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慈母山隧道监控系统

一、项目概述

            近年来,我国交通道路在迅猛发展中,其重要的组成部分隧道数量也在不断上升。由于我国地理环境比较复杂,隧道集中监控系统在公路的运营和管理以及紧急预案处理中发挥着极其重要的作用。因此,隧道监控系统成为工程单位和公路营运管理单位共同关心的问题,建设稳定、先进、经济以及扩展性强的监控系统成为当前道路监控的首要目标。

二、系统设计

            慈母山隧道监控系统包括通风、交通、照明(PLC数据采集、监控)系统、消防系统等。需要配置一套综合的图形监控、操作系统,以满足监视道路和隧道的交通运行状况,及时发现有车辆故障、交通事故等引起的各种交通异常情况,实时做出判断和确定实施处理方案,平滑交通流、控制车速,减少交通拥挤和阻塞,防止二次事故的发生,以保证道路的服务水平、通行能力,减少行车延误。

三、系统架构

           系统设计如下图所示,由上位软件通过定制的驱动接口程序直接对车检器及LED进行访问,PLC硬件的逻辑编写与调试也全都在中控室直接下载或上传,CCTV由矩阵的通讯接口与上位软件通讯,紧急电话与消防系统可用API、ODBC等数据访问方式获取数据,这样由客户端操控的就是所有的隧道监控子系统,使得系统的整合较为完美。

四、系统功能

4.1    信息收集功能

w对隧道内交通信息进行采集,包括流量、占有率、时速以及异常事件。

w检测隧道洞内的CO浓度、烟雾浓度等环境指标。

w检测隧道洞内的风向、风速等环境指标。

w采集气象信息。

w采集紧急电话报警求救信息。

w隧道洞内火灾报警信息。

w视频图像信息。

w设备工作状况信息。

w巡逻车等报警信息。


4.2 隧道控制

隧道控制包括通风控制、照明控制、横通道、消防控制等,都具有全自动控制、远程遥控、本地控制等功能。

一般情况下,系统实现全自动控制,即根据采集到的有关信息和信息处理结果,系统自动产生相应的控制方案,完成对相应外场设备的控制。


系统可以实现远程遥控,即根据采集到的有关信息和信息处理结果,系统调取相应的控制预案,经操作员认可或者修改后,完成对相应外场设备的控制。

当本地控制器与控制中心监控计算机网络失去通信后,可以实现本地控制。本地控制器可以存储其挂接设备所采集的信息,也可以通过该本地控制器向其挂接设备发出控制命令。



4.3  数据处理、统计、查询、显示

w 对交通数据及环境数据进行分类统计。

自动生成交通量、环境参数等历史(日、月、年)对比图(如柱状图或者饼图等)。

对全线交通运行状况进行模拟显示,用不同颜色表示道路交通状况。

能按预先规定的格式和内容,定时进行日、月、年或者周、旬、季报表的统计处理,并且可以进行自动打印。


4. 4  信息发布

1) 可变情报板

洞外可变情报板,交通正常情况下显示警示信息,提醒道路使用者前方进入隧道;前方隧道出现火灾等紧急情况时,显示如“隧道封闭、车辆饶行’’等信息,以控制事故点上游的交通流量:也可以用于分区段诱导交通,能够显示路段运行时间,并能够以图形方式显示路段交通运行状况;还可以实现气象信息的自动发布。洞内可变情报板主要用于隧道发生异常情况时,发布疏导信息,结合城市功能,节假日也可发布节日信息。

2)  可变限速标志

前方隧道出现交通拥挤、交通阻塞、火灾等紧急情况时,通过改变限速值,配合洞外可变情报板,控制事故点上游的交通流量;需要封闭车道时,也可以显示禁行“⊙”符号。

3)  交通信号灯

每套信号灯由4个符号灯组成。前方隧道出现火灾等紧急情况时,洞口交通信号灯红色符号灯应显示禁止通行符配合洞外可变情报板,将车辆顺利控制在洞口外,以便车辆饶行。

4)  疏散指示标志

疏散指示标志用于在隧道洞内发生火灾等紧急情况下,引导隧道内的行人通过人行横洞(车行横洞)进入服务隧道或未发生事故的隧道洞内。


4.5 事故、事件输入功能

系统记录车辆信息,分析判断

人工键入部分路况信息,包括:事故、道路养护、气象信息等。

4.6  报警自动管理功能

当系统发生隧道洞内火灾报警、隧道洞内C0浓度超高和烟雾浓度超高报警、交通拥挤报警、紧急电话摘机报警,消防水池水位过低、雨水集水池水位过高时,均将报警信息自动发送到综合控制台上放置的监控管理计算机。

监控中心监控管理计算机接到上述报警信息后,自动弹出报警窗口,除消防水池水位过低、雨水集水池水位过高报警外,还能通过RS232串口或以太网接口自动控制隧道监控中心闭路电视监视系统的矩阵切换输出报警点处的视频图像在主监视器和大屏幕投影屏上同时进行“强插”显示;除隧道洞内CO浓度超高和烟雾浓度超高以及紧急电话摘机外,系统能通过I/O模块自动驱动隧道监控中心监控计算机网络的声光报警器进行声光报警。

当系统自身发生故障(包括设备故障、通信故障等)时,能在监控管理计算机上自动弹出报警窗口,同时在监控管理计算机上发出报警声音。

出现报警后,系统能自动记录事件的属性(如事件类型、事件、地点等)以及事件的处置过程。

4.7  信息处理决策

分析判断交通阻滞、事故及其严重程度,自动生成处理方案,经操作人员确认后,根据不同的处理方案,选择控制策略,及时通知交警、消防、救护、养护、路政等部门,迅速处理事故,疏导交通。

4.8 安全管理功能

对不同管理人员分别设置不同的使用权限,设置不同的操作口令和密码,对值班员的操作进行记录。采取措施,防止病毒侵入,保证系统安全运行。

4.9  Web功能

主要负责针对管理人员操作、监控、查询等, WEB发布的内容包括过程监控操作画面、报表。通过不同的权限各级操作、管理员对通风、照明、交通、消防、电力等各系统进行操作和管理。

五、项目总结


慈母山全线隧道监控系统,不仅实现了交通监控、环境监控以及信息发布等监控系统的基本功能,在此基础上,结合实际道路运营情况实现了多种预案方式,包含时序、时间段、分层分段控制,用户可通过灵活多样“一键监控”为隧道的安全运营提供有效保障;实现了“路隧结合”的三级控制模式;在报表模块中,为用户提供了“下钻”功能,使用户可以多角度多维度对隧道相关数据进行分析,为隧道运营管理提供必要的参考和决策支持。