淺析高速公路隧道監控系統的構成與發展

江潔鋒

文章編號：2095-6835（2017）04-0123-02

摘 要：保證隧道安全運營的隧道監控系統受到了工程建設者和管理者的高度重視。簡要介紹了當前高速公路隧道監控系統的應用情況，分析了高速公路隧道監控系統的構成、系統特點和系統功能，明確了今后高速公路隧道監控系統的發展方向，旨在推動我國高速公路隧道監控系統的發展和進步，提高隧道的安全營運水平。

關鍵詞：高速公路；隧道；監控系統；網絡技術

中圖分類號：U459.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.123

1 高速公路隧道監控系統的應用

相對國外來說，我國關于高速公路隧道監控系統的理論研究和實踐應用不僅起步晚，發展水平也相對滯后。20世紀80年代，上海延安東路隧道和深圳梧桐山隧道開始應用隧道監控系統，其后，成渝高速的中梁山隧道、縉云山隧道等也相繼引進國外設備，結合實際交通狀況進行自主創新，實現了隧道監控。筆者參建的江羅高速，其主線設有9座隧道，依據隧道設計車速、交通量等，全部安裝了隧道監控系統，包括可變限速標志、信號燈、可變情報板和車道指示器的交通檢測與誘導控制子系統，通風檢測與控制子系統，照明檢測和控制子系統，通過遠程指揮中心專人監控實現對高速公路隧道內交通、消防和電力等的監控管理。如今，隨著我國高等級公路隧道的建成，高速公路長大隧道數量日益增多，而隧道監控系統的應用也越來越普遍。在學術界，不少研究設計人員從各個維度對高速公路隧道監控系統的設計和開發進行了深入的研究。這些研究極大地推動了我國高速公路隧道監控系統的發展和進步。

2 高速公路隧道監控系統構成

2.1 計算機控制系統

計算機控制系統是整個隧道監控系統的大腦，它可以分為區域控制系統和主機控制系統2部分。區域控制系統的主要功能是采集與控制小區段的實時交通信息，例如，采集相應區段內的CO含量、能見度、光照強度等實時檢測信息；預處理和儲存所采集的實時檢測信息，同時，將信息及時傳輸給中心主機；接收中心主機命令，并發給各執行設備；管理人員可根據隧道控制器裝配顯示裝置檢查設備操作狀態。主機控制系統可以實時監控整個隧道，它借助通信計算機收集、檢測和預處理來自各區域控制器的信息，并根據處理結果分析和評估隧道交通狀況與環境，制訂相應的控制方案，以便能夠及時調度處理隧道事故，迅（快）速疏通隧道，解決交通擁堵的問題。

2.2 交通監控系統

隧道交通監控系統包括檢測系統和誘導系統。檢測系統分為攝像裝置、監控裝置和各檢測器等，主要功能是實時采集隧道內的交通流量、車速、能見度和異常狀況等信息，并將其傳輸給監控中心。檢測系統可以自動判斷交通情況，將其分為正常、擁堵、嚴重擁堵和事故，并通過誘導系統形成不同的誘導方案，以有效調整和控制隧道內的實際車流量，確保隧道交通安全。常用的交通誘導設備有信號燈、限速標志和區域控制器等。一般來說，高速公路隧道進口段會設置一個可變限速標志和一組檢測器，隧道內分區域設置相應的檢測器。

2.3 照明控制系統

照明系統的主要功能是控制高速公路內的照明。車輛白天通過隧道時，由于隧道外面很亮，隧道內相對比較黑，駕駛員駛入隧道后，會因為光線差異而產生視覺上的黑洞現象，導致反應遲滯。而在即將駛出隧道時，由于出口位置光線很亮，則會導致視覺上產生白洞現象，影響駕駛員的視覺判斷。另外，因為隧道內的車輛尾氣擴散不夠及時，容易形成一定的煙霧，降低隧道內的能見度，會為車輛行駛埋下安全隱患。因此，為了保證車輛行車安全和監控的有效性，高速公路隧道內需要設計合理的照度，同時，還應設置不間斷電源和緊急照明設備，避免因突然停電或斷電而發生意外事故。為了創造良好的隧道照明環境，從根本上保證行車安全，高速公路隧道照明系統一般采取LED亮度智能無級控制系統，具體如圖1所示。

2.4 視頻監控系統

高速公路視頻監控系統作為高速公路綜合管理的重要組成部分，可以實時監控關鍵路段的交通情況，監測交通運行情況和交通流量，及時發現各種異常情況，并采取有效的應急措施，以保證高速公路運營工作的有序開展。隨著計算機技術、監控技術和通信技術的發展，高清智能網絡視頻監控技術已經非常成熟，系統的成本也大幅度降低，其已被大規模應用到各領域。因此，它是高速公路原有視頻監控系統升級的最佳選擇。高清智能網絡視頻監控系統的特點是開放性、高清化、智能化和無線化，其采用的主要設備包括網絡攝像機（IPC）、網絡錄像機（NVR）、內容分析單元、中央管理平臺、視頻編解碼器和存儲設備等。系統采用完全分布式架構，通過網絡傳輸，不受地域和空間的限制，以滿足高速公路監控系統監控點分散、距離長的要求。高清網絡視頻監控系統建設的主要障礙是高帶寬占用、海量存儲問題和高成本問題。隨著技術和市場的發展，這些問題已逐步得到解決。高速公路的通信傳輸系統屬于自有專用性質，高帶寬占用從傳輸線路上基本不存在問題，但傳輸和接入設備一般需要重新投資擴容，存儲問題可通過分級存儲，即各收費站分別保存本地監控數據，采取統一全局的管理方式解決。目前，高清監控設備的價格已大幅降低，在很大程度上緩解了高成本問題，而監控系統升級為高清系統的時機也已經成熟。

3 高速公路隧道監控系統的發展

在信息科技和網絡技術日益發達的背景下，智能化監控將成為高速公路隧道監控系統發展的主流趨勢。通過創建統一的管理平臺，采用分級管理措施，能夠實時管理和協調系統中全部的控制主機、設備。

3.1 智能化發展

利用計算機信息技術、無線通信技術、電子控制技術和無線傳感技術，能夠有效提高隧道監控智能化水平，改變傳統隧道監控中的單一化管理模式，為隧道安全監控提供更便捷、高效的操作界面，以實現高速公路隧道的高精度監控。

3.2 一體化發展

高速公路隧道監控系統的功能更傾向于集成化，管理人員通過一體化平臺和網絡視頻監控系統，可以全面安全監管隧道內的情況。采取這種方式，不僅監控范圍更廣，監控力度更大，

監控落實也會更到位。

3.3 人性化服務

人性化服務是高速公路運營發展的方向。在隧道監控系統管理方面，也應堅持人性化。例如，提高系統安全監管能力，能夠實現對隧道內配電參數檢測、火災報警、照明和通風的遠程管理，提供更加人性化的系統操作界面等。

4 結束語

綜上所述，隧道監控系統是保障公路隧道通行安全的關鍵。隨著信息科技和網絡技術的提高，高速公路隧道監控系統將會朝著智能化、集成化的方向發展，未來的監控系統將更加完善。我們要不斷研究新問題、采用新技術、安裝新設備，進一步提高隧道系統的標準化、集成化和智能化，從而完善高速公路隧道監控系統，為高速公路隧道的安全運行提供可靠的保證，促進我國高速公路隧道運營效益不斷提升。

參考文獻

[1]張寧微.高速公路隧道監控系統設計[J].西南公路，2013（3）：79-81.

[2]原永勝.高速公路隧道監控系統設計與實現[J].工程技術（全文版），2016（6）：322.

〔編輯：白潔〕