論高速公路隧道聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計

赫明光

論高速公路隧道聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計

赫明光

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110166）

隨著我國高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，隧道的管理與運營也越來越重要，隧道安全問題將是管理的重心，當(dāng)隧道發(fā)生異?；虺霈F(xiàn)火災(zāi)時，應(yīng)能通過應(yīng)急的相關(guān)聯(lián)動方案來對現(xiàn)場車輛進(jìn)行誘導(dǎo)。為保證隧道的安全運營，隧道內(nèi)備設(shè)施應(yīng)具備有效的聯(lián)動控制，隨著隧道運行時間的增長，對于控制方案的還需要不斷積累經(jīng)驗。

高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)聯(lián)動

隨著我國高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，隧道的管理與運營工作也越來越多越來越復(fù)雜，特別是長隧道的運營管理，對于建設(shè)單位來說，隧道通行安全問題將是管理的重心，平時的主要工作是保障隧道內(nèi)行車環(huán)境安全，引導(dǎo)交通有序通行。當(dāng)發(fā)生異?；虺霈F(xiàn)火災(zāi)時，能通過應(yīng)急的處理程序或相關(guān)聯(lián)動方案來對現(xiàn)場車輛進(jìn)行誘導(dǎo)，最大限度的減少人員財產(chǎn)損失。由于每座隧道都有各自的特點，根據(jù)各自的特點，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、施工、監(jiān)理以及建設(shè)單位必須從安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的角度共同制定相應(yīng)的隧道聯(lián)動控制方案，并在運營中不斷完善。

1 高速公路隧道聯(lián)動控制簡介

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)是專門針對長大隧道設(shè)置的監(jiān)控管理系統(tǒng)，由隧道監(jiān)控管理站系統(tǒng)和隧道外場機(jī)電系統(tǒng)構(gòu)成。隧道監(jiān)控系統(tǒng)既是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分，同時也獨立于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)而自成系統(tǒng)。高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)堪稱是高速公路隧道的神經(jīng)系統(tǒng)，它既通過交通誘導(dǎo)和控制設(shè)備使車輛按不同工況各行其道，又依據(jù)環(huán)境檢測及火災(zāi)探測數(shù)據(jù)聯(lián)動控制隧道通風(fēng)、照明、消防等各系統(tǒng)，同時還為交通管理者提供視頻、語音等輔助決策和管理的手段。隧道聯(lián)動控制是隧道監(jiān)控系統(tǒng)中極為關(guān)鍵一部分，它是監(jiān)控計算機(jī)綜合分析隧道內(nèi)交通運行狀況、環(huán)境指標(biāo)狀況或接收到隧道內(nèi)火災(zāi)報警信號后需采取合理、有效的措施而設(shè)計的一系列程序。其方案設(shè)計的合理與否直接關(guān)系到隧道運營或事故的應(yīng)急處理效果。隧道聯(lián)動控制方案主要涉及隧道視頻監(jiān)視子系統(tǒng)、火災(zāi)報警子系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)（含通風(fēng)、照明控制系統(tǒng)）、交通控制子系統(tǒng)（含車檢器、可變信息標(biāo)志、交通信號燈、車道指示標(biāo)志、橫洞指示標(biāo)志等）、隧道有線廣播子系統(tǒng)等，所有系統(tǒng)即相對獨立，又協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2 高速公路聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 中央控制系統(tǒng)

隧道中央控制系統(tǒng)由中央計算機(jī)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和本地控制系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)相互通信。中央計算機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對下層外站子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，處理交通情報，形成、打印各種報表；當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)越限時發(fā)出報警，將處理后的數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗控制數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算分析，選擇優(yōu)化控制方案，經(jīng)二次確認(rèn)后，形成有關(guān)顯示內(nèi)容指令向外場控制設(shè)備發(fā)布。操作員可依據(jù)操作規(guī)程，任意編輯新的圖形、文字，向外站轉(zhuǎn)發(fā)。中央控制系統(tǒng)可將發(fā)生事故的現(xiàn)場圖像展示給監(jiān)控人員，便于監(jiān)控人員進(jìn)行直觀的判斷，有助于快速決定解決方案。本地控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場的實時采集數(shù)據(jù)，傳輸至監(jiān)控中心，并接受和執(zhí)行監(jiān)控中心的控制命令。

2.2 消防控制系統(tǒng)

隧道內(nèi)火災(zāi)檢測器已對N區(qū)域地址編碼，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)檢測器檢測到發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域觸發(fā)報警，報警信號傳至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心接到火災(zāi)報警信號并通過電視監(jiān)視器確認(rèn)，同時向現(xiàn)場值班人員確認(rèn)（此時控制臺上的電視監(jiān)視器自動切換為火災(zāi)區(qū)域圖像，錄像機(jī)開始錄像記錄）。一旦確認(rèn)，監(jiān)控中心立即中斷正常運行程序，根據(jù)火災(zāi)等級向隧道控制器發(fā)出指令，啟用隧道本地控制器中相應(yīng)控制方案。監(jiān)控中心還應(yīng)與警察、消防、醫(yī)療、養(yǎng)護(hù)等部門保持協(xié)作，火災(zāi)發(fā)生時確保能迅速控制現(xiàn)場，保證安全?；馂?zāi)發(fā)生時監(jiān)控中心通報警察、消防、醫(yī)療、養(yǎng)護(hù)等救援部門按指定救援路徑趕赴現(xiàn)場。火災(zāi)隧道入口車道上方車道控制標(biāo)志顯示紅色“x”，表示此車道禁止通行。此時沒有災(zāi)情隧道的快車道，入口車道標(biāo)志顯示紅色“x”表示禁止洞外車輛入內(nèi)，慢車道車道標(biāo)志顯示綠色“●”，引導(dǎo)火災(zāi)隧道內(nèi)車輛離開?；馂?zāi)隧道車行橫洞口上方車道標(biāo)志顯示紅色“x”，則車輛不能再繼續(xù)向前行駛，已在隧道內(nèi)的車輛可拐入車行橫洞，駛?cè)霟o災(zāi)洞進(jìn)入逆向行駛，達(dá)到疏散的目的。火災(zāi)處理完畢，中心給本地控制器發(fā)出指令，本地控制器即執(zhí)行正常交通控制方案。無火災(zāi)隧道逆行車道關(guān)閉，經(jīng)過時間轉(zhuǎn)為正常顯示，洞內(nèi)車行橫洞口車道標(biāo)志關(guān)閉。

2.3 照明控制系統(tǒng)

隧道區(qū)段照明一般采用計算機(jī)自動時序控制，根據(jù)洞外亮度的變化，洞內(nèi)行車速度的選擇，經(jīng)過測量得到統(tǒng)計規(guī)律，監(jiān)控中心計算機(jī)按此年、月、日、時的統(tǒng)計規(guī)律調(diào)整洞內(nèi)照明等級與之相適應(yīng)，但調(diào)節(jié)時均應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)臅r間延遲，以避免在臨界狀態(tài)下過于頻繁地轉(zhuǎn)換。照明共分為四級控制，即晴天、陰天、晚上、夜間。隧道的照明控制系統(tǒng)上位機(jī)控制模式分為手動控制、時序控制和天氣模式控制。手動控制：工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況對各個照明回路分別控制。時序控制：分為早晨，白天，傍晚，夜間，深夜五種模式，在設(shè)定標(biāo)志時間后控制系統(tǒng)會按照標(biāo)志時間以時序方式在不同時序條件下開啟相應(yīng)的照明回路。夜間和深夜控制時，在車輛檢測器沒有檢測到車輛駛?cè)氲那闆r下照明回路會自動關(guān)閉，當(dāng)入口處車檢器檢測到有車輛駛?cè)霑r，夜間控制時基本照明和應(yīng)急回路會自動開啟，深夜控制時應(yīng)急照明會自動開啟，當(dāng)車輛駛離且又沒有車輛駛?cè)霑r，照明回路會延時3min后自動關(guān)閉。天氣模式：分為晴天、云天和陰雨天，天氣模式下早晨、白天和傍晚以設(shè)計要求開啟相應(yīng)的照明回路液間和深夜以時序模式，用車輛檢測器檢測實現(xiàn)照明回路在有車輛通行時自動開啟無車輛通行時自動關(guān)閉以實現(xiàn)節(jié)能。

3 結(jié)束語

隧道聯(lián)動控制方案是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中極為關(guān)鍵一部分，它是監(jiān)控計算機(jī)綜合分析隧道內(nèi)交通運行狀況、環(huán)境指標(biāo)狀況或接收到隧道內(nèi)火災(zāi)報警信號后需采取合理、有效的措施而設(shè)計的一系列程序。其方案設(shè)計的合理與否直接關(guān)系到隧道運營或事故的應(yīng)急處理效果。隨著我國高速公路的飛速發(fā)展，隧道安全問題日益受到人們的關(guān)注。本文以遼寧某段高速公路隧道為例，在隧道控制系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，較為全面地論述隧道聯(lián)動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

[1]邢蕊.高速公路隧道聯(lián)動控制方案探討[J].科技與企業(yè)，2015.

[2]張揚.遠(yuǎn)程I/O技術(shù)的公路隧道PLC區(qū)域集中控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].企業(yè)文化，2016.

U453

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1004-7344（2016）31-0178-01

2016-10-17