淺析隧道監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)互動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

龐宏源

(山西省自動(dòng)化研究所，山西 太原 030012)

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淺析隧道監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)互動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

龐宏源

(山西省自動(dòng)化研究所，山西 太原 030012)

摘要：目前我國(guó)高速公路隧道正以高速在發(fā)展，由此帶來(lái)的隧道安全問(wèn)題也日益嚴(yán)重，為有效制定隧道安全管理應(yīng)急預(yù)案，隧道監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互動(dòng)就顯得尤為重要。本文從隧道監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求組成及互聯(lián)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)方式三方面展開(kāi)說(shuō)明，著重闡述了隧道監(jiān)控系統(tǒng)下交通監(jiān)控系統(tǒng)的幾種工作模式。

關(guān)鍵詞：隧道；監(jiān)控系統(tǒng)；互聯(lián)互動(dòng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)的高速公路建設(shè)在快速實(shí)施情況下，高速公路的隧道發(fā)展無(wú)論從速度、數(shù)量還是復(fù)雜程度上都位居世界前列。但另一方面，目前我國(guó)的道路交通安全狀況非常差，可謂是世界上發(fā)生道路交通事故比較嚴(yán)重的國(guó)家；特別是高速公路隧道成為了高速公路事故的多發(fā)區(qū)，高速公路隧道發(fā)生事故的嚴(yán)重性、發(fā)生頻率及事故后果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高速公路上的其他路段。因此，為了加強(qiáng)高速公路隧道交通安全的管理，及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)和處置突發(fā)事件，建立安全第一、預(yù)防為主的突發(fā)事件應(yīng)急工作體系和科學(xué)、有效的處置隧道緊急事件的工作機(jī)制，充分發(fā)揮高速公路的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，保證高速公路隧道安全、暢通地運(yùn)行，減少高速公路隧道緊急事件，制定隧道安全管理應(yīng)急預(yù)案勢(shì)在必行，那么如何才能有效地制定隧道安全管理應(yīng)急預(yù)案呢？鑒于上述現(xiàn)實(shí)狀況，筆者認(rèn)為高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施是最為重要的環(huán)節(jié)。

1隧道監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求

隧道監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)隧道內(nèi)監(jiān)控布設(shè)情況不同來(lái)劃分區(qū)域，由各區(qū)域控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和區(qū)域處理，各區(qū)域控制器再通過(guò)通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)匯總到監(jiān)控中心進(jìn)行整體集中控制。

· 隧道監(jiān)控系統(tǒng)具有先進(jìn)性、穩(wěn)定性、安全性、可擴(kuò)容性、實(shí)用性；

· 隧道監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)地采集隧道內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、交通情況、環(huán)境數(shù)據(jù)等信息，使監(jiān)控人員迅速做出安全、可行的交通實(shí)施方案；

· 隧道監(jiān)控系統(tǒng)能將數(shù)據(jù)以及視頻圖像能上傳至路段管理中心；

· 隧道監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)與消防、醫(yī)療、交警等部門(mén)互聯(lián)互通信息，以便出現(xiàn)突發(fā)事件能及時(shí)通知并得到以上部門(mén)的幫助；

· 整個(gè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，一個(gè)突發(fā)事件的經(jīng)檢測(cè)確認(rèn)，能聯(lián)動(dòng)與之相關(guān)的控制方案。

2隧道監(jiān)控系統(tǒng)的組成[1]

隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控設(shè)備及配套的監(jiān)控應(yīng)用軟件、攝像機(jī)及安裝支架和設(shè)備機(jī)箱、車(chē)行橫洞消防卷簾洞室門(mén)、供配電及照明、設(shè)備防雷設(shè)施、以及系統(tǒng)組成用的數(shù)據(jù)傳輸與圖像傳輸?shù)取?/p>

隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備主要有：隧道洞口的車(chē)輛檢測(cè)機(jī)、隧道口與隧道內(nèi)的可變信息屏、隧道洞口的交通信號(hào)燈、隧道內(nèi)安裝的彩色攝像機(jī)、用于檢測(cè)風(fēng)速風(fēng)向的檢測(cè)機(jī)、檢測(cè)隧道內(nèi)照度的光強(qiáng)檢測(cè)器、隧道內(nèi)車(chē)道指示標(biāo)志、一氧化碳/能見(jiàn)度檢測(cè)機(jī)、隧道內(nèi)PLC本地控制器、車(chē)行橫洞車(chē)輛通行標(biāo)志燈、人行橫洞疏散標(biāo)志燈、緊急停車(chē)帶標(biāo)志燈、疏散與消防標(biāo)志燈、隧道出入口車(chē)輛行車(chē)指示誘導(dǎo)燈、分布式感溫光纖及分布式光纖測(cè)溫主機(jī)、火災(zāi)報(bào)警主機(jī)、隧道內(nèi)手動(dòng)報(bào)警按鈕、隧道內(nèi)緊急電話及有線廣播系統(tǒng)等。

3隧道監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)互動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式

當(dāng)一個(gè)報(bào)警事件經(jīng)過(guò)檢測(cè)確認(rèn)后，隧道監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)聯(lián)動(dòng)與之相關(guān)的控制方案，實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制。

通常隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)安裝都是成對(duì)安裝，一對(duì)風(fēng)機(jī)就是一組風(fēng)機(jī)，監(jiān)控員通過(guò)向隧道PLC本地控制器下發(fā)風(fēng)機(jī)組編號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)組的遠(yuǎn)程遙控，這樣監(jiān)控員可以啟動(dòng)或停止隧道內(nèi)任何一組風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。但同一組風(fēng)機(jī)的啟停次數(shù)不能過(guò)頻，啟動(dòng)與停止之間的間隔時(shí)間不能過(guò)短，防止風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。

隧道內(nèi)的一氧化碳/能見(jiàn)度檢測(cè)機(jī)、檢測(cè)隧道內(nèi)照度的光強(qiáng)檢測(cè)器[2]、用于檢測(cè)風(fēng)速風(fēng)向的檢測(cè)機(jī)、隧道洞口的車(chē)輛檢測(cè)機(jī)、火災(zāi)檢測(cè)器、攝像機(jī)等采集的信息通過(guò)隧道內(nèi)PLC本地控制器及視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到隧道管理站的道路、交通、氣象、事故等管理工作站，管理工作站進(jìn)行分析、計(jì)算、處理、記錄。同時(shí)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、視頻閉路電視系統(tǒng)等設(shè)施，把隧道內(nèi)道路狀況、車(chē)輛通行情況、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等在管理工作站上顯示出來(lái)。監(jiān)控值班人員綜合上述信息，形成安全、可行的交通實(shí)施方案，通過(guò)隧道管理站計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)置隧道口與隧道內(nèi)的可變信息屏、隧道內(nèi)車(chē)道指示標(biāo)志、隧道洞口的交通信號(hào)燈、隧道內(nèi)緊急電話及有線廣播系統(tǒng)等等發(fā)布必要的指令，向車(chē)輛駕駛員給予提示、勸導(dǎo)等。

隧道監(jiān)控系統(tǒng)管理采用三級(jí)管理控制模式，即路段管理中心—隧道管理站—隧道內(nèi)實(shí)際場(chǎng)合[3]。一般情況下，隧道監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行管理由隧道管理站實(shí)施，路段管理中心也可通過(guò)隧道管理站實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)實(shí)際場(chǎng)合的進(jìn)行管理，且路段管理中心比隧道管理站的優(yōu)先級(jí)要高。

當(dāng)隧道管理站的通信中斷或無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)隧道內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制管理時(shí)，實(shí)施降級(jí)運(yùn)行，降級(jí)運(yùn)行就是由隧道內(nèi)PLC本地控制器構(gòu)成的隧道內(nèi)部環(huán)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，也就是隧道內(nèi)本地手動(dòng)控制來(lái)維持整個(gè)隧道內(nèi)本地設(shè)備基本運(yùn)行功能，因此將要執(zhí)行的命令比如通風(fēng)、照明、交通等自動(dòng)控制程序預(yù)先設(shè)定在隧道內(nèi)PLC本地控制器的存儲(chǔ)器中。當(dāng)進(jìn)行手動(dòng)控制時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)管理人員就可通過(guò)隧道內(nèi)PLC本地控制器進(jìn)行控制。

當(dāng)隧道內(nèi)車(chē)輛通行處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，隧道洞口的車(chē)道指示標(biāo)志顯示通行標(biāo)志即車(chē)道指示標(biāo)志顯示綠色。如果隧道內(nèi)發(fā)生交通事故、隧道內(nèi)進(jìn)行道路維護(hù)、隧道內(nèi)有車(chē)輛故障等都會(huì)造成交通異常，導(dǎo)致一條車(chē)道或者一個(gè)隧道單洞阻塞時(shí)，此時(shí)隧道中該條車(chē)道車(chē)道指示標(biāo)志就顯示紅色，隧道洞口的交通信號(hào)燈顯示禁止通行標(biāo)志，甚至在嚴(yán)重的情況下開(kāi)啟另一個(gè)隧道單洞為可逆車(chē)道。

圖1　發(fā)生交通事故時(shí)實(shí)施預(yù)案流程圖

當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)就要開(kāi)啟相應(yīng)位置的風(fēng)機(jī)、調(diào)整風(fēng)機(jī)的吹風(fēng)方向、照明亮度以及隧道洞口的交通信號(hào)標(biāo)志、車(chē)道指示標(biāo)志等引導(dǎo)車(chē)輛和人員疏散，封鎖發(fā)生火災(zāi)相應(yīng)的隧道，開(kāi)辟另一個(gè)隧道單洞為雙向行駛等。

圖2　發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)實(shí)施預(yù)案流程圖

當(dāng)發(fā)生以上等緊急事件時(shí)，隧道管理站將發(fā)生緊急事件地點(diǎn)的圖像切換顯示到監(jiān)視器墻或主監(jiān)視器上，并將緊急事件信息上傳至路段管理中心。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隧道監(jiān)控系統(tǒng)能通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)控、管理手段，對(duì)整個(gè)隧道進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，以確保高速公路隧道管理達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理隧道事故事件、火災(zāi)，防止二次事故的發(fā)生，及時(shí)預(yù)告交通擁擠和阻塞路段并疏散擁擠阻塞的交通流，減少交通延誤和損失。

參考文獻(xiàn)

[1]王德虎.隧道監(jiān)控系統(tǒng)典型解決方案[J].山西建筑，2010(35)：367.

[2]曹力.高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的組成與作用[J].湖南交通科技，2009(3)：3.

[3]姬衛(wèi)東.隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[J].低壓電器，2008(16)：59.

收稿日期：2015-11-30

作者簡(jiǎn)介：龐宏源(1979- )，男，山西清徐人，工程師，大學(xué)本科，研究方向：機(jī)電自動(dòng)化應(yīng)用。

文章編號(hào)：1674- 4578(2016)02- 0008- 02

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Analysis on the Realization of the Interaction of the Tunnel Monitoring System

Pang Hongyuan

(ShanxiInstituteofAutomation,TaiyuanShanxi030012,China)

Abstract:At present, the developing of China's highway tunnel is in a high speed, which brings about the problem of tunnel safety, so it is very important to develop the emergency plan for tunnel safety management. In this paper, three aspects of the technical requirements on the tunnel monitoring system and the realization of interconnection and interaction with the system are described.

Key words:tunnel; monitoring system; interconnection