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高速公路隧道电子监控系统应用分析

关键词：隧道监控PLC工控机

摘要：本文主要介绍了高速公路隧道电子监控系统的构成，并结合实际应用给出了短隧道和长隧道的具体监控方案，对系统的实际运行效果进行了分析以及探讨了未来的发展方向。

1.前言

随着经济建设的发展，高速公路在国民经济中所起的作用越来越大，到2007年底，高速公路的通车里程达到了5.3万公里。高速公路道路监控系统为高速公路畅通运行提供了有效的保障，而高速公路隧道历来是高速公路道路监控的重中之重。福建省是典型的丘陵地带，隧道多、桥梁多是福建高速公路建设的特点，如何根据实际情况设计一套符合本地隧道特点的电子监控系统是工程建设中的关键。

2.系统构成

隧道电子监控系统分为三级，隧道本地控制器、隧道监控室、分中心监控室。隧道本地控制器内置基本的照明、通风运行模式，在没有上级控制干预下可以自动运行；隧道监控室装有工控机，通过网络与所有隧道本地控制器相连，采集隧道本地控制器的信息和外场设备的信息，根据事先设定好的运行模式自动运行，在隧道发生应急事件的情况下，可根据上级下达命令或者本地手动控制，执行预制的各种应急预案；分中心监控室监控机通过网络与隧道监控室相连，汇总所有隧道的设备信息，并进行分析，在必要时可通过监控员手段切换隧道本地的运行模式。

隧道电子监控系统按照各个子系统分为照明子系统、通风子系统、火灾报警

子系统、交通控制子系统、电力子系统。每个子系统既要能独立运行，又要能和别的子系统联动运行。

照明子系统的功能是控制隧道内的照明，尽量减小由于隧道内外亮度反差引起的“黑洞效应”和“白洞效应”对驾驶员造成的影响。照明回路都是由开关量来控制的，隧道洞内外的光强仪和照度仪所输出的是模拟量，隧道本地控制器需根据洞内外的光强照度仪所测量出来的结果来调整隧道内的照明回路，PLC配置模拟量采集模块和I/O控制模块即可很好的完成对照明子系统的监控，同时在内置多种基本的时序模式，再结合面板上的触摸屏，可以实现在与上位机通讯中断情况下隧道本地的独立运行和手动控制。

通风子系统的功能主要是监控隧道内的行车环境，在隧道内CO浓度过大或者发生火灾时开启风机排出废气。隧道内风机系统与CO/VI检测器和风速风向仪联动控制，当CO/VI检测超标时，自动开启风机，风机的方向由风向仪测出的风向控制。PLC配置模拟量采集模块采集CO/VI检测器和风速风向仪的值，配置I/O模块控制风机继电器，再加上手动控制模式，能够实现本地对立运行。

火灾报警子系统是一套独立的系统，火灾检测点遍布整个隧道，统一由火灾报警主机采集，然后通过串口通讯协议发送给上位机。由于发生火灾时，需要启动应急预案，应急预案的启动需要监控员手动控制，因此火灾报警子系统的监控由隧道监控室的工控机负责，监控机在接到火灾报警信号后，上传分中心监控室，由监控员下达应急预案，然后联动隧道内各子系统运行。

交通控制子系统负责交通数据采集和通行诱导，涉及的设备有车检器、车道控制器、交通信号灯、可变情报板、隧道横洞卷帘门等，其中车检器和可变情报板通过网络通信进行监控，由隧道管理站工控机负责；车道控制器、交通信号灯等通过开关量控制的设备则由就近的PLC负责采集和控制。

电力子系统负责监测隧道内电力设备的运行参数，并可对中压断路器、手车等进行手动远程控制。配电箱内电表由本地PLC的模拟量采集模块采集，中压设备为独立设备，断路器、手车等由PLC的I/O模块控制，运行参数通过PLC上传隧道监控室，由工控机解析并汇总。

3.应用实例

3.1.工程概况

邵三高速公路起点位于闽赣交界处邵武沙塘隘，终点接三福高速公路的际口互通。南平市境设有朱洋隧道，上村隧道；三明市境设有马仔岭隧道，麻岭隧道，宅上隧道，红牙山隧道，玉华隧道，路口隧道，雪峰山1号隧道，梨树隧道等大、特大隧道。邵三高速不但隧道多，而且中长隧道占多数，特别是如何对长达4公里的雪峰山隧道进行监控是邵三高速隧道电子监控系统要解决的主要问题。

3.2.以往经验

福建省第一条高速公路泉厦高速就已将隧道电子监控系统列为建设的内容之一。泉厦高速公路交通监控系统包含有公路沿线9台车辆检测器、2套可变情报板、2套雾检测器、2个监控分中心的计算机管理系统、2套地图屏和监视墙和一个大坪山隧道（1080米）的隧道监控设施。隧道内安装有照明系统、消防系统、通风系统和隧道监控系统。大坪山隧道电子监控系统为福建省隧道电子监控系统开了先河，打下了很好的基础。

随后建设的罗宁、罗长和福宁高速均大规模采用隧道电子监控系统，福