基于易控組態軟件的高速隧道監控系統
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不同于鐵路隧道，高速公路隧道需要安全的交通誘導、人性化的照明、通風設施，更需要一整套合理、周密的緊急事件救助方案。公路隧道在整個路段屬于特殊構造段，因為隧道空間小，密閉性強，一旦發生火災、事故、交通擁堵，隧道內的環境會發生急劇惡化，直接影響到司乘人員的健康和生命安全，因此，對隧道監控系統提出了更高的要求。
2工程背景
廣西桂林至梧州公路馬江至梧州段是國家規劃西部開發阿榮旗至北海公路中南寧—梧州—桂林支線的重要組成路段，是廣西公路網主骨架的重要組成部分。全線設有武嶺互通、倒水互通、梧州互通、蒼梧互通以及平浪等5處互通立交，設有茶子腳隧道、朝塘隧道、河尾沖隧道、方埇隧道、葉板埇隧道、大柚埇隧道以及飛田等7處隧道。
本路開通5年后茶子腳隧道監控等級為a級、朝塘監控等級為c級，其余隧道均為b級。按照隧道劃分標準，其中茶子腳隧道為特長隧道，朝塘隧道為短隧道，其他隧道為中隧道。方埇隧道、葉板埇隧道、大柚隧道構成隧道群。
隧道監控系統采用易控(inspec)2009上位組態軟件開發，分為《馬梧隧道茶子腳監控系統》和《馬梧隧道蘇屋監控系統》兩套上位集成監控系統，分別對馬梧隧道中的茶子腳隧道以及蘇屋隧道進行上位集成監控。
該項目上位監控系統由北京九思易自動化軟件有限公司設計開發。
3系統設計
廣西馬梧隧道監控系統采用分層多級控制，控制界別包括局監控總中心-平浪監控分中心-隧道管理所-本地控制器。其中局監控總中心不在本次設計范圍內。系統架構圖如圖1所示。
圖1 系統架構圖
現場采集數據經外場設備采集至本地控制器，然后經由工業以太網傳送至隧道管理所，再由隧道管理所經以太網傳送至平浪監控分中心，最終傳送至局監控總中心。在隧道入口變電所、隧道管理所和平浪監控分中心分別具有對其所管轄范圍內設備的本地監測和控制功能。
隧道監控系統由九個子系統構成：交通監控子系統、閉路電視監視子系統、火災自動報警子系統、隧道通風控制子系統、隧道照明控制子系統、電力監控子系統、緊急電話子系統、指令電話子系統、有線廣播子系統。其中交通監控、閉路電視監視、火災自動報警、緊急電話、指令電話、有線廣播子系統為獨立的子系統，通風控制、電力監控、隧道照明控制在邏輯上相對獨立，在系統構成上則合成一體。九個子系統之間既避免由于某個子系統出故障而影響其它子系統的運行，又可保證整個系統的聯動運行；當隧道監控室設備出現故障時，通過本地控制器可完成現場控制，每座隧道的所有本地控制器相連，其中有一個本地主控制器，可控制整個隧道的正常運行。
3.1 系統總體框架
本監控系統采用c/s網絡架構模型，由數據服務器、客戶端工作站構成，通過光纖環網進行數據交互。服務器工程實時采集隧道外場所有設備數據信息，自行進行數據分析和存儲，并為客戶端工程提供所有實時數據和歷史數據；客戶端工程提供人機交互界面，操作員通過客戶端工程向服務器工程發送請求監視和控制隧道內的所有設備。監控系統總體框架示意圖如圖2所示。
圖2監控系統總體框架示意圖
系統中，包含數據服務器、視頻服務器、工作站以及其他各獨立子系統(消防子系統、電話子系統、cctv子系統、網絡子系統、電力子系統等)，實現對隧道內所有外場設備的實時數據采集和命令下發。
3.2 系統運行模型
本系統具體運行模型如圖3所示。
圖3 系統運行模型
4各集成監控子系統
4.1 交通子系統
交通監控子系統主要由交通檢測與交通信號控制兩部分組成。
在茶子腳隧道、方埇隧道-葉板埇隧道-大柚埇隧道群、飛田隧道出入口設置車輛檢測器，主要用于交通流量、平均車速、占有率等交通參數的檢測，并判斷隧道內的堵塞情況，也是通風和隧道照明控制子系統的基本數據。檢測參數包括交通流量、平均車速、占有率、車頭時距。
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