一、概述

隨著我國經濟的快速發(fā)展，公路及公路隧道的建設項目與日俱增，隧道安全運營問題顯得越來越突出，除隧道本身的土建施工質量外，隧道的監(jiān)視與控制管理成為公路隧道安全正常運行的重要課題。其中隧道監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代城市建設標志性工程之一，隨著計算機技術、圖像處理技術、通訊技術、控制技術的發(fā)展，以太網(wǎng)技術和總線技術突破了原有的技術瓶頸，使隧道的監(jiān)視與控制系統(tǒng)高速信息共享成為可能。其系統(tǒng)響應約為30－60秒，采用二級計算機網(wǎng)絡、下級網(wǎng)絡選用雙環(huán)光網(wǎng)，響應時間＜10秒，并設有電力、交通、CCTV、收費、廣播、無線通訊、調度電話、火災報警、模擬屏顯示等九個子系統(tǒng)，在中央計算機系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下有機協(xié)調運作。本系統(tǒng)包括電力監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，交通監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、雙機設備、模塊化軟件設計、MTBF指標達到106小時以上。收費效率提高30％以上，營運能力提高20％，經濟效益明顯提高。

二、系統(tǒng)結構

由于xx高速公路隧道群監(jiān)控系統(tǒng)，在監(jiān)控區(qū)域上較分散且較偏遠，行政組織管理結構上又涉及到多個部門，多級領導，同時，又要滿足省護路辦的集中管理和統(tǒng)一調度，因此，在方案設計時，首先就要考慮到整個系統(tǒng)的架構。

采用分級管理模式，建立多平臺，多系統(tǒng)下的統(tǒng)一管理平臺，能夠通過總監(jiān)控中心對所有系統(tǒng)內的分監(jiān)控中心以及各本地監(jiān)控室的主機及監(jiān)控設備進行統(tǒng)一有序的調配、管理。而分監(jiān)控中心在服從總監(jiān)控中心調度指揮的同時，也在自己職能范圍內管理和調度其所管轄各車站內的監(jiān)控設備，從而達到集中與分散相結合的多級用戶管理模式。

注：一級監(jiān)控中心安裝紫金橋服務器網(wǎng)絡版軟件；

二級監(jiān)控中心安裝紫金橋網(wǎng)絡版軟件；

三級監(jiān)控中心安裝紫金橋通用軟件；

三、系統(tǒng)目的

中央計算機系統(tǒng)能在各種情況下準確、可靠、迅速做出反應，及時處理、

● 協(xié)調各系統(tǒng)工作，達到實時監(jiān)控的目的。

● 設備監(jiān)控系統(tǒng)承擔隧道通風、水泵、照明等設備的監(jiān)視、控制與檢測，設備發(fā)生故障時告警，并在正常與非正常情況下采取相應控制措施。

● 交通臨控系統(tǒng)應具有完備、實用、可行的交通監(jiān)測與控制功能，能快速、準確檢測出各項交通參數(shù)并及時處理，保證隧道安全暢通。

● 防災報警監(jiān)控系統(tǒng)應能迅速地檢測出隧道內險情，如火災、車禍等，自動聯(lián)動相關設備，在中央計算機統(tǒng)一指揮下，協(xié)調各系統(tǒng)采取相應的緊急措施，防止災情蔓延。

● 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)應能對全隧道及道口實現(xiàn)全范圍、全斷面的監(jiān)視。通信監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)隧道內外以及相關區(qū)域或交通線的信息交流。

●廣播系統(tǒng)應能進行日常業(yè)務廣播和緊急疏散、急救廣插，與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動廣播，當隧道發(fā)生阻塞、交通事故或火災事故等緊急情況時，中控室操作人員能通過本系統(tǒng)對有關人員發(fā)布通知，進行調度、組織和疏散工作。

四、解決方案

（一） 隧道監(jiān)控中心

要實時對本路段隧道交通運行及安全救援的管理和調控，集中控制轄區(qū)內隧道的機電設施：變配電、照明、通風、安全、火災、交通運行、電視監(jiān)視等檢測控制的自動運行，調度各隧道救援維護組織，轉發(fā)信息，下達控制命令，為現(xiàn)場調試維護隧道設備及火災緊急現(xiàn)場救援提供便利。監(jiān)控中心內設監(jiān)控室，監(jiān)控室配備設備主要有服務器、工作站、計算機、主區(qū)域控制器，火災報警主機、緊急電話主機、視音頻控制設備、通信網(wǎng)絡設備、打印機、光盤刻錄、硬盤錄像機、大屏幕無縫拼裝投影屏、UPS 等外圍設備。

（二） 計算機監(jiān)控系統(tǒng)及功能

隧道監(jiān)控室控制系統(tǒng)是本系統(tǒng)的中央指揮計算機主控系統(tǒng)，各隧道設備管理微機及ACU網(wǎng)絡則是各部分職能計算機分系統(tǒng)。

1．主控計算機系統(tǒng)

系統(tǒng)組成：系統(tǒng)由系統(tǒng)主機(紫金橋服務器)、隧道管理軟件系統(tǒng)、交通監(jiān)控軟件系統(tǒng)、照明及通風監(jiān)控軟件系統(tǒng)、控制臺終端軟件系統(tǒng) 等軟件系統(tǒng)組成，采用基于紫金橋組態(tài)軟件開發(fā)，監(jiān)控計算機的網(wǎng)絡拓撲為星形結構，各系統(tǒng)通過主計算機交換數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡資源共享。

①系統(tǒng)主機(紫金橋服務器)：負責網(wǎng)絡操作和各進程的管理與運行，儲存監(jiān)控系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)；保證系統(tǒng)的安全性，建議采用紫金橋雙機熱備服務器；

②隧道管理軟件系統(tǒng)：管理計算機接收處理，運算有關隧道報警、火災檢測、CO、VI 檢測，亮度檢測各類數(shù)據(jù)。同時還接收來自于緊急電話控制火災事故確認信號等。

③交通監(jiān)控軟件系統(tǒng)：交通監(jiān)控計算機對其相關的各種數(shù)據(jù)進行處理、運算。這些數(shù)據(jù)來源于各隧道分系統(tǒng)信息包括：

● 隧道車輛檢測檢測并給予處理的隧道交通信息。

● 并由緊急電話控制臺傳來的隧道交通信息。

● 隧道CO、VI 檢測并預處理的空氣質量數(shù)據(jù)。

● 火災報警及自動檢測并給予處理的隧道火災信息。

● 隧道維護管理部門有關隧道維護區(qū)段的信息。

● 隧道閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)對隧道事故，火災的確認信息。

● 可變情報板，可變限速標志及車道指示器的顯示反饋信息。

④照明及通風監(jiān)控軟件系統(tǒng)：

照明，通風監(jiān)控計算機經網(wǎng)絡采集隧道內外亮度檢測器預處理更換信息及一氧化碳含量、亮度檢測器、風速風向儀預處理的信息，綜合交通狀態(tài)及火災報警信息，分別處理運算得到不同等級的照明，通風控制方案。

⑤控制臺終端軟件系統(tǒng)：

控制臺終端計算機接收從交通監(jiān)控計算機、安全監(jiān)控計算機、照明及通風監(jiān)控計算機分別結束的信息。如交通狀況信息，緊急電話有線廣播信息。交通控制方案，可變情報板，車道指示燈顯示信息，隧道火災事故報警信息，一氧化碳含量及能見度信息，隧道照明及通風機運行信息，攝像機監(jiān)視區(qū)段信息，經計算機處理可進行以下幾項操作：

● 模擬圖形顯示：對隧道交通狀況進行模擬顯示；

● 模擬火災現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢顯示；

● 上述各類檢測信息的圖表及變化曲線顯示；

2．系統(tǒng)信息的采集及傳輸

①原始信息的采集；隧道監(jiān)控原始信息來自于現(xiàn)場各類檢測設備，如火災報警，火災探測，緊急電話，車輛檢測，空氣檢測，亮度檢測，設施狀態(tài)檢測等，上述信息經隧道現(xiàn)場設置的ACU 光纖工業(yè)控制網(wǎng)傳輸通道，RS485 通道等傳輸至設備室微機系統(tǒng)?？刂菩畔⒔浬鲜鐾ǖ婪聪騻鬏斨猎O備。

②基層控制單元信息的采集傳輸：隧道設備室微機系統(tǒng)作為隧道基層控制單元，可根據(jù)原程序自動運行，并整理數(shù)據(jù)信息向隧道監(jiān)控站傳送及接收修改控制指令，需通過ACU 的以太網(wǎng)、I/O、A/D、RS232/422/485 等板卡接口進行。

五、總結

設計一套完善、先進、可靠的隧道監(jiān)控系統(tǒng)十分重要，一旦有預案發(fā)生各子系統(tǒng)會自動綜合聯(lián)動，能在最短的時間內有效地處理事故。