詳細(xì)解讀我國(guó)公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

　　近二十年來(lái)，隨著我國(guó)公路交通事業(yè)飛速發(fā)展，公路的等級(jí)不斷提高，通車?yán)锍讨鹉昱噬?，公路建設(shè)已成為拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱產(chǎn)業(yè)和帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭。在山嶺和丘陵地區(qū)乃至越江過河的公路建設(shè)中，隧道方案以能縮短行車?yán)锍?，提高線型標(biāo)準(zhǔn)、保障運(yùn)營(yíng)安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，得到普遍應(yīng)用，并且越修越長(zhǎng)，規(guī)模越來(lái)越大。許多特長(zhǎng)隧道、大跨度扁平隧道、雙層隧道、沉管隧道、盾構(gòu)隧道、高海拔隧道、寒區(qū)隧道相繼建成。在堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，切實(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和有限的土地資源的戰(zhàn)略指導(dǎo)下，長(zhǎng)大隧道的建設(shè)必然任務(wù)越來(lái)越重，技術(shù)要求越來(lái)越高。

　　公路隧道是公路上的特殊路段，空間環(huán)境狹窄、光線變化大、視野不清，存在潛在的交通事故危險(xiǎn)。特別是發(fā)生火災(zāi)等緊急事件時(shí)，交通輸導(dǎo)和救援工作與普通路段大不一樣，而且二次事故產(chǎn)生的后果遠(yuǎn)比原發(fā)性事故嚴(yán)重得多，因此長(zhǎng)隧道內(nèi)的安全保障是公路隧道建設(shè)和運(yùn)營(yíng)要特別關(guān)注的問題。公路隧道在使用過程中，會(huì)因?yàn)槠囄矚馀欧挪⑶也灰咨l(fā)而導(dǎo)致隧道內(nèi)空氣質(zhì)量惡化。公路隧道運(yùn)營(yíng)過程中的能耗（照明和通風(fēng)）遠(yuǎn)高于一般道路的運(yùn)營(yíng)能耗。

　　為了使隧道能安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。隧道監(jiān)控系統(tǒng)是長(zhǎng)隧道的安全保障必不可少的，也是保證隧道交通暢通與環(huán)保必須的工程設(shè)施。

　　公路長(zhǎng)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)一般包括隧道監(jiān)控室、隧道變電所、隧道內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、將這些設(shè)備和中控室聯(lián)系起來(lái)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、以及使這些設(shè)備和諧準(zhǔn)確運(yùn)轉(zhuǎn)的控制軟件。按功能區(qū)分，隧道監(jiān)控系統(tǒng)可分為以下部分，具體的工程實(shí)施可能根據(jù)具體情況有些小變動(dòng)：

　　1.隧道火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)

　　火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)用于隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，發(fā)出緊急信號(hào)，迅速通告隧道監(jiān)控站，請(qǐng)求滅火、救援等活動(dòng)。

　　報(bào)警方式有：手動(dòng)報(bào)警按鈕和火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)器兩種。手動(dòng)報(bào)警按鈕方面，在隧道內(nèi)一般按每50米一套設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕。火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)器方面，可選擇雙波長(zhǎng)火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)器或分布式光纖感溫自動(dòng)探測(cè)器，若采用前者，則在隧道內(nèi)按每50米一套設(shè)置，與手動(dòng)報(bào)警按鈕設(shè)在一個(gè)綜合盤內(nèi)；若選用后者，則在隧道內(nèi)頂部敷設(shè)感溫火災(zāi)探測(cè)光纜。另外，在隧道變電所內(nèi)設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕和感煙式火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)器。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)有人工報(bào)警或自動(dòng)檢測(cè)出火災(zāi)時(shí)，在隧道監(jiān)控站相應(yīng)工作站上有聲音和告警信號(hào)，并且顯示出火災(zāi)報(bào)警的地點(diǎn)位置，同時(shí)經(jīng)過閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)自動(dòng)將故障地點(diǎn)處的攝像機(jī)監(jiān)視畫面顯示在相應(yīng)的彩色監(jiān)視器、大屏幕投影屏或工作站顯示器上，并提供控制方案，待值班員經(jīng)其它手段確認(rèn)后再進(jìn)行發(fā)布。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：本子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站火災(zāi)報(bào)警工作站、隧道火災(zāi)報(bào)警主機(jī)、隧道內(nèi)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、雙波長(zhǎng)火焰探測(cè)器或光纖感溫火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)器、隧道變電所的感煙火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕以及傳輸通道等構(gòu)成。

　　本子系統(tǒng)為獨(dú)立子系統(tǒng)，采用專線方式。本子系統(tǒng)可進(jìn)行設(shè)備自檢，并將自檢后的信息上傳隧道監(jiān)控站，包括設(shè)備工作狀態(tài)和故障信息。

　　2.隧道通風(fēng)控制子系統(tǒng)

　　由于隧道內(nèi)汽車排放的廢氣、行駛時(shí)帶起路面上的煙氣和粉塵不易擴(kuò)散，對(duì)人體非常有害，也影響行車安全，因此隧道內(nèi)保持良好的空氣是行車安全的必要條件。

　　在隧道內(nèi)設(shè)置環(huán)境檢測(cè)器：一氧化碳（CO）/透過率（能見度）檢測(cè)器和風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器。由隧道監(jiān)控站工作站根據(jù)檢測(cè)到的CO濃度和隧道內(nèi)的能見度情況及風(fēng)速風(fēng)向調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和保持風(fēng)機(jī)較佳壽命的運(yùn)行。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：通風(fēng)控制子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、隧道風(fēng)機(jī)控制柜、風(fēng)機(jī)、一氧化碳/透過率檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器以及傳輸通道等組成。

　　通過隧道內(nèi)一氧化碳濃度和能見度高低、風(fēng)速風(fēng)向、交通量數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制和實(shí)現(xiàn)節(jié)能。通風(fēng)控制分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種方式。系統(tǒng)中帶有火災(zāi)發(fā)生后排煙控制方案提示，經(jīng)人工修正后可以對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)行控制，也可以進(jìn)行人工控制。

　　通風(fēng)控制子系統(tǒng)對(duì)通風(fēng)的控制原則遵照國(guó)家或國(guó)際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，保持隧道內(nèi)環(huán)境指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。系統(tǒng)可反饋一氧化碳/透過率檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器、風(fēng)機(jī)設(shè)備的工作狀態(tài)并提供環(huán)境檢測(cè)器的故障信息。

　　3.隧道照明控制子系統(tǒng)

　　由于隧道內(nèi)、外的亮度差別較大，因此司機(jī)在進(jìn)出隧道時(shí)會(huì)產(chǎn)生種種特殊的視覺問題，因此如何減少這種亮度差別帶來(lái)的影響是隧道照明控制子系統(tǒng)的一個(gè)重要目的。

　　在隧道入口設(shè)置光強(qiáng)檢測(cè)器，其檢測(cè)數(shù)據(jù)作為對(duì)隧道的照明回路實(shí)施控制的依據(jù)，另外隧道出口段的照明可參照入口進(jìn)行控制。

　　隧道照明有人工、自動(dòng)（本地）、遠(yuǎn)程控制（人工/自動(dòng)）三種方式，其中人工（本地）方式由照明系統(tǒng)自行完成，自動(dòng)（本地）及遠(yuǎn)控方式由監(jiān)控系統(tǒng)與照明系統(tǒng)配合完成。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：隧道照明控制子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、隧道控制柜、照明燈具、洞內(nèi)外光強(qiáng)檢測(cè)器以及傳輸通道等組成。根據(jù)光強(qiáng)檢測(cè)器檢測(cè)到的洞內(nèi)外照度來(lái)控制隧道入口段、出口段及基本段的照明，以保證行車安全并實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

　　4.電力監(jiān)控子系統(tǒng)

　　電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)隧道變電所及箱式變電站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并可對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)備及通風(fēng)、照明回路進(jìn)行控制。

　　另外變電所無(wú)人值守功能要求配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備和火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)及手動(dòng)報(bào)警設(shè)備，分別納入閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)和火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)。

　　5.交通監(jiān)控子系統(tǒng)

　?。?）交通檢測(cè)部分

　　在隧道內(nèi)設(shè)置固定攝像機(jī)，通過對(duì)部分固定攝像機(jī)圖像的處理（視頻事件檢測(cè)設(shè)備），可得到交通量、平均車速、占有率等交通參數(shù)，根據(jù)交通參數(shù)的運(yùn)算，可判斷隧道內(nèi)的交通運(yùn)行狀況，也是通風(fēng)控制子系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)。

　　同時(shí)，通過攝像機(jī)視頻圖像的處理，還可直接得到隧道內(nèi)交通異常信息，如事故、擁堵、違章行車、煙霧等信息，并在發(fā)生異常事件時(shí)自動(dòng)報(bào)警。

　?。?）交通信號(hào)控制部分

　　交通信號(hào)控制主要是用于協(xié)助疏導(dǎo)交通、給司機(jī)提供信息，以保證道路暢通。

　　在隧道兩端入口前設(shè)置交通信號(hào)燈，用于表示此時(shí)隧道內(nèi)的交通情況。交通信號(hào)燈可顯示紅、黃、綠三色及一個(gè)轉(zhuǎn)彎標(biāo)志。綠色表示隧道內(nèi)正常；黃色表示隧道內(nèi)交通異常，應(yīng)注意行駛；紅色表示此時(shí)隧道關(guān)閉，禁行；轉(zhuǎn)彎標(biāo)志表示需要從隧道口的換向車道駛?cè)雽?duì)向隧道或者調(diào)頭從對(duì)向車道駛回。

　　在隧道入口、出口和隧道內(nèi)設(shè)置車道指示標(biāo)志，指示每條車道的狀況。設(shè)備采用LED顯示方式，包括兩個(gè)顯示板，每個(gè)顯示板上可顯示紅色“X”或綠色“↓”，分別表示本車道處于關(guān)閉或通行狀態(tài)。由于在事故情況下需要使用反向隧道，因此車道指示標(biāo)志采用雙面式。

　　在隧道每個(gè)人行橫洞和車行橫洞處設(shè)置橫洞指示標(biāo)志，用于緊急情況下指示道路。本標(biāo)志平時(shí)不亮，僅在緊急情況下疏散人員和車輛時(shí)顯示。光源采用專用白熾燈，信息的顯示是通過開關(guān)啟動(dòng)相應(yīng)燈箱的光源來(lái)顯示信息。

　　在隧道兩端入口設(shè)置小型可變信息標(biāo)志，用于簡(jiǎn)單信息提示和速度限制。

　　在隧道內(nèi)或隧道口設(shè)置可變信息標(biāo)志和可變限速標(biāo)志，用于在異常情況下發(fā)布隧道內(nèi)交通提示信息和速度控制信息。

　?。?）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：本系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、隧道交通監(jiān)控本地控制器、外場(chǎng)設(shè)備以及傳輸通道等組成。隧道交通監(jiān)控本地控制器系統(tǒng)是隧道監(jiān)控站與隧道外場(chǎng)設(shè)備的聯(lián)系紐帶。隧道（群）的本地控制器目前流行通過工業(yè)以太網(wǎng)全部相連，形成一個(gè)冗余環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，并通過該工業(yè)以太網(wǎng)與隧道監(jiān)控站相連；本地控制器向下則以一對(duì)多的方式與隧道內(nèi)分散的外場(chǎng)設(shè)備相連。本地控制器系統(tǒng)收集、存儲(chǔ)和管理外場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)，監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備工作狀態(tài)，報(bào)告給隧道監(jiān)控站，并且接收隧道監(jiān)控站命令對(duì)外場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制；另外它還具有本地自動(dòng)控制的功能，在維修或測(cè)試等需要時(shí)可由隧道內(nèi)的本地控制器進(jìn)行控制。

　　系統(tǒng)運(yùn)行：通過檢測(cè)交通參數(shù)及隧道環(huán)境參數(shù)，根據(jù)軟件運(yùn)算可得出交通和環(huán)境狀況，即可采用相應(yīng)的控制方案。

　　6.閉路電視子系統(tǒng)

　　閉路電視子系統(tǒng)用于直觀地、及時(shí)地觀測(cè)隧道內(nèi)外交通運(yùn)行情況和事故現(xiàn)場(chǎng)，為救災(zāi)排險(xiǎn)提供第一手信息。在隧道內(nèi)一般按每150米左右安裝一臺(tái)定焦距彩色攝像機(jī)，順車輛行駛方向設(shè)置。在隧道的兩端及隧道之間均安裝彩色遙控?cái)z像機(jī)。在車行橫洞洞口對(duì)面?zhèn)缺谏习惭b彩色遙控?cái)z像機(jī)，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)視緊急停車帶及橫洞附近的交通狀況。

　　另外變電所無(wú)人值守功能要求配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備，納入閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)。在隧道的變電所內(nèi)設(shè)置室內(nèi)型彩色遙控?cái)z像機(jī)。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：本子系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站閉路電視監(jiān)視控制設(shè)備、外場(chǎng)攝像機(jī)以及傳輸系統(tǒng)等構(gòu)成。

　　7.緊急電話子系統(tǒng)

　　緊急電話系統(tǒng)為邵陽(yáng)至懷化高速公路上駕駛員提供一個(gè)直接呼救求援的專用通信系統(tǒng)。

　　在隧道監(jiān)控站設(shè)緊急電話控制臺(tái)，控制臺(tái)控制所轄隧道區(qū)域內(nèi)的緊急電話。

　　在隧道內(nèi)一般按每200米設(shè)置1個(gè)緊急電話，部分隧道的隧道口也設(shè)置了緊急電話。

　　8．有線廣播子系統(tǒng)

　　根據(jù)管理的需要，在超過1000米的隧道內(nèi)設(shè)置有線廣播子系統(tǒng)，用于在發(fā)生緊急情況時(shí)，進(jìn)行緊急情況的通知。

　　有線廣播信號(hào)是和緊急電話信號(hào)一起通過光纖傳輸?shù)礁鱾€(gè)隧道，在隧道內(nèi)設(shè)置有線廣播終端設(shè)備。