論高速公路隧道聯動控制系統設計

赫明光

論高速公路隧道聯動控制系統設計

赫明光

（遼寧省交通規劃設計院有限責任公司 遼寧沈陽 110166）

隨著我國高速公路建設的飛速發展，隧道的管理與運營也越來越重要，隧道安全問題將是管理的重心，當隧道發生異?；虺霈F火災時，應能通過應急的相關聯動方案來對現場車輛進行誘導。為保證隧道的安全運營，隧道內備設施應具備有效的聯動控制，隨著隧道運行時間的增長，對于控制方案的還需要不斷積累經驗。

高速公路；監控系統；系統聯動

隨著我國高速公路建設的快速發展，隧道的管理與運營工作也越來越多越來越復雜，特別是長隧道的運營管理，對于建設單位來說，隧道通行安全問題將是管理的重心，平時的主要工作是保障隧道內行車環境安全，引導交通有序通行。當發生異?；虺霈F火災時，能通過應急的處理程序或相關聯動方案來對現場車輛進行誘導，最大限度的減少人員財產損失。由于每座隧道都有各自的特點，根據各自的特點，監控系統的設計、施工、監理以及建設單位必須從安全、穩定、經濟、科學的角度共同制定相應的隧道聯動控制方案，并在運營中不斷完善。

1 高速公路隧道聯動控制簡介

高速公路隧道監控系統是專門針對長大隧道設置的監控管理系統，由隧道監控管理站系統和隧道外場機電系統構成。隧道監控系統既是高速公路監控系統的組成部分，同時也獨立于高速公路監控系統而自成系統。高速公路隧道監控系統堪稱是高速公路隧道的神經系統，它既通過交通誘導和控制設備使車輛按不同工況各行其道，又依據環境檢測及火災探測數據聯動控制隧道通風、照明、消防等各系統，同時還為交通管理者提供視頻、語音等輔助決策和管理的手段。隧道聯動控制是隧道監控系統中極為關鍵一部分，它是監控計算機綜合分析隧道內交通運行狀況、環境指標狀況或接收到隧道內火災報警信號后需采取合理、有效的措施而設計的一系列程序。其方案設計的合理與否直接關系到隧道運營或事故的應急處理效果。隧道聯動控制方案主要涉及隧道視頻監視子系統、火災報警子系統、電力監控子系統（含通風、照明控制系統）、交通控制子系統（含車檢器、可變信息標志、交通信號燈、車道指示標志、橫洞指示標志等）、隧道有線廣播子系統等，所有系統即相對獨立，又協調統一。

2 高速公路聯動控制系統的設計

2.1 中央控制系統

隧道中央控制系統由中央計算機系統、顯示系統和本地控制系統組成。各系統之間通過網絡相互通信。中央計算機系統負責對下層外站子系統的數據收集，處理交通情報，形成、打印各種報表；當監測數據越限時發出報警，將處理后的數據，根據經驗控制數學模型進行計算分析，選擇優化控制方案，經二次確認后，形成有關顯示內容指令向外場控制設備發布。操作員可依據操作規程，任意編輯新的圖形、文字，向外站轉發。中央控制系統可將發生事故的現場圖像展示給監控人員，便于監控人員進行直觀的判斷，有助于快速決定解決方案。本地控制系統根據現場的實時采集數據，傳輸至監控中心，并接受和執行監控中心的控制命令。

2.2 消防控制系統

隧道內火災檢測器已對N區域地址編碼，當隧道內發生火災時，火災檢測器檢測到發生火災的區域觸發報警，報警信號傳至監控中心。監控中心接到火災報警信號并通過電視監視器確認，同時向現場值班人員確認（此時控制臺上的電視監視器自動切換為火災區域圖像，錄像機開始錄像記錄）。一旦確認，監控中心立即中斷正常運行程序，根據火災等級向隧道控制器發出指令，啟用隧道本地控制器中相應控制方案。監控中心還應與警察、消防、醫療、養護等部門保持協作，火災發生時確保能迅速控制現場，保證安全?；馂陌l生時監控中心通報警察、消防、醫療、養護等救援部門按指定救援路徑趕赴現場。火災隧道入口車道上方車道控制標志顯示紅色“x”，表示此車道禁止通行。此時沒有災情隧道的快車道，入口車道標志顯示紅色“x”表示禁止洞外車輛入內，慢車道車道標志顯示綠色“●”，引導火災隧道內車輛離開。火災隧道車行橫洞口上方車道標志顯示紅色“x”，則車輛不能再繼續向前行駛，已在隧道內的車輛可拐入車行橫洞，駛入無災洞進入逆向行駛，達到疏散的目的。火災處理完畢，中心給本地控制器發出指令，本地控制器即執行正常交通控制方案。無火災隧道逆行車道關閉，經過時間轉為正常顯示，洞內車行橫洞口車道標志關閉。

2.3 照明控制系統

隧道區段照明一般采用計算機自動時序控制，根據洞外亮度的變化，洞內行車速度的選擇，經過測量得到統計規律，監控中心計算機按此年、月、日、時的統計規律調整洞內照明等級與之相適應，但調節時均應考慮適當的時間延遲，以避免在臨界狀態下過于頻繁地轉換。照明共分為四級控制，即晴天、陰天、晚上、夜間。隧道的照明控制系統上位機控制模式分為手動控制、時序控制和天氣模式控制。手動控制：工作人員可以根據現場實際情況對各個照明回路分別控制。時序控制：分為早晨，白天，傍晚，夜間，深夜五種模式，在設定標志時間后控制系統會按照標志時間以時序方式在不同時序條件下開啟相應的照明回路。夜間和深夜控制時，在車輛檢測器沒有檢測到車輛駛入的情況下照明回路會自動關閉，當入口處車檢器檢測到有車輛駛入時，夜間控制時基本照明和應急回路會自動開啟，深夜控制時應急照明會自動開啟，當車輛駛離且又沒有車輛駛入時，照明回路會延時3min后自動關閉。天氣模式：分為晴天、云天和陰雨天，天氣模式下早晨、白天和傍晚以設計要求開啟相應的照明回路液間和深夜以時序模式，用車輛檢測器檢測實現照明回路在有車輛通行時自動開啟無車輛通行時自動關閉以實現節能。

3 結束語

隧道聯動控制方案是高速公路監控系統中極為關鍵一部分，它是監控計算機綜合分析隧道內交通運行狀況、環境指標狀況或接收到隧道內火災報警信號后需采取合理、有效的措施而設計的一系列程序。其方案設計的合理與否直接關系到隧道運營或事故的應急處理效果。隨著我國高速公路的飛速發展，隧道安全問題日益受到人們的關注。本文以遼寧某段高速公路隧道為例，在隧道控制系統建設的基礎上，較為全面地論述隧道聯動系統的設計與實現。

[1]邢蕊.高速公路隧道聯動控制方案探討[J].科技與企業，2015.

[2]張揚.遠程I/O技術的公路隧道PLC區域集中控制系統研究與應用[J].企業文化，2016.

U453

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1004-7344（2016）31-0178-01

2016-10-17