赫明光

論高速公路隧道聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

赫明光

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽(yáng) 110166）

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，隧道的管理與運(yùn)營(yíng)也越來(lái)越重要，隧道安全問(wèn)題將是管理的重心，當(dāng)隧道發(fā)生異常或出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，應(yīng)能通過(guò)應(yīng)急的相關(guān)聯(lián)動(dòng)方案來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)行誘導(dǎo)。為保證隧道的安全運(yùn)營(yíng)，隧道內(nèi)備設(shè)施應(yīng)具備有效的聯(lián)動(dòng)控制，隨著隧道運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，對(duì)于控制方案的還需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)。

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

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，隧道的管理與運(yùn)營(yíng)工作也越來(lái)越多越來(lái)越復(fù)雜，特別是長(zhǎng)隧道的運(yùn)營(yíng)管理，對(duì)于建設(shè)單位來(lái)說(shuō)，隧道通行安全問(wèn)題將是管理的重心，平時(shí)的主要工作是保障隧道內(nèi)行車(chē)環(huán)境安全，引導(dǎo)交通有序通行。當(dāng)發(fā)生異常或出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，能通過(guò)應(yīng)急的處理程序或相關(guān)聯(lián)動(dòng)方案來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)行誘導(dǎo)，最大限度的減少人員財(cái)產(chǎn)損失。由于每座隧道都有各自的特點(diǎn)，根據(jù)各自的特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理以及建設(shè)單位必須從安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的角度共同制定相應(yīng)的隧道聯(lián)動(dòng)控制方案，并在運(yùn)營(yíng)中不斷完善。

1 高速公路隧道聯(lián)動(dòng)控制簡(jiǎn)介

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)長(zhǎng)大隧道設(shè)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(chǎng)機(jī)電系統(tǒng)構(gòu)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(shí)也獨(dú)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(chēng)是高速公路隧道的神經(jīng)系統(tǒng)，它既通過(guò)交通誘導(dǎo)和控制設(shè)備使車(chē)輛按不同工況各行其道，又依據(jù)環(huán)境檢測(cè)及火災(zāi)探測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)控制隧道通風(fēng)、照明、消防等各系統(tǒng)，同時(shí)還為交通管理者提供視頻、語(yǔ)音等輔助決策和管理的手段。隧道聯(lián)動(dòng)控制是隧道監(jiān)控系統(tǒng)中極為關(guān)鍵一部分，它是監(jiān)控計(jì)算機(jī)綜合分析隧道內(nèi)交通運(yùn)行狀況、環(huán)境指標(biāo)狀況或接收到隧道內(nèi)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后需采取合理、有效的措施而設(shè)計(jì)的一系列程序。其方案設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到隧道運(yùn)營(yíng)或事故的應(yīng)急處理效果。隧道聯(lián)動(dòng)控制方案主要涉及隧道視頻監(jiān)視子系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)（含通風(fēng)、照明控制系統(tǒng)）、交通控制子系統(tǒng)（含車(chē)檢器、可變信息標(biāo)志、交通信號(hào)燈、車(chē)道指示標(biāo)志、橫洞指示標(biāo)志等）、隧道有線(xiàn)廣播子系統(tǒng)等，所有系統(tǒng)即相對(duì)獨(dú)立，又協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2 高速公路聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 中央控制系統(tǒng)

隧道中央控制系統(tǒng)由中央計(jì)算機(jī)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(guò)網(wǎng)絡(luò)相互通信。中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)下層外站子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，處理交通情報(bào)，形成、打印各種報(bào)表；當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)越限時(shí)發(fā)出報(bào)警，將處理后的數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，選擇優(yōu)化控制方案，經(jīng)二次確認(rèn)后，形成有關(guān)顯示內(nèi)容指令向外場(chǎng)控制設(shè)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(zhuǎn)發(fā)。中央控制系統(tǒng)可將發(fā)生事故的現(xiàn)場(chǎng)圖像展示給監(jiān)控人員，便于監(jiān)控人員進(jìn)行直觀(guān)的判斷，有助于快速?zèng)Q定解決方案。本地控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)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(zāi)檢測(cè)器已對(duì)N區(qū)域地址編碼，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)檢測(cè)器檢測(cè)到發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域觸發(fā)報(bào)警，報(bào)警信號(hào)傳至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心接到火災(zāi)報(bào)警信號(hào)并通過(guò)電視監(jiān)視器確認(rèn)，同時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)值班人員確認(rèn)（此時(shí)控制臺(tái)上的電視監(jiān)視器自動(dòng)切換為火災(zāi)區(qū)域圖像，錄像機(jī)開(kāi)始錄像記錄）。一旦確認(rèn)，監(jiān)控中心立即中斷正常運(yùn)行程序，根據(jù)火災(zāi)等級(jí)向隧道控制器發(fā)出指令，啟用隧道本地控制器中相應(yīng)控制方案。監(jiān)控中心還應(yīng)與警察、消防、醫(yī)療、養(yǎng)護(hù)等部門(mén)保持協(xié)作，火災(zāi)發(fā)生時(shí)確保能迅速控制現(xiàn)場(chǎng)，保證安全?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)監(jiān)控中心通報(bào)警察、消防、醫(yī)療、養(yǎng)護(hù)等救援部門(mén)按指定救援路徑趕赴現(xiàn)場(chǎng)?；馂?zāi)隧道入口車(chē)道上方車(chē)道控制標(biāo)志顯示紅色“x”，表示此車(chē)道禁止通行。此時(shí)沒(méi)有災(zāi)情隧道的快車(chē)道，入口車(chē)道標(biāo)志顯示紅色“x”表示禁止洞外車(chē)輛入內(nèi)，慢車(chē)道車(chē)道標(biāo)志顯示綠色“●”，引導(dǎo)火災(zāi)隧道內(nèi)車(chē)輛離開(kāi)?；馂?zāi)隧道車(chē)行橫洞口上方車(chē)道標(biāo)志顯示紅色“x”，則車(chē)輛不能再繼續(xù)向前行駛，已在隧道內(nèi)的車(chē)輛可拐入車(chē)行橫洞，駛?cè)霟o(wú)災(zāi)洞進(jìn)入逆向行駛，達(dá)到疏散的目的?；馂?zāi)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(wú)火災(zāi)隧道逆行車(chē)道關(guān)閉，經(jīng)過(guò)時(shí)間轉(zhuǎn)為正常顯示，洞內(nèi)車(chē)行橫洞口車(chē)道標(biāo)志關(guān)閉。

2.3 照明控制系統(tǒng)

隧道區(qū)段照明一般采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)時(shí)序控制，根據(jù)洞外亮度的變化，洞內(nèi)行車(chē)速度的選擇，經(jīng)過(guò)測(cè)量得到統(tǒng)計(jì)規(guī)律，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)按此年、月、日、時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律調(diào)整洞內(nèi)照明等級(jí)與之相適應(yīng)，但調(diào)節(jié)時(shí)均應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲，以避免在臨界狀態(tài)下過(guò)于頻繁地轉(zhuǎn)換。照明共分為四級(jí)控制，即晴天、陰天、晚上、夜間。隧道的照明控制系統(tǒng)上位機(jī)控制模式分為手動(dòng)控制、時(shí)序控制和天氣模式控制。手動(dòng)控制：工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)各個(gè)照明回路分別控制。時(shí)序控制：分為早晨，白天，傍晚，夜間，深夜五種模式，在設(shè)定標(biāo)志時(shí)間后控制系統(tǒng)會(huì)按照標(biāo)志時(shí)間以時(shí)序方式在不同時(shí)序條件下開(kāi)啟相應(yīng)的照明回路。夜間和深夜控制時(shí)，在車(chē)輛檢測(cè)器沒(méi)有檢測(cè)到車(chē)輛駛?cè)氲那闆r下照明回路會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)入口處車(chē)檢器檢測(cè)到有車(chē)輛駛?cè)霑r(shí)，夜間控制時(shí)基本照明和應(yīng)急回路會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，深夜控制時(shí)應(yīng)急照明會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，當(dāng)車(chē)輛駛離且又沒(méi)有車(chē)輛駛?cè)霑r(shí)，照明回路會(huì)延時(shí)3min后自動(dòng)關(guān)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(shè)計(jì)要求開(kāi)啟相應(yīng)的照明回路液間和深夜以時(shí)序模式，用車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)實(shí)現(xiàn)照明回路在有車(chē)輛通行時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟無(wú)車(chē)輛通行時(shí)自動(dòng)關(guān)閉以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3 結(jié)束語(yǔ)

隧道聯(lián)動(dòng)控制方案是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中極為關(guān)鍵一部分，它是監(jiān)控計(jì)算機(jī)綜合分析隧道內(nèi)交通運(yùn)行狀況、環(huán)境指標(biāo)狀況或接收到隧道內(nèi)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后需采取合理、有效的措施而設(shè)計(jì)的一系列程序。其方案設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到隧道運(yùn)營(yíng)或事故的應(yīng)急處理效果。隨著我國(guó)高速公路的飛速發(fā)展，隧道安全問(wèn)題日益受到人們的關(guān)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(shè)的基礎(chǔ)上，較為全面地論述隧道聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

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

[2]張揚(yáng).遠(yuǎn)程I/O技術(shù)的公路隧道PLC區(qū)域集中控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].企業(yè)文化，2016.

U453

A

1004-7344（2016）31-0178-01

2016-10-17