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一、概述

隨著我國經濟的快速發展，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。其中隧道監控系統是現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、控制技術的發展，以太網技術和總線技術突破了原有的技術瓶頸，使隧道的監視與控制系統高速信息共享成為可能。其系統響應約為30－60秒，采用二級計算機網絡、下級網絡選用雙環光網，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，在中央計算機系統的統一指揮下有機協調運作。本系統包括電力監控和數據采集系統，交通監控及數據采集系統、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、系統結構

由于xx高速公路隧道群監控系統，在監控區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一調度，因此，在方案設計時，首先就要考慮到整個系統的架構。

采用分級管理模式，建立多平臺，多系統下的統一管理平臺，能夠通過總監控中心對所有系統內的分監控中心以及各本地監控室的主機及監控設備進行統一有序的調配、管理。而分監控中心在服從總監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：一級監控中心安裝紫金橋服務器網絡版軟件；

二級監控中心安裝紫金橋網絡版軟件；

三級監控中心安裝紫金橋通用軟件；

三、系統目的

中央計算機系統能在各種情況下準確、可靠、迅速做出反應，及時處理、

● 協調各系統工作，達到實時監控的目的。

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

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

● 防災報警監控系統應能迅速地檢測出隧道內險情，如火災、車禍等，自動聯動相關設備，在中央計算機統一指揮下，協調各系統采取相應的緊急措施，防止災情蔓延。

● 閉路電視監控系統應能對全隧道及道口實現全范圍、全斷面的監視。通信監控系統實現隧道內外以及相關區域或交通線的信息交流。

●廣播系統應能進行日常業務廣播和緊急疏散、急救廣插，與火災報警系統聯動廣播，當隧道發生阻塞、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對有關人員發布通知，進行調度、組織和疏散工作。

四、解決方案

（一） 隧道監控中心

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、電視監視等檢測控制的自動運行，調度各隧道救援維護組織，轉發信息，下達控制命令，為現場調試維護隧道設備及火災緊急現場救援提供便利。監控中心內設監控室，監控室配備設備主要有服務器、工作站、計算機、主區域控制器，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） 計算機監控系統及功能

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

1．主控計算機系統

系統組成：系統由系統主機(紫金橋服務器)、隧道管理軟件系統、交通監控軟件系統、照明及通風監控軟件系統、控制臺終端軟件系統 等軟件系統組成，采用基于紫金橋組態軟件開發，監控計算機的網絡拓撲為星形結構，各系統通過主計算機交換數據，網絡資源共享。

①系統主機(紫金橋服務器)：負責網絡操作和各進程的管理與運行，儲存監控系統所有數據；保證系統的安全性，建議采用紫金橋雙機熱備服務器；

②隧道管理軟件系統：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，亮度檢測各類數據。同時還接收來自于緊急電話控制火災事故確認信號等。

③交通監控軟件系統：交通監控計算機對其相關的各種數據進行處理、運算。這些數據來源于各隧道分系統信息包括：

● 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據。

● 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段的信息。

● 隧道閉路電視監視系統對隧道事故，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照明及通風監控軟件系統：

照明，通風監控計算機經網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：

控制臺終端計算機接收從交通監控計算機、安全監控計算機、照明及通風監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，攝像機監視區段信息，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；

● 模擬火災現狀及發展趨勢顯示；

● 上述各類檢測信息的圖表及變化曲線顯示；

2．系統信息的采集及傳輸

①原始信息的采集；隧道監控原始信息來自于現場各類檢測設備，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，設施狀態檢測等，上述信息經隧道現場設置的ACU 光纖工業控制網傳輸通道，RS485 通道等傳輸至設備室微機系統。控制信息經上述通道反向傳輸至設備。

②基層控制單元信息的采集傳輸：隧道設備室微機系統作為隧道基層控制單元，可根據原程序自動運行，并整理數據信息向隧道監控站傳送及接收修改控制指令，需通過ACU 的以太網、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、可靠的隧道監控系統十分重要，一旦有預案發生各子系統會自動綜合聯動，能在最短的時間內有效地處理事故。