高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)技術方案

1、碳戰(zhàn)雇傭軍 以您尊貴的品牌與名義 精準鎖定節(jié)能率，狙擊碳戰(zhàn)收益城市照明減碳項目一體化外包機構 支援呼叫速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)技術方案一、系統(tǒng)概述高速公路與一般公路相比，具有線型好、交通流量大、行車速度快等特點，高速公路隧道又是高速公路路網(wǎng)的咽喉地段，如不采用先進的監(jiān)控管理措施，在交通量大、氣候惡劣的情況下，極易發(fā)生交通事故和交通阻塞。對于高速公路隧道的監(jiān)控方案主要要考慮隧道的進口、中間段、出口處的實時圖像狀況、隧道內(nèi)車流量和流速檢測、通風設備工作狀態(tài)檢測、電力設備參數(shù)檢測和交通監(jiān)視、控制和誘導等環(huán)節(jié)；監(jiān)控系統(tǒng)大致可分為：照明、通風、閉路電視、火災報警、緊急電話、計算機控制

2、、環(huán)境監(jiān)測、交通控制和可變情報板等九個子系統(tǒng)。其中高速公路隧道網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立可實施高速公路咽喉地段交通流量和交通運行監(jiān)視，對關鍵路段實施交通適時控制，及時發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應急措施，以確保高速公路高速、安全、舒適、經(jīng)濟地運營。在道路的視頻信息給交通管理部門提供了及時的、關鍵的、可靠的信息，幫助交管部門做出突發(fā)事件應急處理等關鍵性決策的同時，作為交通決策支持系統(tǒng)的關鍵信息源視頻信息還必須在各決策部門中共享。以TCP/IP協(xié)議以及MPEG4編解碼技術為核心的、基于高速公路寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)而建立的SmartView“智網(wǎng)” 高速公路隧道網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)完全支持這種高可靠性及靈活的擴展性的

3、應用。實現(xiàn)高速大廈的總公司和各路公司的相關部門和人員（通過辦公電腦）對視頻圖像和隧道環(huán)境參數(shù)的網(wǎng)絡瀏覽功能。 二、高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)設計整個網(wǎng)絡采用光傳輸系統(tǒng)，穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強。并且指定使用單路光端機實現(xiàn)傳輸功能，為了保證圖像傳輸?shù)馁|量，避免光纖色散和光纖回波干擾的問題和背靠背造成的視頻衰減，1路視頻+1路數(shù)據(jù)光端機傳輸1路視頻和1路環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設計思路：（1） 在隧道的進口、中間段、出口處分別布設兩組車輛檢測器和遙控攝像機；（2） 在隧道入口處設置一個可變限速標志和一個可變情報板，用于控制進入隧道的車流量，以避免或排除隧道內(nèi)交通阻塞，引導車輛運行，并當突發(fā)事件發(fā)生時關閉隧道；（

4、3） 為防止發(fā)生隧道內(nèi)一氧化碳中毒現(xiàn)象，需設置檢測隧道通風和照明情況的相關設備，用于定期檢測通風設備和電力設備工作狀態(tài)和故障情況，并將檢測情況反饋給隧道控制機。；（4） 在隧道內(nèi)部安裝能見度檢測器，檢測隧道的光亮度，一旦能見度達不到最低通行標準，就采取強制措施，并閉隧道；（5） 在隧道入口處安裝隧道控制器，它接受來自于車輛檢測器、通風設備和電力設備工作狀態(tài)檢測到的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)進行綜合處理后上傳監(jiān)控分中心，由監(jiān)控分中心作出控制方案后，驅動可變情報板和可變限速標志，進行交通控制和誘導；1、 可變情報板顯示系統(tǒng)可變情報板顯示系統(tǒng)：中控室內(nèi)設有24小時值班人員，可根據(jù)當時的情況編輯和發(fā)送交通信息

5、、運營指令、路面情況和氣象資料，同時可將多幅信息緩存、循環(huán)播放，每幅信息的顯示順序及停留時間均可由監(jiān)控人員決定，另外還可根據(jù)環(huán)境光亮自動選擇三檔發(fā)光亮度。2、行車調度指揮子系統(tǒng)為控制和引導隧道的過往客貨列車，保證隧道中的行車安全與暢通，在隧道設置行車調度指揮系統(tǒng)。由一套行車調度指揮系統(tǒng)同時對兩個單線隧道實行監(jiān)控，以節(jié)約系統(tǒng)的建設與運營成本。當檢測出隧道內(nèi)發(fā)生事故或火災時，自動開啟隧道內(nèi)區(qū)域控制機，信號指示燈顯示禁行信號。同時兩隧道洞入口信號機顯示禁行信號，阻止后續(xù)列車進入隧道。3、通風及照明檢測控制子系統(tǒng)在隧道內(nèi)，由于其結構相對封閉，加之行駛經(jīng)過的車輛排放出大量含有有害物質的粉塵，因此環(huán)境污染

6、較為嚴重，尤其對于長大隧道而言更是如此，為此必須采取措施，保證隧道內(nèi)的環(huán)境狀況能夠長期維持在安全水平之上。故隧道設置通風設備及相應控制系統(tǒng)。通風照明檢測控制系統(tǒng)的控制對象為隧道內(nèi)設置的風機及照明裝置，即控制風機、隧道照明燈具及應急照明燈等。鑒于風機和照明設施能耗較高,應盡量減少風機和照明燈具的開啟組數(shù)與時間,以節(jié)省設備投資與運營費用，在發(fā)生火災時，應控制洞內(nèi)空氣流通，以便于壓制火勢，盡快撲滅火災，減少損失。通風照明檢測控制系統(tǒng)提供手動和自動兩種控制方式，但因其中的通風控制計算較為復雜，故應以自動方式為主。通風控制計算機設置于隧道監(jiān)控中心，作為主控系統(tǒng)的一個組成部分。當災害發(fā)生時，結合火情和車輛

7、運行狀況，依據(jù)相應模型，生成通風控制方案，自動或手動地控制隧道內(nèi)的各組風機開啟方向。災害發(fā)生時，照明應急系統(tǒng)協(xié)助引導人員疏散。照明系統(tǒng)包括洞口檢測器、OMM照明控制和主控機控制，隧道照明控制系統(tǒng)有4個照明等級見圖。從主控機上可控制和觀察到洞口燈的開關情況。高速隧道內(nèi)的通風是保證行車者安全的非常重要的一點，因此此系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測、交通狀態(tài)及火災報警系統(tǒng)均有聯(lián)動，見下表。環(huán)境狀況能見度3M3M5M7M10MCO50PPM50PPM150PPM200PPM250PPM占有率50%70%90%/火災無2區(qū)報警3區(qū)報警3、4、5、6區(qū)報警風機狀況關閉啟動 一組啟動 兩組啟動 三組工作原理：主控計算機和OM

8、M網(wǎng)絡型環(huán)境監(jiān)控機能采集來自能見度VI/CO檢測儀、環(huán)行線圈檢測器(車輛檢測計)或火災報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，決定打開或關閉風機。操作員可根據(jù)情況通過主控計算機打開風機，出于對設備的保護，設置的風機應啟動延時，同組兩個風機之間應延時20秒，兩組風機之間轉換延時為5分鐘。但出于對設備的保護和對人身安全的保障，風機的控制模式一般在自動模式下，因為自動狀況下系統(tǒng)會啟動運行時間最短的一組，使所有風機的總運行時間基本相同。4、消防子系統(tǒng)隧道內(nèi)消防系統(tǒng)考慮自動消防，消防總管自隧道外消防池分別引入兩個單線隧道，隧道內(nèi)消防管采用鋼管，沿隧道兩側布置。自噴系統(tǒng)在左、右線隧道內(nèi)各設立4個定點消防點，每隔3.5公里設置一處

9、，每處設置消防長度為600米，每50米為一個消防單元，每個定點消防點由I個電磁閥控制，發(fā)生災害時，根據(jù)火災情況開啟相應消防單元內(nèi)的電磁閥噴淋滅火。5、閉路電視系統(tǒng)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1) 通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程視頻圖像實時瀏覽；2) 通過圖像監(jiān)控結合遠程和本地人員操作經(jīng)驗的優(yōu)勢，避免誤操作；3) 通過圖像監(jiān)控報警聯(lián)動功能，對突發(fā)事件及時預警和及時處理；4) 配合其他系統(tǒng)（如其他高速公路監(jiān)控系統(tǒng)等）的工作；系統(tǒng)組網(wǎng)方式 根據(jù)高速公路的具體網(wǎng)絡建設狀況，網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)選擇以下傳輸方式：以太網(wǎng)傳輸方式要求各監(jiān)控點的光纖設備提供以太網(wǎng)接口，以便于監(jiān)控點的圖像經(jīng)nV160T/

10、R視頻服務器通過以太網(wǎng)接口上傳至監(jiān)控中心。或者要求監(jiān)控點或分控中心已經(jīng)和監(jiān)控中心通過廣域網(wǎng)相連。監(jiān)控點的圖像經(jīng)nV160T/R視頻服務器通過以太網(wǎng)經(jīng)過各級路由器、交換機或HUB上傳至監(jiān)控中心。此系統(tǒng)包括洞口兩個帶云臺、可變焦及洞內(nèi)固定焦的六個攝像機，它們一一對應中控室八個監(jiān)視器。視頻矩陣連接主監(jiān)控器，可任意切換畫面。當有火災發(fā)生時，其自動切換至火災區(qū)段，畫面自動錄像，整個系統(tǒng)用梅蘭日蘭公司20KVA的彗星UPS供電。圖像監(jiān)控系統(tǒng)前端及分控中心組成描述：nV160T/R視頻服務器對前端監(jiān)控點攝像機采集的由矩陣回路輸出的視頻信號進行編碼壓縮處理后，將各類數(shù)據(jù)信號上傳到分控中心局域網(wǎng)，再經(jīng)交換機通過

11、廣域網(wǎng)上傳至監(jiān)控中心安裝有監(jiān)控服務器端軟件的主監(jiān)控系統(tǒng)服務器。分控中心設置一臺監(jiān)控主機，安裝客戶端監(jiān)控軟件，監(jiān)控管理員，由系統(tǒng)管理員授權，通過軟件對前端監(jiān)控攝像機、云臺進行監(jiān)視瀏覽及遙控操作。監(jiān)控中心組網(wǎng)：6、火災報警系統(tǒng)由OMM火災監(jiān)控與報警控測器、銅管、塑料管、火災自動語音報警機和火災手動報警按鈕組成。全隧道共分若干個火災區(qū)段。每區(qū)包括兩個OMM，四個手動按鈕。此系統(tǒng)供電亦用UPS。7、緊急電話系統(tǒng)采取熱線形式，即拿起話機直通中控室控制計算機，洞內(nèi)每隔150米一個，電話是特制的抗震、防潮的軍工用品，包括控制中心樓內(nèi)的內(nèi)線電話，均使用一個小型程控電話交換機支持。8、計算機控制系統(tǒng)這是中控室人

12、員觀察、分析、控制操作的主要系統(tǒng)。系統(tǒng)包括:中央管理控制計算機網(wǎng)絡、各系統(tǒng)控制設備、ups電源及其它輔助控制設施。主控系統(tǒng)的功能為接收各種相關機電設備采集、反饋的信息，進行分析、處理，并在需要時進行存儲、統(tǒng)計和打印。在本項項目中，接受主控系統(tǒng)監(jiān)測控制的子系統(tǒng)有:行車調度指揮子系統(tǒng)、通風及照明檢測控制子系統(tǒng)、CCTV子系統(tǒng)、緊急電話子系統(tǒng)、火災報警子系統(tǒng)、消防子系統(tǒng)等，主控系統(tǒng)包括兩部分內(nèi)容:即連接監(jiān)控中心內(nèi)各設備的局域網(wǎng)和與隧道內(nèi)各設備之間的遠程網(wǎng)絡連接。主控機、分控機和現(xiàn)場(OMM)通過標準TCP/IP與現(xiàn)場的系列OMM測控設備通信。另外主控機、分控機與現(xiàn)場CCTV攝像系統(tǒng)也通過標準TCP/

13、IP建立通信和數(shù)據(jù)轉換。對于監(jiān)控中心局域網(wǎng)，本方案擬采用100M交換式集線器和安裝于各設備內(nèi)的100M網(wǎng)卡，建立一個快速交換式以太網(wǎng)，連接位于監(jiān)控中心內(nèi)的各子系統(tǒng)設備。局域網(wǎng)設備包括:網(wǎng)絡服務器、監(jiān)控計算機、通訊計算機、管理終端等。局域網(wǎng)與各分區(qū)控制器、火災報警集中控制器、閉路電視視頻控制器、緊急電話總機以及用于控制隧道通風照明控制器之間的連接通過通訊計算機以環(huán)形網(wǎng)型式構成。為保證系統(tǒng)的可靠運轉，在中控室內(nèi)配各一主一備兩臺服務器構成雙機熱各冗余系統(tǒng)。主服務器負責接收各區(qū)域控制器及火災報警集中控制器、緊急電話總機、CCTV視頻控制器采集到的數(shù)據(jù)、火災警報以及各設備的狀態(tài)等信息，并轉送給管理控制計

14、算機。同時，主服務器還負責接收各管理控制計算機傳送來的用戶操作信息，并據(jù)此形成控制指令，通過通訊計算機下傳至相應控制器驅動執(zhí)行，此外，主服務器還應對上述過程中收到或產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)、信息進行記錄，存儲于本機硬盤中并可通過刻錄機備份至光盤，或進行相反的數(shù)據(jù)恢復。通訊計算機主要實現(xiàn)在主控系統(tǒng)各管理控制設備與隧道內(nèi)或監(jiān)控中心內(nèi)的各系統(tǒng)控制器之間逆行連接，進行數(shù)據(jù)的交換、傳輸。通訊計算機一主一備,內(nèi)置有太網(wǎng)卡和多串口卡。以大網(wǎng)卡用于與監(jiān)控中心局域網(wǎng)相連，多串口卡用于提供多個RS232/RS422端口，DEM或直接與各控制器相連。本系統(tǒng)中設置有兩臺PC作為監(jiān)控工作站，分別用于列車管理控制和通風照明控制，同

15、時，兼顧實現(xiàn)其他子系統(tǒng) (緊急電話、火災報警等)所需的人機交互功能。其工作原理圖：9、環(huán)境監(jiān)測及交通控制系統(tǒng)由車輛檢測器(環(huán)形線圈)和CO/VI檢測器(一氧化碳和能見度)兩個部分構成，但由于與交通控制是聯(lián)動的，所以一起介紹。交通控制系統(tǒng)是由洞口外龍門架上三組交通燈(即紅綠燈)和隧道內(nèi)七組車道信號燈組成的。車道信號燈分為兩種，一種是開道，綠，一種是關道，紅×。洞口燈及洞內(nèi)燈在一道車道上總保持一致。中央控制計算機上可隨時看到：車道、流量、占有率、車道使用情況分析(通暢、擁擠、塞車)及現(xiàn)場CO值。系統(tǒng)在自動狀態(tài)下，實時分析處理數(shù)據(jù)。計算出哪條車道擁擠，于是便會關閉哪條車道。由于八達嶺是一條

16、三條車道的隧道，所以萬聯(lián)公司提供了十一種交通程序：(1)全部車道打開不開燈或全綠燈摗龜。(2)開其中一道車道有三種程序。a、左邊車道為綠燈，中間車道和右邊車道為紅燈×；b、中間車道為綠燈，左邊車道和右邊車道為紅燈×；c、右邊車道為綠燈，中間車道和左邊車道為紅燈×。(3)關其中一道車道有三種程序：a、左邊車道為紅燈×，中間車道和右邊車道為綠燈；b、中間車道為紅燈×，左邊車道和右邊車道為綠燈；c、右邊車道為紅燈×，中間車道和左邊車道為綠燈。(4)注意慢行，洞口黃燈閃爍，洞內(nèi)無燈。(5)火災關閉隧道，洞口紅燈，洞內(nèi)無燈。(6)CO/ VI值

17、過高關閉隧道，洞口、洞內(nèi)均無燈。另外當有火災發(fā)生時，CO和VI值會放大的顯示在主控計算機畫面上。且當在一段時間內(nèi)CO/ VI值上升過快值班人員會用手動打開風機，保證過往車輛的行車安全。10、防雷及接地系統(tǒng)根據(jù)各類電纜均布置于室內(nèi)及隧道電纜槽內(nèi)的特點,防雷以防感為主，只有在室外高架上安裝的電氣設備采用防直擊雷措施。在各類電源線路終端的設備并聯(lián)電源避雷器；在各類信號及通信電纜的兩端串接信號避雷器；此外，由于隧道內(nèi)土質多為石質，電阻率較高，考慮在隧道貫穿兩條銅線 （洞外設地極），將隧道內(nèi)各機電設備接于此銅線上，以降低交流電氣化鐵路對電纜及機電設備的電氣干擾。監(jiān)控中心弱電接地系統(tǒng)單獨設置，接地電阻小于

18、1。三、萬聯(lián)“智網(wǎng)” 高速公路隧道網(wǎng)絡監(jiān)控網(wǎng)絡簡介萬聯(lián)基于TCP/IP的分布式測控網(wǎng)絡介紹：TCP/IP技術是國際上一種用于通信領域的網(wǎng)絡技術，現(xiàn)已在工業(yè)控制領域得到快速應用。通過TCP/IP標準協(xié)議組成分布式智能控制網(wǎng)絡基礎，使用事件驅動方式運行，從而實現(xiàn)了真正的分布式控制。TCP/IP技術在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的應用體現(xiàn)了控制網(wǎng)絡技術發(fā)展的最新趨勢，具有真正的分布性、開放性、互操作性，適應性。它已經(jīng)被工業(yè)界廣泛接受，成為控制網(wǎng)絡的實際主流標準之一，使得基于TCP/IP平臺開發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)使用在各種應用領域。萬聯(lián)的高速公路隧道圖像、環(huán)保、安全、消防火災、應急控制系統(tǒng)、機電設備運行監(jiān)控管理等的“智網(wǎng)”遠程監(jiān)控系統(tǒng)是整合在以太網(wǎng)絡中,采用國際通用的網(wǎng)絡協(xié)議TCP/IP協(xié)議,構架于現(xiàn)有的網(wǎng)絡綜合布線中,充分體現(xiàn)了對現(xiàn)有資源綜合利用的特色。既節(jié)省了布線成本,又降低了施工費用,且維護簡便,在實際工程的測算中，綜合成本平均降低了近1/4。在萬聯(lián)OMM設備和nV160T/R網(wǎng)絡視頻服務器基礎上建立的TCP/IP監(jiān)控平臺可極其方便的為現(xiàn)場設備管理和環(huán)境監(jiān)控提供一體化解決方案，不但大大簡化了現(xiàn)場監(jiān)控設備，而且有效地提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。必要