公路隧道远程监控的研究与设计

家． 特殊 的地 质 条 件 使 我 国必然 建 设 很 多 隧道 。 由 于 隧 道 中环 境 密 闭 ． 容易发生交通事故 ． 所 以加 强 隧 道 中 的 安 全 运 营 管 理 显 得 极 为 重 要 为 了使 隧 道 中交 通 环 境 更加方便 、 安全和高效 ， 为 了及 时 应 对 隧道 内 的 突 发 事 故 ．有 效 地 保 障 隧 道 内行 车 安 全 越 来 越 多 地 受 到 政 府 交 通 部 门的 重 视 然 而 ． 现今 大多 数 公 路 隧 道 车 辆 监 控 都 是 通 过 人 工 观 看 视 频 ．而 完 全 依 靠 监 控 人 员 观 看 视 频 监 控 不 仅 会 增 加 政 府 财 政 支 出 ．而 且 由 于监 控 人 员 有 限 的精 力 和 注 意 力 ． 很 容 易 出现 疏 漏 为 了能 够 对 隧
应操 作。系统数据操作流程 图如下 图 ３所示 ， 客户端发 出请 求到服务器 ， 通过登 录验证 ， 从服务器取 出数 据和
文件 。
图 ３ 系统 数 据 操 作 流程 图
２ ． ２ 系统监 控 系统 监 控 包 括 交 通 、 照明、 通风、 消防 、 报 警 及 事 故 处 理 和 隧道 紧 急 电 话 及 广 播 六 大 子 系统 各 子 系 统 通
关键词 ：
监控系统 ； 数据库 ； 用 户 管 理
０ 引 言
近年 来 ．随着 我 国经 济 发 展 速 度 的加 快 和 现 代 化 进 程 的 推进 ． 公路 隧 道 的 项 目建 设 也 迅 速 发 展 起 来 ． 道
路交 通建 设 取 得 明显 成 果 。 我 国是 个 多 山 地 、 丘 陵 的 国
过Ｐ Ｌ Ｃ与设备之间进行通信 ， 系统 通过文字 、 表格和数
据 曲线 等形 式 展 现 所 出采 集 的设 备 自检 数 据 、实 时 运
行数据和系统报警信息等
（ １ ） 交 通 监 控 子 系 统 交通 监控 子 系统 实 时 收集 车辆 检 测线 圈 、 Ｃ Ｏ ／ Ｖ Ｉ 检 测 器 和火 灾 报 警 器 等 设 备 采 集 的数 据 ．经 过 判 断 和 处理后 。 通 过 隧道 车 道 通 行 灯 、 交 通 信 号 灯 和 可 变 情 报
（ ４） 消 防监 控 子 系 统
２ ． ３ 系统 管 理
为 了方 便 系统 管 理 ． 保证 系统安全 ． 按 照 用 户 角 色 管理 、 设 备管理 、 阈值 管 理 、 预案管 理 、 手工 事件 管理 、 报表管理 、 Ｅ ｔ 志 管理 和数 据 备 份 等 模 块 进 行 管 理 。
图 １ 隧 道 监 控 控制 模 式 图
＠ 现 代 计 算 机 ２ ０ １ ５ ． ０ ５ 下
１ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ 组 网与 通 信 系 统 组 网方 式 采 用 工 业 以太 网 组 成 控 制 层 环 网 ． 再将交换机 与 Ｐ Ｌ Ｃ链 接 ．设 备 之 间 的 通 信 使 用 远 程 的 Ｉ ／ ０ 通 信 。 以某 隧 道 为 例 ， 隧 道 左 右 洞 通 过 以太 网交 换 机 光 纤 组 成 以太 自愈 环 网 ， 图 ２所示 为其 结 构 图 ：
配 置 进 行 集 中管 控 。 隧道 采 用 片 区监 控 中心 、 隧道 管 理 站 和 隧道 现 场 三 级 控 制 模 式 一 般 情 况 下 ． 隧 道 的 日常
运 营管 理 和处 理 事 件 由隧 道 管 理 站 负 责 ．隧 道 管 理 站 可 以 向 区域 控 制 器 下 达 控 制 指 令 驱 确认 再执行
ｆ ２） 照 明 监控 子 系统
照 明监 控 子 系 统 分 四级 控 制 ， 包 括 白天 、 黄昏、 夜 间 和 深 夜 照 明控 制 系 统 将 照度 检 测 器 采 集 的 实 时 照 度 与 预先 设 置 的 阈值 比较 后 自动 开 启 对 应 级 别 的照 明． 控 制 洞 内 外 照度 使 之不 会 相 差 太 大． 避 免 驾 驶 员 出 入 隧
设 计 一个 完 善 的公 路 隧道 监 控 系 统 尤 为 重 要 ．本 文 就 我们 完 工 的 某 公 路 隧 道 监 控 平 台 的 设 计 和 实 现 方 案 进
行 详 细说 明
１ 系统 总体 架 构
１ ． １ 系统 组 成
隧 道 监控 平 台 的管 理 模 式 是 对 平 台 的 软件 和 设 备
数 据 库 模 块 可 以 存 储 隧 道 监 控 平 台 和相 关 设 备 数
据． 对 于系统 中大量数据应运用分月建表 的方式 ． 需要
获 取 历 史 数 据 时 可 以直 接 从 统 计 表 中获 取 而 不 需 要 再 次统计 ， 为统计处理数据节省大量时间 。 在 系 统 中添 加 、 修改 、 删 除 和 查 询 设 备 都 需 要 操 作
过 隧 道 管 理 站 实 现 对 隧道 的管 理 ．它 拥 有 比 隧 道 管 理
站 更 高 的 权 限 各 管 理 站 一 般 都 无 人 职 守 若 有 紧急 情
况 管 理 人 员 可 以 到 管 理 站 人 工 控 制 隧道 设 备 如 图 １ 所 示 为 隧 道 监 控 系 统控 制模 式 图 ：
风机设备风向 、 开启数量 ． 减少隧道 内 Ｃ Ｏ浓 度 等 ： 通 过 联 动 照 明 控 制 系 统 强 制 开 启 事 故 隧 道 内 所 有 照 明 回 路． 对 隧道 火 灾 进 行 及 时有 效 的控 制 ． 确 保 道 路 使 用 者 的安 全 ． 并 将 损失 降 低 到最 小 。 （ ６ ） 隧 道 紧 急 电话 及 广 播 子 系 统
（ １ ） 用 户 角 色管 理
消 防监 控 系 统 根 据 液 位 仪 检 测 消 防 系统 高低 位 水
池水位 、 中间水位信号 的信息 ， 如果液 位仪检测到水位
过高或过低 ． 立 刻 向隧 道管 理 站 发 出报 警 系统 经 过 分
析 判 断 后 ．可 以通 过 自动启 停 消 防泵 实 现 对 消 防 泵 启
隧道 洞 内外 均 设 置 紧 急 电话 及 广播 系 统 ．隧 道 管
理 站 内有 隧道 紧 急 电话 及 有 线 广 播 控 制 计 算 机 、 主机 及 其 他 外 设 等 ．用 于 收集 管辖 路 段 内隧 道 事 故 报 警 信 息及 向 发 生 事 故 的 隧 道 广 播 ， 给驾驶员提供警告 、 紧 急 调度 信 息 ．平 时 也 可 以利 用 此 系 统 向司 机 传 递 交 通 实 时信 息 等
数据 库 ， 在对 数据进 行定义 、 初始化 、 建立数 据词 典并
成 功 连 接 数 据 库 后 ．即 可 通 过 代 码 实 现 对 数 据 库 的 相
现 代 计 算 机 ２ ０ １ ５ ． ０ ５ 下 囝
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． ．
依 据 具 体 情 况 人工 启 动 或 关 闭照 明 设 备 （ ３ ） 通 风监 控 子 系 统 通 风监控系统 根据采集 的信息 如一氧 化碳浓 度 、 可见度 、 交 通 拥 堵 情 况 等 自动 开 启 、 关 闭相应 的风 机 。 如 果 收 集 的数 据 超 出 阈值 达 到 报 警 级 别 ． 系统 根 据 报 警 级 别 开 启 对 应 的风 机 ， 并 根据 Ｃ Ｏ浓 度 、 能 见 度 检 测 值 和风 速 风 向决 定 开启 风 机 的 大 小 和 数 量 各 级 阈 值 和
图 ２ 隧道 Ｐ Ｌ Ｃ 环 网 图
板标语控制隧道交通流 ． 提 高 隧 道 运 营 效率 。 系 统 将 采 集 到 的 信 息 与 预 先 在 本 地 控 制 器 上 设 置 阈 值 进 行 比 较 ．若 有 异 常情 况 如 Ｃ Ｏ浓 度 超 过 阈值 或 者 发 生 火 灾 、
２ 隧 道 监 控 平 台 软 件 设 计
系 统 赋 予 不 同 的用 户 不 同 的 管 理 权 限 此 系 统 将 用 户角色分 为系统管理 员 、 报表 管理员 、 系统操 作员 、
普 通 操 作 员 和 监 视 员 五种 角 色 其 中系 统 管 理 员 和报
停 的全 自动 控 制 ：监 控 人 员 也 可 以根 据 水 池 水 位 数 据 进行判断后 ． 在 监 控 管 理 站远 程 遥 控 消 防泵 的启 停 。 （ ５ ） 报 警 及 事 故处 理子 系统 报警包括设 备报警 、 事故报警 、 阈值 报 警 、 火 灾 报 警 和 其他 报 警 等 ．当发 生 异 常 情 况 时 监 控 系 统 自动 确 认 发 生故 障 的设 备 或 事 故 地 点 ． 同 时伴 随报 警 声 监 控 系 统 停 留在 报 警 页 面 直 到 操 作 员 进 行 事 故 确 认 方 可 停 止。 操 作 员 对 报 警 确认 后 可通 过 手 工 处 理 ． 也 可 执行 系
２ ． １ 数 据 库 模 块
数 据 库 是 隧 道 监 控 平 台 的核 心 ．是 监 控 系 统 和 现
交 通 事 故 ．系 统 可 以 自动 控 制 程 序 也 可 以提 示 建 议 处
场设备联 系的纽带 。 监控 系统运行 时 ， 隧道设备采集 到
的数 据 要 上 传 到 隧 道 管 理 站 ．同 时 中心 计 算 机 发 布 的 控 制 指 令 也 要 实 时 传 到 隧 道 现 场 ．这 些 都要 以 数 据 库
风机 开启的数 量 、时间间隔可根据 具体情 况在监控 系
统进 行 设 定 。发生 火 灾 时 ． 通 风 系 统 自动启 动 火 灾 区 内
的风机 ． 同时 考 虑 到 烟 雾 会 进 入 相 邻 隧 道 ． 所 以应 启 动
相邻隧道洞 口处风机加快排烟 除此之外． 隧道监控人
员可根据具体情况在监控平 台、 隧道管理站 、 可 编 程 控 制柜选择需要控 制的风机， 并控制其开启 、 关闭 、 正转 、 反转 、 停 止 等