試論寶天高速公路東段隧道中央控制系統(tǒng)組網(wǎng)方式

張學軍

摘 要：隧道中央控制系統(tǒng)由現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)和隧道現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備組成。隧道控制網(wǎng)絡(luò)主要由隧道左、右洞內(nèi)的PLC控制器，變電所內(nèi)的PLC控制器，工業(yè)以太網(wǎng)交換機和光纜網(wǎng)絡(luò)等組成。分析和論述了寶天高速東段隧道交通監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)及其控制方式，希望對公路隧道監(jiān)控的運營和發(fā)展起到一定作用。

關(guān)鍵詞：交通監(jiān)控；現(xiàn)場控制；工業(yè)以太網(wǎng)；光纖冗余環(huán)網(wǎng)

中圖分類號：TP273+.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0133-02

寶天高速公路牛背至天水段位于秦嶺皺褶北緣，地形復(fù)雜，橋隧占全線超過60%.全線共設(shè)22座隧道，其中特長隧道3座、長隧道7座、中隧道3座、短隧道9座。全線特大橋4座，大橋60座。全線設(shè)5處互通立交、5處分離式立交、1處服務(wù)區(qū)、1處停車區(qū)、2處觀景臺。

1 管理體制

寶天高速公路東段隧道采用的是三級結(jié)構(gòu)的運營管理體制。在麥積山隧道東洞口設(shè)置一處隧道管理站——麥積山隧道管理站，負責東段渭河、東口、南北崖等10座隧道的運營管理業(yè)務(wù)。麥積山隧道管理站隸屬于麥積山監(jiān)控分中心，麥積山監(jiān)控分中心隸屬于甘肅省監(jiān)控總中心。隧道管理站為隧道運營管理設(shè)施的控制中心，負責隧道的交通監(jiān)視、交通控制、交通巡邏和日常養(yǎng)護。

中央控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)連接的PLC控制器采集隧道內(nèi)所有現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，包括隧道內(nèi)外上傳的圖像信息、隧道緊急電話及有線廣播信息、隧道火災(zāi)事故報警信息、隧道環(huán)境信息、各隧道變電所運行信息、隧道照明和通風機運行信息等。對這些信息進行分析、處理之后，通過PLC控制器向隧道內(nèi)現(xiàn)場設(shè)備發(fā)布控制信息。同時，中央控制系統(tǒng)還可以接收監(jiān)控分中心下達的指令，并向它們發(fā)送隧道營運信息?，F(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)主要由隧道左、右洞的PLC控制器，隧道變電站內(nèi)的PLC控制器，工業(yè)以太網(wǎng)交換機和光纜網(wǎng)絡(luò)等組成。

2 設(shè)備分布

2.1 隧道現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的分布情況

可變信息標志設(shè)置在隧道聯(lián)絡(luò)道前方和隧道車行橫洞附近，可變限速標志設(shè)置在隧道入口和隧道內(nèi)，交通信號設(shè)置在隧道聯(lián)絡(luò)道前方，車道通行燈設(shè)置在隧道入出口和車行橫洞附近，橫洞指示燈設(shè)置在人行橫洞和車行橫洞處，光亮度檢測器設(shè)置在隧道洞口的內(nèi)外附近，能見度、CO檢測器設(shè)置在隧道內(nèi)的ACU附近。

2.2 東段隧道中央控制系統(tǒng)的設(shè)置情況

在渭河隧道的上下行線上各設(shè)置2臺PLC控制器。隧道內(nèi)共設(shè)置4臺PLC控制器，4臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機，并與東口隧道共用一個隧道變電站。

在東口隧道的上下行線上各設(shè)置2臺PLC控制器。隧道內(nèi)共設(shè)置4臺PLC控制器，4臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機，并與渭河隧道共用一個隧道變電所。

將渭河、東口兩個隧道的上下行線連接起來組網(wǎng)，渭河隧道上行線的1號和2號PLC控制器、隧道下行線的3號和4號PLC控制器、東口隧道上行線1號和2號PLC控制器、隧道下行的3號和4號PLC控制器和東口隧道變電所主PLC控制器構(gòu)成光網(wǎng)路雙環(huán)網(wǎng)，通過東口隧道變電所的主PLC控制器實現(xiàn)與麥積山隧道管理站之間的通訊。

載南北崖隧道上下行線上各設(shè)置2臺PLC控制器。隧道內(nèi)共設(shè)置4臺主PLC控制器，4臺業(yè)以太網(wǎng)交換機，在該隧道變電所內(nèi)設(shè)置1臺主PLC控制器，1臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機。

在碼頭隧道箱式變電站內(nèi)設(shè)置1臺PLC控制器，1臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機。將南北崖、碼頭隧道的上下行線連接起來組網(wǎng)，南北崖隧道上行線的1號和2號PLC控制器、隧道下行的3號和4號PLC控制器、南北崖隧道變電所主PLC控制器和碼頭隧道箱式變電站的主PLC構(gòu)成光網(wǎng)路雙環(huán)網(wǎng)，通過碼頭隧道箱式變電站的主PLC控制器實現(xiàn)與隧道管理站之間的通訊。

在東岔隧道、桃花溝隧道的上下行線上各設(shè)置1臺PLC控制器，共設(shè)置2臺PLC控制器，2臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機。在隧道入出口設(shè)置一組車道通行燈。在東岔隧道變電所內(nèi)設(shè)置1臺PLC控制器，1臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機。將桃花溝隧道和東岔隧道的上下行線連接起來組網(wǎng)，桃花溝隧道上行的1號PLC控制器、隧道下行的2號PLC控制器和東岔隧道變電所主控的PLC控制器構(gòu)成光網(wǎng)路雙環(huán)網(wǎng)，通過東岔隧道配電室的主PLC控制器實現(xiàn)與麥積山隧道管理站之間的通訊。

在觀音山隧道的入出口處設(shè)置一組車道通行燈，車道通行燈的信號可以通過東岔隧道變電所的主PLC控制器上傳到麥積山管理站。

在土橋村隧道變電所內(nèi)設(shè)置1臺PLC控制器，1臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機。在隧道入出口處布置一組車道通行燈，車道通行燈的信號可以通過土橋村隧道變電所主控的PLC控制器上傳到管理站。

在桃花坪隧道變電所內(nèi)設(shè)置1臺PLC控制器，1臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機。在隧道入出口設(shè)置一組車道通行燈，車道通行燈的信號可以通過桃花坪隧道變電所主控的ACU上傳到麥積山管理站。

3 控制網(wǎng)絡(luò)

隧道的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)的方式，隧道控制網(wǎng)絡(luò)分為以下三級：

隧道本地PLC控制器：其與隧道內(nèi)現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成總線系統(tǒng)。

主本地PLC控制器：隧道雙洞連接成具有真實“環(huán)”的特點，把隧道內(nèi)各PLC控制器連接為光網(wǎng)路雙環(huán)網(wǎng)（即冗余光纖環(huán)網(wǎng)）。如果光網(wǎng)路因交通事故或其他事故遭到破壞時，雙回路路由可以使隧道的控制業(yè)務(wù)保持正常運行狀態(tài)。變電所內(nèi)的觸摸屏可以對隧道內(nèi)下級控制器及其所轄設(shè)備下達指令，以完成在線實時監(jiān)控或離線控制、維護等操作。

隧道管理站計算機系統(tǒng)：以計算機、服務(wù)器等為主的隧道管理站計算機系統(tǒng)可以掛在以太網(wǎng)的監(jiān)控管理層，來實現(xiàn)對隧道的遠程控制。

三級控制網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運行有利于隧道監(jiān)控的順利運行，從而大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

中央控制系統(tǒng)由中控室內(nèi)的服務(wù)器、工作站、大屏幕投影、地圖板、有線廣播設(shè)備、事件監(jiān)視設(shè)備、應(yīng)急電源、綜合控制臺和監(jiān)視設(shè)備等組成。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕endprint