詳細(xì)解讀我國公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

　　近二十年來，隨著我國公路交通事業(yè)飛速發(fā)展，公路的等級不斷提高，通車?yán)锍讨鹉昱噬?，公路建設(shè)已成為拉動國民經(jīng)濟增長的支柱產(chǎn)業(yè)和帶動地方經(jīng)濟發(fā)展的龍頭。在山嶺和丘陵地區(qū)乃至越江過河的公路建設(shè)中，隧道方案以能縮短行車?yán)锍?，提高線型標(biāo)準(zhǔn)、保障運營安全，保護生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點，得到普遍應(yīng)用，并且越修越長，規(guī)模越來越大。許多特長隧道、大跨度扁平隧道、雙層隧道、沉管隧道、盾構(gòu)隧道、高海拔隧道、寒區(qū)隧道相繼建成。在堅持可持續(xù)發(fā)展，切實保護生態(tài)環(huán)境和有限的土地資源的戰(zhàn)略指導(dǎo)下，長大隧道的建設(shè)必然任務(wù)越來越重，技術(shù)要求越來越高。

　　公路隧道是公路上的特殊路段，空間環(huán)境狹窄、光線變化大、視野不清，存在潛在的交通事故危險。特別是發(fā)生火災(zāi)等緊急事件時，交通輸導(dǎo)和救援工作與普通路段大不一樣，而且二次事故產(chǎn)生的后果遠比原發(fā)性事故嚴(yán)重得多，因此長隧道內(nèi)的安全保障是公路隧道建設(shè)和運營要特別關(guān)注的問題。公路隧道在使用過程中，會因為汽車尾氣排放并且不易散發(fā)而導(dǎo)致隧道內(nèi)空氣質(zhì)量惡化。公路隧道運營過程中的能耗（照明和通風(fēng)）遠高于一般道路的運營能耗。

　　為了使隧道能安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟運行。隧道監(jiān)控系統(tǒng)是長隧道的安全保障必不可少的，也是保證隧道交通暢通與環(huán)保必須的工程設(shè)施。

　　公路長隧道監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)一般包括隧道監(jiān)控室、隧道變電所、隧道內(nèi)現(xiàn)場設(shè)備、將這些設(shè)備和中控室聯(lián)系起來的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、以及使這些設(shè)備和諧準(zhǔn)確運轉(zhuǎn)的控制軟件。按功能區(qū)分，隧道監(jiān)控系統(tǒng)可分為以下部分，具體的工程實施可能根據(jù)具體情況有些小變動：

　　1.隧道火災(zāi)報警子系統(tǒng)

　　火災(zāi)報警子系統(tǒng)用于隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，發(fā)出緊急信號，迅速通告隧道監(jiān)控站，請求滅火、救援等活動。

　　報警方式有：手動報警按鈕和火災(zāi)自動探測器兩種。手動報警按鈕方面，在隧道內(nèi)一般按每50米一套設(shè)置手動報警按鈕。火災(zāi)自動探測器方面，可選擇雙波長火災(zāi)自動探測器或分布式光纖感溫自動探測器，若采用前者，則在隧道內(nèi)按每50米一套設(shè)置，與手動報警按鈕設(shè)在一個綜合盤內(nèi)；若選用后者，則在隧道內(nèi)頂部敷設(shè)感溫火災(zāi)探測光纜。另外，在隧道變電所內(nèi)設(shè)置手動報警按鈕和感煙式火災(zāi)自動探測器。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)有人工報警或自動檢測出火災(zāi)時，在隧道監(jiān)控站相應(yīng)工作站上有聲音和告警信號，并且顯示出火災(zāi)報警的地點位置，同時經(jīng)過閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)自動將故障地點處的攝像機監(jiān)視畫面顯示在相應(yīng)的彩色監(jiān)視器、大屏幕投影屏或工作站顯示器上，并提供控制方案，待值班員經(jīng)其它手段確認(rèn)后再進行發(fā)布。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：本子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站火災(zāi)報警工作站、隧道火災(zāi)報警主機、隧道內(nèi)手動火災(zāi)報警按鈕、雙波長火焰探測器或光纖感溫火災(zāi)自動探測器、隧道變電所的感煙火災(zāi)探測器、手動報警按鈕以及傳輸通道等構(gòu)成。

　　本子系統(tǒng)為獨立子系統(tǒng)，采用專線方式。本子系統(tǒng)可進行設(shè)備自檢，并將自檢后的信息上傳隧道監(jiān)控站，包括設(shè)備工作狀態(tài)和故障信息。

　　2.隧道通風(fēng)控制子系統(tǒng)

　　由于隧道內(nèi)汽車排放的廢氣、行駛時帶起路面上的煙氣和粉塵不易擴散，對人體非常有害，也影響行車安全，因此隧道內(nèi)保持良好的空氣是行車安全的必要條件。

　　在隧道內(nèi)設(shè)置環(huán)境檢測器：一氧化碳（CO）/透過率（能見度）檢測器和風(fēng)速風(fēng)向檢測器。由隧道監(jiān)控站工作站根據(jù)檢測到的CO濃度和隧道內(nèi)的能見度情況及風(fēng)速風(fēng)向調(diào)節(jié)風(fēng)機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)節(jié)能和保持風(fēng)機較佳壽命的運行。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：通風(fēng)控制子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站計算機系統(tǒng)、隧道風(fēng)機控制柜、風(fēng)機、一氧化碳/透過率檢測器、風(fēng)速風(fēng)向檢測器以及傳輸通道等組成。

　　通過隧道內(nèi)一氧化碳濃度和能見度高低、風(fēng)速風(fēng)向、交通量數(shù)據(jù)對風(fēng)機進行自動控制和實現(xiàn)節(jié)能。通風(fēng)控制分為自動控制和手動控制兩種方式。系統(tǒng)中帶有火災(zāi)發(fā)生后排煙控制方案提示，經(jīng)人工修正后可以對風(fēng)機實行控制，也可以進行人工控制。

　　通風(fēng)控制子系統(tǒng)對通風(fēng)的控制原則遵照國家或國際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，保持隧道內(nèi)環(huán)境指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。系統(tǒng)可反饋一氧化碳/透過率檢測器、風(fēng)速風(fēng)向檢測器、風(fēng)機設(shè)備的工作狀態(tài)并提供環(huán)境檢測器的故障信息。

　　3.隧道照明控制子系統(tǒng)

　　由于隧道內(nèi)、外的亮度差別較大，因此司機在進出隧道時會產(chǎn)生種種特殊的視覺問題，因此如何減少這種亮度差別帶來的影響是隧道照明控制子系統(tǒng)的一個重要目的。

　　在隧道入口設(shè)置光強檢測器，其檢測數(shù)據(jù)作為對隧道的照明回路實施控制的依據(jù)，另外隧道出口段的照明可參照入口進行控制。

　　隧道照明有人工、自動（本地）、遠程控制（人工/自動）三種方式，其中人工（本地）方式由照明系統(tǒng)自行完成，自動（本地）及遠控方式由監(jiān)控系統(tǒng)與照明系統(tǒng)配合完成。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：隧道照明控制子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站計算機系統(tǒng)、隧道控制柜、照明燈具、洞內(nèi)外光強檢測器以及傳輸通道等組成。根據(jù)光強檢測器檢測到的洞內(nèi)外照度來控制隧道入口段、出口段及基本段的照明，以保證行車安全并實現(xiàn)節(jié)能。

　　4.電力監(jiān)控子系統(tǒng)

　　電力監(jiān)控系統(tǒng)對隧道變電所及箱式變電站的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，并可對供配電系統(tǒng)設(shè)備及通風(fēng)、照明回路進行控制。

　　另外變電所無人值守功能要求配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備和火災(zāi)自動檢測及手動報警設(shè)備，分別納入閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)和火災(zāi)報警子系統(tǒng)。

　　5.交通監(jiān)控子系統(tǒng)

　?。?）交通檢測部分

　　在隧道內(nèi)設(shè)置固定攝像機，通過對部分固定攝像機圖像的處理（視頻事件檢測設(shè)備），可得到交通量、平均車速、占有率等交通參數(shù)，根據(jù)交通參數(shù)的運算，可判斷隧道內(nèi)的交通運行狀況，也是通風(fēng)控制子系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)。

　　同時，通過攝像機視頻圖像的處理，還可直接得到隧道內(nèi)交通異常信息，如事故、擁堵、違章行車、煙霧等信息，并在發(fā)生異常事件時自動報警。

　?。?）交通信號控制部分

　　交通信號控制主要是用于協(xié)助疏導(dǎo)交通、給司機提供信息，以保證道路暢通。

　　在隧道兩端入口前設(shè)置交通信號燈，用于表示此時隧道內(nèi)的交通情況。交通信號燈可顯示紅、黃、綠三色及一個轉(zhuǎn)彎標(biāo)志。綠色表示隧道內(nèi)正常；黃色表示隧道內(nèi)交通異常，應(yīng)注意行駛；紅色表示此時隧道關(guān)閉，禁行；轉(zhuǎn)彎標(biāo)志表示需要從隧道口的換向車道駛?cè)雽ο蛩淼阑蛘哒{(diào)頭從對向車道駛回。

　　在隧道入口、出口和隧道內(nèi)設(shè)置車道指示標(biāo)志，指示每條車道的狀況。設(shè)備采用LED顯示方式，包括兩個顯示板，每個顯示板上可顯示紅色“X”或綠色“↓”，分別表示本車道處于關(guān)閉或通行狀態(tài)。由于在事故情況下需要使用反向隧道，因此車道指示標(biāo)志采用雙面式。

　　在隧道每個人行橫洞和車行橫洞處設(shè)置橫洞指示標(biāo)志，用于緊急情況下指示道路。本標(biāo)志平時不亮，僅在緊急情況下疏散人員和車輛時顯示。光源采用專用白熾燈，信息的顯示是通過開關(guān)啟動相應(yīng)燈箱的光源來顯示信息。

　　在隧道兩端入口設(shè)置小型可變信息標(biāo)志，用于簡單信息提示和速度限制。

　　在隧道內(nèi)或隧道口設(shè)置可變信息標(biāo)志和可變限速標(biāo)志，用于在異常情況下發(fā)布隧道內(nèi)交通提示信息和速度控制信息。

　?。?）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：本系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站計算機系統(tǒng)、隧道交通監(jiān)控本地控制器、外場設(shè)備以及傳輸通道等組成。隧道交通監(jiān)控本地控制器系統(tǒng)是隧道監(jiān)控站與隧道外場設(shè)備的聯(lián)系紐帶。隧道（群）的本地控制器目前流行通過工業(yè)以太網(wǎng)全部相連，形成一個冗余環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，并通過該工業(yè)以太網(wǎng)與隧道監(jiān)控站相連；本地控制器向下則以一對多的方式與隧道內(nèi)分散的外場設(shè)備相連。本地控制器系統(tǒng)收集、存儲和管理外場設(shè)備數(shù)據(jù)，監(jiān)控外場設(shè)備工作狀態(tài)，報告給隧道監(jiān)控站，并且接收隧道監(jiān)控站命令對外場設(shè)備進行控制；另外它還具有本地自動控制的功能，在維修或測試等需要時可由隧道內(nèi)的本地控制器進行控制。

　　系統(tǒng)運行：通過檢測交通參數(shù)及隧道環(huán)境參數(shù)，根據(jù)軟件運算可得出交通和環(huán)境狀況，即可采用相應(yīng)的控制方案。

　　6.閉路電視子系統(tǒng)

　　閉路電視子系統(tǒng)用于直觀地、及時地觀測隧道內(nèi)外交通運行情況和事故現(xiàn)場，為救災(zāi)排險提供第一手信息。在隧道內(nèi)一般按每150米左右安裝一臺定焦距彩色攝像機，順車輛行駛方向設(shè)置。在隧道的兩端及隧道之間均安裝彩色遙控攝像機。在車行橫洞洞口對面?zhèn)缺谏习惭b彩色遙控攝像機，可實時動態(tài)地監(jiān)視緊急停車帶及橫洞附近的交通狀況。

　　另外變電所無人值守功能要求配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備，納入閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)。在隧道的變電所內(nèi)設(shè)置室內(nèi)型彩色遙控攝像機。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：本子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站閉路電視監(jiān)視控制設(shè)備、外場攝像機以及傳輸系統(tǒng)等構(gòu)成。

　　7.緊急電話子系統(tǒng)

　　緊急電話系統(tǒng)為邵陽至懷化高速公路上駕駛員提供一個直接呼救求援的專用通信系統(tǒng)。

　　在隧道監(jiān)控站設(shè)緊急電話控制臺，控制臺控制所轄隧道區(qū)域內(nèi)的緊急電話。

　　在隧道內(nèi)一般按每200米設(shè)置1個緊急電話，部分隧道的隧道口也設(shè)置了緊急電話。

　　8．有線廣播子系統(tǒng)

　　根據(jù)管理的需要，在超過1000米的隧道內(nèi)設(shè)置有線廣播子系統(tǒng)，用于在發(fā)生緊急情況時，進行緊急情況的通知。

　　有線廣播信號是和緊急電話信號一起通過光纖傳輸?shù)礁鱾€隧道，在隧道內(nèi)設(shè)置有線廣播終端設(shè)備。