一、項目概述

近年來，我國交通道路在迅猛發(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)在公路的運營和管理以及緊急預(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運管理單位共同關(guān)心的問題，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

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行狀況，及時發(fā)現(xiàn)有車輛故障、交通事故等引起的各種交通異常情況，實時做出判斷和確定實施處理方案，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)計如下圖所示，由上位軟件通過定制的驅(qū)動接口程序直接對車檢器及LED進(jìn)行訪問，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

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

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

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

采集氣象信息。

采集緊急電話報警求救信息。

隧道洞內(nèi)火災(zāi)報警信息。

視頻圖像信息。

設(shè)備工作狀況信息。

巡邏車等報警信息。

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，都具有全自動控制、遠(yuǎn)程遙控、本地控制等功能。

1)一般情況下，系統(tǒng)實現(xiàn)全自動控制，即根據(jù)采集到的有關(guān)信息和信息處理結(jié)果，系統(tǒng)自動產(chǎn)生相應(yīng)的控制方案，完成對相應(yīng)外場設(shè)備的控制。

2)系統(tǒng)可以實現(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，完成對相應(yīng)外場設(shè)備的控制。

3)當(dāng)本地控制器與控制中心監(jiān)控計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)失去通信后，可以實現(xiàn)本地控制。本地控制器可以存儲其掛接設(shè)備所采集的信息，也可以通過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、查詢、顯示

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

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

對全線交通運行狀況進(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，定時進(jìn)行日、月、年或者周、旬、季報表的統(tǒng)計處理，并且可以進(jìn)行自動打印。

4.4信息發(fā)布

1）可變情報板

洞外可變情報板，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，顯示如“隧道封閉、車輛饒行’’等信息，以控制事故點上游的交通流量：也可以用于分區(qū)段誘導(dǎo)交通，能夠顯示路段運行時間，并能夠以圖形方式顯示路段交通運行狀況；還可以實現(xiàn)氣象信息的自動發(fā)布。洞內(nèi)可變情報板主要用于隧道發(fā)生異常情況時，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，通過改變限速值，配合洞外可變情報板，控制事故點上游的交通流量；需要封閉車道時，也可以顯示禁行“⊙”符號。

3）交通信號燈

每套信號燈由4個符號燈組成。前方隧道出現(xiàn)火災(zāi)等緊急情況時，洞口交通信號燈紅色符號燈應(yīng)顯示禁止通行符配合洞外可變情報板，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報警自動管理功能

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

監(jiān)控中心監(jiān)控管理計算機(jī)接到上述報警信息后，自動彈出報警窗口，除消防水池水位過低、雨水集水池水位過高報警外，還能通過RS232串口或以太網(wǎng)接口自動控制隧道監(jiān)控中心閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的矩陣切換輸出報警點處的視頻圖像在主監(jiān)視器和大屏幕投影屏上同時進(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I／O模塊自動驅(qū)動隧道監(jiān)控中心監(jiān)控計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的聲光報警器進(jìn)行聲光報警。

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，能在監(jiān)控管理計算機(jī)上自動彈出報警窗口，同時在監(jiān)控管理計算機(jī)上發(fā)出報警聲音。

出現(xiàn)報警后，系統(tǒng)能自動記錄事件的屬性(如事件類型、事件、地點等)以及事件的處置過程。

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)安全運行。

4.9Web功能

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

五、項目總結(jié)

慈母山全線隧道監(jiān)控系統(tǒng)，不僅實現(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)合實際道路運營情況實現(xiàn)了多種預(yù)案方式，包含時序、時間段、分層分段控制，用戶可通過靈活多樣“一鍵監(jiān)控”為隧道的安全運營提供有效保障；實現(xiàn)了“路隧結(jié)合”的三級控制模式；在報表模塊中，為用戶提供了“下鉆”功能，使用戶可以多角度多維度對隧道相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為隧道運營管理提供必要的參考和決策支持。