一、項目概述

近年來，我國交通道路在迅猛發展中，其重要的組成部分隧道數量也在不斷上升。由于我國地理環境比較復雜，隧道集中監控系統在公路的運營和管理以及緊急預案處理中發揮著極其重要的作用。因此，隧道監控系統成為工程單位和公路營運管理單位共同關心的問題，建設穩定、先進、經濟以及擴展性強的監控系統成為當前道路監控的首要目標。

二、系統設計

慈母山隧道監控系統包括通風、交通、照明（PLC數據采集、監控）系統、消防系統等。需要配置一套綜合的圖形監控、操作系統，以滿足監視道路和隧道的交通運行狀況，及時發現有車輛故障、交通事故等引起的各種交通異常情況，實時做出判斷和確定實施處理方案，平滑交通流、控制車速，減少交通擁擠和阻塞，防止二次事故的發生，以保證道路的服務水平、通行能力，減少行車延誤。

三、系統架構

系統設計如下圖所示，由上位軟件通過定制的驅動接口程序直接對車檢器及LED進行訪問，PLC硬件的邏輯編寫與調試也全都在中控室直接下載或上傳，CCTV由矩陣的通訊接口與上位軟件通訊，緊急電話與消防系統可用API、ODBC等數據訪問方式獲取數據，這樣由客戶端操控的就是所有的隧道監控子系統，使得系統的整合較為完美。

四、系統功能

4.1信息收集功能

對隧道內交通信息進行采集，包括流量、占有率、時速以及異常事件。

檢測隧道洞內的CO濃度、煙霧濃度等環境指標。

檢測隧道洞內的風向、風速等環境指標。

采集氣象信息。

采集緊急電話報警求救信息。

隧道洞內火災報警信息。

視頻圖像信息。

設備工作狀況信息。

巡邏車等報警信息。

4.2隧道控制

隧道控制包括通風控制、照明控制、橫通道、消防控制等，都具有全自動控制、遠程遙控、本地控制等功能。

1)一般情況下，系統實現全自動控制，即根據采集到的有關信息和信息處理結果，系統自動產生相應的控制方案，完成對相應外場設備的控制。

2)系統可以實現遠程遙控，即根據采集到的有關信息和信息處理結果，系統調取相應的控制預案，經操作員認可或者修改后，完成對相應外場設備的控制。

3)當本地控制器與控制中心監控計算機網絡失去通信后，可以實現本地控制。本地控制器可以存儲其掛接設備所采集的信息，也可以通過該本地控制器向其掛接設備發出控制命令。

4.3數據處理、統計、查詢、顯示

對交通數據及環境數據進行分類統計。

自動生成交通量、環境參數等歷史(日、月、年)對比圖(如柱狀圖或者餅圖等)。

對全線交通運行狀況進行模擬顯示，用不同顏色表示道路交通狀況。

能按預先規定的格式和內容，定時進行日、月、年或者周、旬、季報表的統計處理，并且可以進行自動打印。

4.4信息發布

1）可變情報板

洞外可變情報板，交通正常情況下顯示警示信息，提醒道路使用者前方進入隧道；前方隧道出現火災等緊急情況時，顯示如“隧道封閉、車輛饒行’’等信息，以控制事故點上游的交通流量：也可以用于分區段誘導交通，能夠顯示路段運行時間，并能夠以圖形方式顯示路段交通運行狀況；還可以實現氣象信息的自動發布。洞內可變情報板主要用于隧道發生異常情況時，發布疏導信息，結合城市功能，節假日也可發布節日信息。

2）可變限速標志

前方隧道出現交通擁擠、交通阻塞、火災等緊急情況時，通過改變限速值，配合洞外可變情報板，控制事故點上游的交通流量；需要封閉車道時，也可以顯示禁行“⊙”符號。

3）交通信號燈

每套信號燈由4個符號燈組成。前方隧道出現火災等緊急情況時，洞口交通信號燈紅色符號燈應顯示禁止通行符配合洞外可變情報板，將車輛順利控制在洞口外，以便車輛饒行。

4）疏散指示標志

疏散指示標志用于在隧道洞內發生火災等緊急情況下，引導隧道內的行人通過人行橫洞(車行橫洞)進入服務隧道或未發生事故的隧道洞內。

4.5事故、事件輸入功能

系統記錄車輛信息，分析判斷

人工鍵入部分路況信息，包括：事故、道路養護、氣象信息等。

4.6報警自動管理功能

當系統發生隧道洞內火災報警、隧道洞內C0濃度超高和煙霧濃度超高報警、交通擁擠報警、緊急電話摘機報警，消防水池水位過低、雨水集水池水位過高時，均將報警信息自動發送到綜合控制臺上放置的監控管理計算機。

監控中心監控管理計算機接到上述報警信息后，自動彈出報警窗口，除消防水池水位過低、雨水集水池水位過高報警外，還能通過RS232串口或以太網接口自動控制隧道監控中心閉路電視監視系統的矩陣切換輸出報警點處的視頻圖像在主監視器和大屏幕投影屏上同時進行“強插”顯示；除隧道洞內CO濃度超高和煙霧濃度超高以及緊急電話摘機外，系統能通過I／O模塊自動驅動隧道監控中心監控計算機網絡的聲光報警器進行聲光報警。

當系統自身發生故障(包括設備故障、通信故障等)時，能在監控管理計算機上自動彈出報警窗口，同時在監控管理計算機上發出報警聲音。

出現報警后，系統能自動記錄事件的屬性(如事件類型、事件、地點等)以及事件的處置過程。

4.7信息處理決策

分析判斷交通阻滯、事故及其嚴重程度，自動生成處理方案，經操作人員確認后，根據不同的處理方案，選擇控制策略，及時通知交警、消防、救護、養護、路政等部門，迅速處理事故，疏導交通。

4.8安全管理功能

對不同管理人員分別設置不同的使用權限，設置不同的操作口令和密碼，對值班員的操作進行記錄。采取措施，防止病毒侵入，保證系統安全運行。

4.9Web功能

主要負責針對管理人員操作、監控、查詢等，WEB發布的內容包括過程監控操作畫面、報表。通過不同的權限各級操作、管理員對通風、照明、交通、消防、電力等各系統進行操作和管理。

五、項目總結

慈母山全線隧道監控系統，不僅實現了交通監控、環境監控以及信息發布等監控系統的基本功能，在此基礎上，結合實際道路運營情況實現了多種預案方式，包含時序、時間段、分層分段控制，用戶可通過靈活多樣“一鍵監控”為隧道的安全運營提供有效保障；實現了“路隧結合”的三級控制模式；在報表模塊中，為用戶提供了“下鉆”功能，使用戶可以多角度多維度對隧道相關數據進行分析，為隧道運營管理提供必要的參考和決策支持。