一、項(xiàng)目概述

近年來(lái)，我國(guó)交通道路在迅猛發(fā)展中，其重要的組成部分隧道數(shù)量也在不斷上升。由于我國(guó)地理環(huán)境比較復(fù)雜，隧道集中監(jiān)控系統(tǒng)在公路的運(yùn)營(yíng)和管理以及緊急預(yù)案處理中發(fā)揮著極其重要的作用。因此，隧道監(jiān)控系統(tǒng)成為工程單位和公路營(yíng)運(yùn)管理單位共同關(guān)心的問(wèn)題，建設(shè)穩(wěn)定、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)以及擴(kuò)展性強(qiáng)的監(jiān)控系統(tǒng)成為當(dāng)前道路監(jiān)控的首要目標(biāo)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

慈母山隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括通風(fēng)、交通、照明（PLC數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控）系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等。需要配置一套綜合的圖形監(jiān)控、操作系統(tǒng)，以滿足監(jiān)視道路和隧道的交通運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有車輛故障、交通事故等引起的各種交通異常情況，實(shí)時(shí)做出判斷和確定實(shí)施處理方案，平滑交通流、控制車速，減少交通擁擠和阻塞，防止二次事故的發(fā)生，以保證道路的服務(wù)水平、通行能力，減少行車延誤。

三、系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下圖所示，由上位軟件通過(guò)定制的驅(qū)動(dòng)接口程序直接對(duì)車檢器及LED進(jìn)行訪問(wèn)，PLC硬件的邏輯編寫與調(diào)試也全都在中控室直接下載或上傳，CCTV由矩陣的通訊接口與上位軟件通訊，緊急電話與消防系統(tǒng)可用API、ODBC等數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式獲取數(shù)據(jù)，這樣由客戶端操控的就是所有的隧道監(jiān)控子系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的整合較為完美。

四、系統(tǒng)功能

4.1信息收集功能

對(duì)隧道內(nèi)交通信息進(jìn)行采集，包括流量、占有率、時(shí)速以及異常事件。

檢測(cè)隧道洞內(nèi)的CO濃度、煙霧濃度等環(huán)境指標(biāo)。

檢測(cè)隧道洞內(nèi)的風(fēng)向、風(fēng)速等環(huán)境指標(biāo)。

采集氣象信息。

采集緊急電話報(bào)警求救信息。

隧道洞內(nèi)火災(zāi)報(bào)警信息。

視頻圖像信息。

設(shè)備工作狀況信息。

巡邏車等報(bào)警信息。

4.2隧道控制

隧道控制包括通風(fēng)控制、照明控制、橫通道、消防控制等，都具有全自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程遙控、本地控制等功能。

1)一般情況下，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，即根據(jù)采集到的有關(guān)信息和信息處理結(jié)果，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的控制方案，完成對(duì)相應(yīng)外場(chǎng)設(shè)備的控制。

2)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，即根據(jù)采集到的有關(guān)信息和信息處理結(jié)果，系統(tǒng)調(diào)取相應(yīng)的控制預(yù)案，經(jīng)操作員認(rèn)可或者修改后，完成對(duì)相應(yīng)外場(chǎng)設(shè)備的控制。

3)當(dāng)本地控制器與控制中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)失去通信后，可以實(shí)現(xiàn)本地控制。本地控制器可以存儲(chǔ)其掛接設(shè)備所采集的信息，也可以通過(guò)該本地控制器向其掛接設(shè)備發(fā)出控制命令。

4.3數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)、查詢、顯示

對(duì)交通數(shù)據(jù)及環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

自動(dòng)生成交通量、環(huán)境參數(shù)等歷史(日、月、年)對(duì)比圖(如柱狀圖或者餅圖等)。

對(duì)全線交通運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬顯示，用不同顏色表示道路交通狀況。

能按預(yù)先規(guī)定的格式和內(nèi)容，定時(shí)進(jìn)行日、月、年或者周、旬、季報(bào)表的統(tǒng)計(jì)處理，并且可以進(jìn)行自動(dòng)打印。

4.4信息發(fā)布

1）可變情報(bào)板

洞外可變情報(bào)板，交通正常情況下顯示警示信息，提醒道路使用者前方進(jìn)入隧道；前方隧道出現(xiàn)火災(zāi)等緊急情況時(shí)，顯示如“隧道封閉、車輛饒行’’等信息，以控制事故點(diǎn)上游的交通流量：也可以用于分區(qū)段誘導(dǎo)交通，能夠顯示路段運(yùn)行時(shí)間，并能夠以圖形方式顯示路段交通運(yùn)行狀況；還可以實(shí)現(xiàn)氣象信息的自動(dòng)發(fā)布。洞內(nèi)可變情報(bào)板主要用于隧道發(fā)生異常情況時(shí)，發(fā)布疏導(dǎo)信息，結(jié)合城市功能，節(jié)假日也可發(fā)布節(jié)日信息。

2）可變限速標(biāo)志

前方隧道出現(xiàn)交通擁擠、交通阻塞、火災(zāi)等緊急情況時(shí)，通過(guò)改變限速值，配合洞外可變情報(bào)板，控制事故點(diǎn)上游的交通流量；需要封閉車道時(shí)，也可以顯示禁行“⊙”符號(hào)。

3）交通信號(hào)燈

每套信號(hào)燈由4個(gè)符號(hào)燈組成。前方隧道出現(xiàn)火災(zāi)等緊急情況時(shí)，洞口交通信號(hào)燈紅色符號(hào)燈應(yīng)顯示禁止通行符配合洞外可變情報(bào)板，將車輛順利控制在洞口外，以便車輛饒行。

4）疏散指示標(biāo)志

疏散指示標(biāo)志用于在隧道洞內(nèi)發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下，引導(dǎo)隧道內(nèi)的行人通過(guò)人行橫洞(車行橫洞)進(jìn)入服務(wù)隧道或未發(fā)生事故的隧道洞內(nèi)。

4.5事故、事件輸入功能

系統(tǒng)記錄車輛信息，分析判斷

人工鍵入部分路況信息，包括：事故、道路養(yǎng)護(hù)、氣象信息等。

4.6報(bào)警自動(dòng)管理功能

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生隧道洞內(nèi)火災(zāi)報(bào)警、隧道洞內(nèi)C0濃度超高和煙霧濃度超高報(bào)警、交通擁擠報(bào)警、緊急電話摘機(jī)報(bào)警，消防水池水位過(guò)低、雨水集水池水位過(guò)高時(shí)，均將報(bào)警信息自動(dòng)發(fā)送到綜合控制臺(tái)上放置的監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)。

監(jiān)控中心監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)接到上述報(bào)警信息后，自動(dòng)彈出報(bào)警窗口，除消防水池水位過(guò)低、雨水集水池水位過(guò)高報(bào)警外，還能通過(guò)RS232串口或以太網(wǎng)接口自動(dòng)控制隧道監(jiān)控中心閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的矩陣切換輸出報(bào)警點(diǎn)處的視頻圖像在主監(jiān)視器和大屏幕投影屏上同時(shí)進(jìn)行“強(qiáng)插”顯示；除隧道洞內(nèi)CO濃度超高和煙霧濃度超高以及緊急電話摘機(jī)外，系統(tǒng)能通過(guò)I／O模塊自動(dòng)驅(qū)動(dòng)隧道監(jiān)控中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的聲光報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警。

當(dāng)系統(tǒng)自身發(fā)生故障(包括設(shè)備故障、通信故障等)時(shí)，能在監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)上自動(dòng)彈出報(bào)警窗口，同時(shí)在監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)上發(fā)出報(bào)警聲音。

出現(xiàn)報(bào)警后，系統(tǒng)能自動(dòng)記錄事件的屬性(如事件類型、事件、地點(diǎn)等)以及事件的處置過(guò)程。

4.7信息處理決策

分析判斷交通阻滯、事故及其嚴(yán)重程度，自動(dòng)生成處理方案，經(jīng)操作人員確認(rèn)后，根據(jù)不同的處理方案，選擇控制策略，及時(shí)通知交警、消防、救護(hù)、養(yǎng)護(hù)、路政等部門，迅速處理事故，疏導(dǎo)交通。

4.8安全管理功能

對(duì)不同管理人員分別設(shè)置不同的使用權(quán)限，設(shè)置不同的操作口令和密碼，對(duì)值班員的操作進(jìn)行記錄。采取措施，防止病毒侵入，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

4.9Web功能

主要負(fù)責(zé)針對(duì)管理人員操作、監(jiān)控、查詢等，WEB發(fā)布的內(nèi)容包括過(guò)程監(jiān)控操作畫面、報(bào)表。通過(guò)不同的權(quán)限各級(jí)操作、管理員對(duì)通風(fēng)、照明、交通、消防、電力等各系統(tǒng)進(jìn)行操作和管理。

五、項(xiàng)目總結(jié)

慈母山全線隧道監(jiān)控系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控以及信息發(fā)布等監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際道路運(yùn)營(yíng)情況實(shí)現(xiàn)了多種預(yù)案方式，包含時(shí)序、時(shí)間段、分層分段控制，用戶可通過(guò)靈活多樣“一鍵監(jiān)控”為隧道的安全運(yùn)營(yíng)提供有效保障；實(shí)現(xiàn)了“路隧結(jié)合”的三級(jí)控制模式；在報(bào)表模塊中，為用戶提供了“下鉆”功能，使用戶可以多角度多維度對(duì)隧道相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為隧道運(yùn)營(yíng)管理提供必要的參考和決策支持。