淺談高速公路隧道監(jiān)控

5/7淺談高速公路隧道監(jiān)控交通是一個(gè)國(guó)家的的血脈，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)與否很大程度要看該國(guó)的交通發(fā)展?fàn)顩r。我國(guó)山地丘陵區(qū)面積約占國(guó)土總面積的69%。由于過(guò)去公路建設(shè)資金的短缺在山區(qū)或丘陵區(qū)修筑的公路多以盤山公路為主。這種公路不僅等級(jí)低，繞行里程長(zhǎng)，占用可耕地多，而且存在著能耗高，安全隱患多，生態(tài)環(huán)境破壞大等不利因素，因而交通事故頻發(fā)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和大量人員傷亡。隧道建設(shè)是提高公路等級(jí)，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通的重要措施之一，也是實(shí)現(xiàn)高速、快捷、安全運(yùn)輸?shù)闹匾こ淘O(shè)施，隧道在現(xiàn)代化公路交通運(yùn)輸發(fā)展中起著不可替代的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和公路交通建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，新的勘察設(shè)計(jì)理念逐漸成熟，施工技術(shù)不斷進(jìn)步，我國(guó)公路隧道建設(shè)得到迅速發(fā)展。由于隧道的環(huán)境特殊，隧道的安全性以及隧道管理的穩(wěn)定性是隧道運(yùn)營(yíng)狀況最重要的考核指標(biāo)，因此隧道對(duì)通風(fēng)、照明、交通控制等監(jiān)控系統(tǒng)的要求非常高，工業(yè)化軟件產(chǎn)品性能指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)性能等對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。利用現(xiàn)代化的控制理論和先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備，建立一套完整的隧道監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)節(jié)交通流、控制隧道通風(fēng)和照明，防患事故于未然，對(duì)于提高隧道行車的安全性、快速性和舒適性尤為重要。隧道監(jiān)控按照各個(gè)子系統(tǒng)可分為：中央控制系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)等幾個(gè)子系統(tǒng)。具體內(nèi)容如下：隧道監(jiān)控等級(jí)及監(jiān)控設(shè)施設(shè)置內(nèi)容的確定；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、控制和誘導(dǎo)設(shè)備的類型選擇和設(shè)置位置選擇；隧道變電所內(nèi)監(jiān)控設(shè)備選擇和系統(tǒng)構(gòu)成；隧道管理救援站系統(tǒng)構(gòu)成以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、顯示設(shè)備的設(shè)計(jì)；圖像傳輸與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；火災(zāi)報(bào)警設(shè)備的確定、系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)計(jì)；緊急電話、有線廣播系統(tǒng)的構(gòu)成及設(shè)計(jì)；監(jiān)控系統(tǒng)軟件配置等。中央控制系統(tǒng)中央控制系統(tǒng)指揮各子系統(tǒng)的工作，并負(fù)責(zé)各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系與協(xié)調(diào)。各子系統(tǒng)通過(guò)中央控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交換、匯總、顯示、統(tǒng)計(jì)、打印，為隧道管理人員提供隧道綜合信息及決策信息，提供人機(jī)接口、手動(dòng)控制等功能，確保隧道交通運(yùn)營(yíng)的安全、通暢。中央控制系統(tǒng)主要由隧道管理救援站監(jiān)控機(jī)房?jī)?nèi)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和隧道現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)組成。隧道現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置多臺(tái)區(qū)域控制器，可獨(dú)立完成外場(chǎng)設(shè)備的信息采集與設(shè)備控制。區(qū)域控制器之間、區(qū)域控制器與中控室內(nèi)計(jì)算機(jī)之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信中控室內(nèi)的設(shè)備主要由交通監(jiān)控計(jì)算機(jī)、圖形計(jì)算機(jī)、電力監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通風(fēng)照明監(jiān)控計(jì)算機(jī)、消防火災(zāi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、異常事件管理計(jì)算機(jī)、ACU管理控制計(jì)算機(jī)及廣播控制計(jì)算機(jī)等、打印設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、顯示設(shè)備、綜合控制臺(tái)、閉路電視設(shè)備等組成?，F(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)主要由多臺(tái)可獨(dú)立完成外場(chǎng)設(shè)備的信息采集與設(shè)備控制的區(qū)域控制器構(gòu)成。中央控制系統(tǒng)由中控室內(nèi)的服務(wù)器、工作站、緊急電話設(shè)備、線廣播設(shè)備、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS、綜合控制臺(tái)、閉路電視設(shè)備等組成。交通監(jiān)控系統(tǒng)交通監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)控制和隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備組成?，F(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)主要由隧道上、下行區(qū)域控制器ACU、變電所內(nèi)的區(qū)域控制器ACU、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、合興隧道管理救援站內(nèi)以太網(wǎng)交換機(jī)、連接光纜等組成，隧道的現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)方式。等情況時(shí)，司機(jī)或有關(guān)人員可通過(guò)隧道沿線設(shè)置的緊急電話分機(jī)及時(shí)向中控室發(fā)出報(bào)警，以便通知有關(guān)部門迅速采取措施，確保隧道內(nèi)的行車及人身安全。有線廣播系統(tǒng)在隧道設(shè)置有線廣播系統(tǒng)，以便隧道出現(xiàn)緊急情況時(shí)，隧道管理救援站能利用隧道有線廣播系統(tǒng)進(jìn)行廣播，及時(shí)疏導(dǎo)交通。站內(nèi)有線廣播設(shè)備主要由有線廣播系統(tǒng)分控器、信源設(shè)備（含調(diào)音臺(tái)、專用麥克、卡座、CD等）、信號(hào)放大器、光端機(jī)、防雷配線箱等組成。外場(chǎng)有線廣播設(shè)備：由隧道入口布設(shè)一臺(tái)25w揚(yáng)聲器、隧道內(nèi)每50米布設(shè)一臺(tái)15w揚(yáng)聲器及傳輸線纜等組成。外場(chǎng)有線廣播音區(qū)由軟調(diào)音臺(tái)共有8路輸入、4路輸出，能對(duì)每一路輸入和輸出進(jìn)行音質(zhì)、音量的調(diào)節(jié)并兼具前置放大作用。廣播系統(tǒng)控制器是智能有線廣播系統(tǒng)的指揮運(yùn)作中心，主要用于完成由廣播控制臺(tái)發(fā)來(lái)的各種命令?？刂破骺梢詫?duì)不同負(fù)載音區(qū)的播放選擇和控制輸出，能將一個(gè)信源信息播放到需要播放的地方。功率放大單元主要完成對(duì)信號(hào)的放大播出，并將廣播功率放大器放置在隧道內(nèi)緊急電話機(jī)箱內(nèi)?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)目前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通常采用光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用激光在光纖中傳輸能夠產(chǎn)生散射，散射光波的狀態(tài)受所在光纖散射點(diǎn)的溫度影響而有所改變，可將溫度信號(hào)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。隧道的火災(zāi)報(bào)警控制器和光纜感溫探測(cè)器控制單元設(shè)于隧道變電所內(nèi)，接收并處理火災(zāi)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)，產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，接入變電所的區(qū)域控制器內(nèi)?；馂?zāi)報(bào)警信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸至隧道管理站的消防火災(zāi)報(bào)警計(jì)算機(jī)，此計(jì)算機(jī)主要用于加強(qiáng)隧道管理站、對(duì)隧道火災(zāi)集中監(jiān)控的能力?？煽刂艭CTV系統(tǒng)顯示火災(zāi)和事故發(fā)生的區(qū)段，報(bào)警可自動(dòng)或人工解除。光纜探測(cè)器和手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕設(shè)于隧道內(nèi)。隧道內(nèi)火災(zāi)報(bào)警按鈕每間隔50m隧道火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；發(fā)生火災(zāi)情況時(shí)，在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，并將報(bào)警信息實(shí)時(shí)可靠地傳送給隧道監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)具有高度的安全性，在與高層級(jí)系統(tǒng)的聯(lián)系中斷時(shí)，低層級(jí)系統(tǒng)具有獨(dú)立運(yùn)行的能力系統(tǒng)同時(shí)支持周期性和搶占性控制過(guò)程。一般控制過(guò)程周期性運(yùn)行，控制指令在每個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行；緊急情況的控制指令一旦得到有效的授權(quán)，立即執(zhí)行。系統(tǒng)具有多級(jí)控制和決策支持功能。系統(tǒng)能夠自主產(chǎn)生控制指令，同時(shí)，系統(tǒng)也允許來(lái)自操作人員和隧道管理救援站的指令作為系統(tǒng)的控制輸入。但系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前周期內(nèi)的控制指令隊(duì)列情況，以及當(dāng)前系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，尋找出與當(dāng)前控制指令相矛盾的指令，以及不能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)情況的控制指令；對(duì)于前者，應(yīng)根據(jù)既有的優(yōu)先級(jí)，按優(yōu)先級(jí)的先后確定指令的采用與否，對(duì)于后者，則應(yīng)拋棄之。處理情況應(yīng)及時(shí)在人機(jī)界面上通知指令的輸入方?；馂?zāi)事故能夠在起火后一分鐘內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，并配合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控室內(nèi)發(fā)出報(bào)警；火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)控制器通過(guò)以太網(wǎng)接口接入隧道監(jiān)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機(jī)。當(dāng)隧道現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)能夠在一分鐘之內(nèi)，通過(guò)讀取自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備（以光纖火災(zāi)探測(cè)器為主，事件檢測(cè)系統(tǒng)為輔）獲知火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)。環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)包括：一氧化碳/能見(jiàn)度檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器。隧道CO/VI檢測(cè)器為隧道專用型一體化CO、VI檢測(cè)裝置，安裝在隧道邊墻上，既能檢測(cè)CO濃度，又能檢測(cè)能見(jiàn)度。由發(fā)射/接收頭和反射頭組成，CO測(cè)量采用紅外吸收原理，發(fā)射頭發(fā)射特定紅外線，通過(guò)3米測(cè)量通道再由反射頭反射到接收頭，通過(guò)測(cè)量特定紅外波的衰減，測(cè)量CO濃度；能見(jiàn)度測(cè)量是通過(guò)另一分離通道，由發(fā)射頭發(fā)射光波，通過(guò)3做為一名隧道監(jiān)控設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要做到區(qū)分重點(diǎn)，控制基本規(guī)模；宏觀把握，考慮到隧道監(jiān)控系統(tǒng)與全路監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致；隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與其它機(jī)電工程子系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致；隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與相鄰路網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致；隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與貴州省現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致；隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與全省高速公路監(jiān)控系統(tǒng)總體規(guī)劃協(xié)調(diào)一