智能监控技术在浏阳河公路隧道中的应用

收稿日期223

作者简介汪维斌(—),男,3年毕业于上海铁道学院计算机软件专业,工程师。

文章编号:167227479(2010)022*******

智能监控技术在浏阳河公路隧道中的应用

汪维斌

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉　430063)

Appli ca ti on of I n telli gen tM on itor i ng Techn i que i n

L i uyanghe H i ghway Tunnel

W ang Wei bin

摘　要　应用智能监控技术监视和控制整座隧道的交通运行情况,及时发现由车辆故障、交通事故等引起的各种交通异常情况,实时作出控制和确定实施方案,使损失降到最低。采用三级网络结构,对隧道智能监控的系统集成化、功能集成化、信息集成化进行研究,并运用综合检测手段、各种先进的控制算法及处理设施,提高公路隧道内环境、交通参数检测的准确率,协调管理及控制各个子系统的协同动作,保证隧道运营安全;利用现场实时数据与历史经验知识相结合,借助专家系统实现控制预案的自动生成,以提高隧道监控系统的智能化水平。

关键词　公路隧道　智能监控　实时控制　实施方案

中图分类号:U45912 文献标识码:B

1　工程概况

新河三角洲位于长沙市主城区北部,南起319国道,北至浏阳河,西临湘江,东到芙蓉北路;目前现状是

典型的三类工业区,区内基础设施、公益设施滞后。长沙市已将新河三角洲的开发列入城市发展规划的重中之重。新河三角洲的总体景观规划,将与湘江风光带、浏阳河风光带统一考虑,同时在城市格局的建设上充分协调与老城区的关系,形成周边软质绿化空间、内部硬质城市空间的总体风貌。

湘江大道由南至北穿过湘江二桥后,向右拐进新河三角洲再转向浏阳河下游,沿规划路在横三路口前后下潜,设左偏曲线,以对地面整体规划及景观影响最小的隧道形式下穿浏阳河,浏阳河公路隧道全长114km 。根据《公路隧道交通工程设计规范》(JTG /T D71—2004),公路隧道交通工程分级根据隧道长度和隧道交通量两个因素划分为A 、B 、C 、D 四级。确定其交通工程分级为A 级。

2　设计原则

隧道正常运营,提高车辆通过能力。隧道控制中心实行统一监控,集中管理,达到疏导交通、防火的功能。通过交通监控、闭路电视监控、环境监控等子系统,完成在控制中心内的智能监控、状态显示、操作、维护、监视、通信及资源共享等诸多功能。各分系统界面清楚,保持相对独立,且自检和自诊断功能,以便及时准确的发现异常和故障,并能迅速的排除故障。

3　智能监控系统设计目标和方法311　监控系统的主要目标

监控系统的主要目标是监视和控制整座隧道的交通运行情况,及时发现由车辆故障、交通事故等引起的各种交通异常情况,实时做出控制和确定实施方案。

312　监控系统的构成及要求

(1)监控中心计算机系统

隧道的监控中心计算机系统是整个隧道机电控制的核心部分,负责收集各个子系统的数据,经过模拟计算得出相应的控制方案,并将控制命令分别发送给相应的控制模块交通控制、通风控制、照明控制、火灾报

:2010020:1971199:

警、闭路电视、数据管理等。控制中心设背投式显示屏,显示隧道的运行情况和各相关设备的工况,并能通

过监控计算机信息分析软件,进行隧道全部或局部路

况、设备状况的详细图形显示,并进行数据管理和系统管理。图1

为系统的拓扑关系。

图1　系统的拓扑关系

中心控制系统由控制中心网络服务器(含磁盘阵

列)、系统主机、系统副机、综合控制台计算机、模拟屏、投影显示屏、火灾报警控制屏、网络集线器、网卡、以太网交换机、电源系统(含UPS )等组成。系统主副机实时收集各区域控制机的信息,并加以储存、统计、显示各设备的工作状况,当某一功能控制机发生故障时,将自动或人工转换代替功能控制机工作,系统主副机采用双机热备进行切换。

系统采用三级网络结构,上层采用基于W indow s 2NT 平台信息层上的交换式快速以太网结构,由服务器及各分系统的主控计算机组成,实现各分系统之间的通讯联络及数据共享。第二层主要基于双环光网(Contr ol net )之上的控制层,与下设的交通区域控制器(ACU )等进行联网。第三层结构中除常规的分散数据采集外,还包括基于总线式的现场设备网,实现数据式监测、控制功能,由此形成一个集散型三层网络的实时监控系统。

控制台由交通监控席、设备监控席、火灾报警席和电视监控、调度、广播操作席和紧急电话操作席等五个独立控制部分组成的主控台,按中控室建筑要求进行设计,采用单座席低台式,尺寸为(长)×(宽)×6(高)。

模拟屏正面由四部分组成,上下两部分为台监

视器,采用组合式监视器机架方式,相应于上、下行隧道的电视监视器,分别安装于显示屏的上、下方,图像显示顺序与行车方向一致,与隧道内及洞口24台摄像机对应,显示隧道中的监视摄像机的信息。中部为模拟图形显示,显示隧道中紧急电话、信号机、传感器等的位置及状况,右端为彩色背投。背投影仪为多晶硅LC D ,亮度输出大于600ANS I ,分辨率为1024×768。

为保证电源质量和不间断性,控制中心电源设备室设置一台连续供电60m in 的UPS 。U PS 及交流电源自切柜均受设备监控系统集中管理。

在电源自切配电柜近端和里端设置三级保护设备,在可变情报板电源端设置第二级保护,在计算机网络重要设备端根据需要设置数据线防雷保护设置。

中控室采用工作和保护二种接地方式。工作接地以建筑物的结构作接地体,是将弱电设备的直流电源需要接地的一极引至该接地体。保护接地是以供电系统的PE 线作为接地体,将弱电设备的机架,机壳、隧道内不带电设备的金属外壳,隧道电缆及桥架,室内电缆和配线的金属护套和屏蔽层引至该接地体。

(2)交通监控子系统

交通监控子系统的核心是交通控制处理机,负责管理交通监控机、照明控制柜、通风控制柜。交通监控机、照明控制柜、通风控制柜均采用智能化的控制,根

:12000mm 1000mm 00mm 24