論高速公路隧道聯(lián)動控制系統(tǒng)設計

赫明光

論高速公路隧道聯(lián)動控制系統(tǒng)設計

赫明光

（遼寧省交通規(guī)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(fā)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(fā)生異常或出現(xiàn)火災時，應能通過應急的相關聯(lián)動方案來對現(xiàn)場車輛進行誘導。為保證隧道的安全運營，隧道內(nèi)備設施應具備有效的聯(lián)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(jīng)驗。

高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)聯(lián)動

隨著我國高速公路建設的快速發(fā)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(nèi)行車環(huán)境安全，引導交通有序通行。當發(fā)生異常或出現(xiàn)火災時，能通過應急的處理程序或相關聯(lián)動方案來對現(xiàn)場車輛進行誘導，最大限度的減少人員財產(chǎn)損失。由于每座隧道都有各自的特點，根據(jù)各自的特點，監(jiān)控系統(tǒng)的設計、施工、監(jiān)理以及建設單位必須從安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、科學的角度共同制定相應的隧道聯(lián)動控制方案，并在運營中不斷完善。

1 高速公路隧道聯(lián)動控制簡介

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)是專門針對長大隧道設置的監(jiān)控管理系統(tǒng)，由隧道監(jiān)控管理站系統(tǒng)和隧道外場機電系統(tǒng)構成。隧道監(jiān)控系統(tǒng)既是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分，同時也獨立于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)而自成系統(tǒng)。高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)堪稱是高速公路隧道的神經(jīng)系統(tǒng)，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(jù)環(huán)境檢測及火災探測數(shù)據(jù)聯(lián)動控制隧道通風、照明、消防等各系統(tǒng)，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(lián)動控制是隧道監(jiān)控系統(tǒng)中極為關鍵一部分，它是監(jiān)控計算機綜合分析隧道內(nèi)交通運行狀況、環(huán)境指標狀況或接收到隧道內(nèi)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(lián)動控制方案主要涉及隧道視頻監(jiān)視子系統(tǒng)、火災報警子系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)（含通風、照明控制系統(tǒng)）、交通控制子系統(tǒng)（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(tǒng)等，所有系統(tǒng)即相對獨立，又協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2 高速公路聯(lián)動控制系統(tǒng)的設計

2.1 中央控制系統(tǒng)

隧道中央控制系統(tǒng)由中央計算機系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和本地控制系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡相互通信。中央計算機系統(tǒng)負責對下層外站子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，處理交通情報，形成、打印各種報表；當監(jiān)測數(shù)據(jù)越限時發(fā)出報警，將處理后的數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗控制數(shù)學模型進行計算分析，選擇優(yōu)化控制方案，經(jīng)二次確認后，形成有關顯示內(nèi)容指令向外場控制設備發(fā)布。操作員可依據(jù)操作規(guī)程，任意編輯新的圖形、文字，向外站轉發(fā)。中央控制系統(tǒng)可將發(fā)生事故的現(xiàn)場圖像展示給監(jiān)控人員，便于監(jiān)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(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場的實時采集數(shù)據(jù)，傳輸至監(jiān)控中心，并接受和執(zhí)行監(jiān)控中心的控制命令。

2.2 消防控制系統(tǒng)

隧道內(nèi)火災檢測器已對N區(qū)域地址編碼，當隧道內(nèi)發(fā)生火災時，火災檢測器檢測到發(fā)生火災的區(qū)域觸發(fā)報警，報警信號傳至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心接到火災報警信號并通過電視監(jiān)視器確認，同時向現(xiàn)場值班人員確認（此時控制臺上的電視監(jiān)視器自動切換為火災區(qū)域圖像，錄像機開始錄像記錄）。一旦確認，監(jiān)控中心立即中斷正常運行程序，根據(jù)火災等級向隧道控制器發(fā)出指令，啟用隧道本地控制器中相應控制方案。監(jiān)控中心還應與警察、消防、醫(yī)療、養(yǎng)護等部門保持協(xié)作，火災發(fā)生時確保能迅速控制現(xiàn)場，保證安全。火災發(fā)生時監(jiān)控中心通報警察、消防、醫(yī)療、養(yǎng)護等救援部門按指定救援路徑趕赴現(xiàn)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(nèi)，慢車道車道標志顯示綠色“●”，引導火災隧道內(nèi)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(xù)向前行駛，已在隧道內(nèi)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(fā)出指令，本地控制器即執(zhí)行正常交通控制方案。無火災隧道逆行車道關閉，經(jīng)過時間轉為正常顯示，洞內(nèi)車行橫洞口車道標志關閉。

2.3 照明控制系統(tǒng)

隧道區(qū)段照明一般采用計算機自動時序控制，根據(jù)洞外亮度的變化，洞內(nèi)行車速度的選擇，經(jīng)過測量得到統(tǒng)計規(guī)律，監(jiān)控中心計算機按此年、月、日、時的統(tǒng)計規(guī)律調(diào)整洞內(nèi)照明等級與之相適應，但調(diào)節(jié)時均應考慮適當?shù)臅r間延遲，以避免在臨界狀態(tài)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(tǒng)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(jù)現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)節(jié)能。

3 結束語

隧道聯(lián)動控制方案是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中極為關鍵一部分，它是監(jiān)控計算機綜合分析隧道內(nèi)交通運行狀況、環(huán)境指標狀況或接收到隧道內(nèi)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(fā)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(tǒng)建設的基礎上，較為全面地論述隧道聯(lián)動系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。

[1]邢蕊.高速公路隧道聯(lián)動控制方案探討[J].科技與企業(yè)，2015.

[2]張揚.遠程I/O技術的公路隧道PLC區(qū)域集中控制系統(tǒng)研究與應用[J].企業(yè)文化，2016.

U453

A

1004-7344（2016）31-0178-01

2016-10-17