高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

宋曉杰

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對高速公路實(shí)行綜合性的管控與治理，有利于提升隧道運(yùn)行的效率，保障道路運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)隧道的現(xiàn)代化運(yùn)行及發(fā)展。本文對高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，從其系統(tǒng)設(shè)計(jì)意義入手，對于監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)成進(jìn)行分析，以期為該類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考。

高速公路;隧道監(jiān)控系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)能夠形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，對于其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新和整合，并且通過系統(tǒng)外掛模式對系統(tǒng)進(jìn)行完善，提升系統(tǒng)的工作效率，實(shí)現(xiàn)我國公路運(yùn)行管理事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，有必要對高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對隧道進(jìn)行綜合的治理與監(jiān)控，保障隧道運(yùn)行的安全性和運(yùn)行效率。在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重其功能性和效用性，保障高速系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和合理性，實(shí)現(xiàn)我國高速監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展，促進(jìn)我國現(xiàn)代化、法制化進(jìn)程。

其主要由監(jiān)控分級中心、隧道監(jiān)控所級、隧道主控區(qū)域控制級、隧道分控本地區(qū)域控制級和現(xiàn)場設(shè)備級五個(gè)部分組成，實(shí)現(xiàn)對高速公路隧道更好的管控與治理，保障其運(yùn)行的安全性。分布模式如圖1所示。

高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)τ谒淼栏鱾€(gè)路段進(jìn)行管控，從而實(shí)現(xiàn)對日常信息的監(jiān)管和處理。其中，監(jiān)控系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控設(shè)備和綜合控制平臺(tái)等主要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)控制中心區(qū)域和其他分區(qū)間數(shù)據(jù)的管控與交換，進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析和治理。同時(shí)監(jiān)管系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行決策，這也是監(jiān)控系統(tǒng)最核心的技術(shù)手段。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)還具有照明、防火預(yù)警、對于突發(fā)事件進(jìn)行監(jiān)控的技術(shù)手段，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。此外，監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)還能夠通過設(shè)備傳入至終端系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于設(shè)備數(shù)據(jù)的保存和備份，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展，并且能夠及時(shí)的應(yīng)對突發(fā)情況，保證數(shù)據(jù)信息的安全性。此外，對于終端的上傳有利于應(yīng)對突發(fā)事件的發(fā)生，能夠在某一分支系統(tǒng)及設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，對終端數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)配，代替出現(xiàn)故障的系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作，保障其設(shè)備的正常運(yùn)行。

隧道監(jiān)控系統(tǒng)由隧道主控制器和隧道監(jiān)控所共同構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)對于監(jiān)控區(qū)域的定位和系統(tǒng)支撐，網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)用能提升監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障數(shù)據(jù)信息的完整性和全面性。構(gòu)架架構(gòu)如圖2所示。

在進(jìn)行監(jiān)控設(shè)施和管理的同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)隧道照明控制、交通監(jiān)視、緊急通話等功能，促進(jìn)隧道監(jiān)控系統(tǒng)全面性的發(fā)展，進(jìn)而保障駕駛?cè)藛T的人身安全，為我國現(xiàn)代化的交通體系建設(shè)做出貢獻(xiàn)。隧道監(jiān)控系統(tǒng)主要包括六大模塊，分別對隧道交通的正常及合理化運(yùn)行提供保障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隧道的安全運(yùn)行，如圖3所示。

在進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到其使用地區(qū)的環(huán)境及綜合情況，對于使用位置進(jìn)行全方位的調(diào)查和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的充分利用。例如，相關(guān)人員可以對系統(tǒng)安裝的位置進(jìn)行分析，得出系統(tǒng)最適性的結(jié)果，進(jìn)而對于系統(tǒng)進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)與整合。可以通過分布式的處理方式和手段，將系統(tǒng)進(jìn)行一體化連接，提升系統(tǒng)的工作效率。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的連接，相關(guān)人員可以根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)來對于系統(tǒng)進(jìn)行定位，從而進(jìn)行顯示器與控制器的選擇。一般而言，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中需要兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器同時(shí)進(jìn)行運(yùn)作，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行存放，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控提供的高效率運(yùn)作。此外，還需要四臺(tái)事件監(jiān)測服務(wù)器，對于隧道基礎(chǔ)設(shè)施的正常運(yùn)行進(jìn)行檢測。如，電力檢測站，突發(fā)事件檢測站，火災(zāi)預(yù)警檢測等，保障駕駛?cè)藛T的安全，促進(jìn)隧道的合理化及安全性運(yùn)行。

實(shí)施數(shù)據(jù)監(jiān)控是隧道監(jiān)控的一大要點(diǎn)，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和遙控，實(shí)現(xiàn)對于數(shù)據(jù)信息的整理，進(jìn)而對于監(jiān)控信息的條理化提升。數(shù)據(jù)的采集包括遙信和遙測兩種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對于信息監(jiān)測的實(shí)時(shí)性，提升對于信息監(jiān)測的效率，促進(jìn)其現(xiàn)代化的發(fā)展。區(qū)別于傳統(tǒng)的遙信方式，新時(shí)代發(fā)展下的監(jiān)控系統(tǒng)能夠在程序運(yùn)行中對于服務(wù)器和工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整理及整合，進(jìn)而形成數(shù)據(jù)的緩沖，提升監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率，將數(shù)據(jù)進(jìn)行有效化的整理。在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)的的信息能夠被有效的保存，并且在進(jìn)行對于數(shù)據(jù)的保存過程中能夠?qū)τ跀?shù)據(jù)進(jìn)行整理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息的規(guī)范化處理，提升系統(tǒng)的完善性。

在進(jìn)行實(shí)施數(shù)據(jù)庫的整合與治理時(shí)，數(shù)據(jù)信息能夠更好地被收集，提升監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存不是永久性的，其會(huì)隨著時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新，如15天進(jìn)行一次數(shù)據(jù)的更新與重置，完善數(shù)據(jù)信息的整合。在此基礎(chǔ)上，其數(shù)據(jù)庫會(huì)形成云備份，對于其發(fā)展和變化進(jìn)行及時(shí)的更新，保障系統(tǒng)的完善性。

在傳統(tǒng)模式下，物理服務(wù)器的使用雖操作簡單，但對于數(shù)據(jù)的采集和儲(chǔ)蓄具有一定的時(shí)間需求，不能在短時(shí)間內(nèi)對于更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，不利于監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。同時(shí)，物理服務(wù)器缺乏對于數(shù)據(jù)的時(shí)效性檢測，會(huì)造成數(shù)據(jù)堆積的現(xiàn)象，易造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的堵塞，降低數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的效率，不利于對其進(jìn)行管理。實(shí)施數(shù)據(jù)庫就能夠很好的解決這一問題，緩沖區(qū)的出現(xiàn)能夠及時(shí)的對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與篩選，提升了數(shù)據(jù)運(yùn)行的效率。同時(shí)，數(shù)據(jù)還能夠在緩沖區(qū)內(nèi)形成更新，利于數(shù)據(jù)模式的變化與發(fā)展，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)代化發(fā)展。

靈活性和可延展性是監(jiān)控系統(tǒng)需要具備的特點(diǎn)之一，在進(jìn)行對于系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，要注重對于系統(tǒng)外掛的設(shè)計(jì)。外掛模式能夠促進(jìn)系統(tǒng)模塊間的獨(dú)立性與協(xié)調(diào)性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的互通性，促進(jìn)其靈活的運(yùn)行及發(fā)展。其中，模塊的形式可以是.exe文件或.dull文件，當(dāng)系統(tǒng)模塊是.exe形式時(shí)，需要在配置中增加字段，例如，為保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需在文件配置中增加字段，促進(jìn)系統(tǒng)的地圖版程序合理化的運(yùn)行，提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率。當(dāng)模塊是.dull時(shí)，要針對其通訊設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，將系統(tǒng)設(shè)備間的輸入與輸出程序進(jìn)行處理與整合，實(shí)現(xiàn)其資源發(fā)展的現(xiàn)代化。在進(jìn)行對于.dull模塊的運(yùn)行時(shí)，需將設(shè)備進(jìn)行記錄，從而實(shí)現(xiàn)對于系統(tǒng)設(shè)備的合理化運(yùn)行，也有利于系統(tǒng)對于其內(nèi)部數(shù)據(jù)的更新與刪除，形成實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)庫。對于不同的模塊，需進(jìn)行不同運(yùn)行模式的調(diào)整和設(shè)計(jì)，進(jìn)而從根本上保障系統(tǒng)運(yùn)行的效率。如圖4、圖5所示。

隧道系統(tǒng)的日常監(jiān)控對于隧道狀態(tài)及其內(nèi)部設(shè)施進(jìn)行合理監(jiān)控和管理，將交通監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與綜合效率的提升，促進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)的合理化運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行監(jiān)控能夠保障隧道各系統(tǒng)間的相互協(xié)作，提升隧道運(yùn)行的質(zhì)量和效率。交通監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過對設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和整理形成系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對其的分類與整合處理，將監(jiān)控的視頻信息和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合及治理，提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

綜上所述，高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠保障隧道運(yùn)行的安全性，提升我國對于高速公路監(jiān)管的效率，實(shí)現(xiàn)我國監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。同時(shí)，在進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與更新時(shí)，轉(zhuǎn)變監(jiān)控系統(tǒng)的固有設(shè)計(jì)思維，將更加現(xiàn)代化與技術(shù)化的手段運(yùn)用到設(shè)計(jì)中來，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。

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（Shanxi Xin Auto Automation Engineering Co.， Ltd.，?; Taiyuan ?Shanxi ?030012）

The highway tunnel monitoring system can implement comprehensive management and control of highways， which is conducive to improving the efficiency of tunnel operation， ensuring road operation safety， and realizing the modern operation and development of tunnels. This article analyzes the design of the highway tunnel monitoring system， starting with its system design significance， and analyzes the design of the monitoring system to provide a reference for the design of such systems.

highway; tunnel monitoring system; database architecture