制等领域的基础研究优势,为项目突破核心技术瓶颈提供了关键支撑,避免了闭门造车式研发的盲目性;兰州朗青交通科技有限公司则承担起技术落地桥梁纽带的角色,以强大的工程化能力将高校实验室技术转化为实际装备,解决了技术先进但无法落地的痛点,实现创新价值的产业化;同时,项目始终以需求导向为根本遵循,聚焦隧道应急诱导的实际需求,从材料选型到系统设计均以解决司乘人员安全痛点为核心,最终实现技术可行、安全有效、经济合理的目标,未来,还需进一步深化产学研协同机制,推动交通领域“基础研究-技术研发-工程应用”的全链条创新,为智慧交通与安全交通建设提供更强有力的技术支撑。

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