劉玉君

摘 要：文章對高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用原理等內(nèi)容進行了總結(jié)，對基于PLC的高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架和子系統(tǒng)的構(gòu)架進行了分析，從而更好的提高高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的運營水平。

關(guān)鍵詞：PLC；高速公路；隧道監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

道路交通逐漸發(fā)展隧道是道路交通中的重點管理對象，也是其重要組成部分之一，高速公路不斷修建也使得隧道的數(shù)量不斷增加，我國雖然國土遼闊，但是地域環(huán)境復雜，所以隧道中的監(jiān)控系統(tǒng)的運行效率和作用在道路交通監(jiān)控中占有重要比例。則隧道監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)濟穩(wěn)定性、可開發(fā)擴展性以及先進性等特點成為當前各個建設(shè)部門以及公路運輸部門都比較關(guān)注的問題。隨著計算機信息技術(shù)、通信技術(shù)以及微子技術(shù)的發(fā)展，讓公路交通的信息化以及智能化管理越來越高端，再結(jié)合上PLC的3C技術(shù)等特點，使其成為隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的核心監(jiān)控工具，配合網(wǎng)絡(luò)通信，更好的管理和監(jiān)控隧道中的交通情況。

2 PLC系統(tǒng)概述

隧道環(huán)境有著比較特殊的環(huán)境，其中安放的控制箱由于環(huán)境影響而容易變潮濕并影響其信道系統(tǒng)，再加上長期監(jiān)控過程可能會由于隧道中汽車產(chǎn)生的尾氣、隧道中的顆粒煙塵物質(zhì)等也會造成PLC部分組件的損傷，因此隧道監(jiān)控系統(tǒng)必須要有著較高的質(zhì)量要求和技術(shù)要求。隧道監(jiān)控系統(tǒng)中最主要的組件就是PLC，只有其能夠滿足以上所述條件，再加上其自身特點更能高效、穩(wěn)定的運行。

3 隧道監(jiān)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容和基本要求

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高效的交通系統(tǒng)是社會經(jīng)濟發(fā)展的基木條件，在高速公路逐漸成為我國交通系統(tǒng)中的主要組成部分的同時，在高速公路中交通事故的發(fā)生頻率也有了一定程度的增加，尤其是在高速公路的隧道中、為了降低頻發(fā)的隧道交通事故，保證車輛順利通行，目前主要是采用在高速公路隧道中配置監(jiān)控系統(tǒng)，對隧道中的通風、行車以及照明系統(tǒng)實現(xiàn)即時全方位的監(jiān)控，實現(xiàn)高速公路隧道中主要信息的及時采集、因此隧道中各方面信息如何高效采集，如何實現(xiàn)信息的準確性和精度是保證隧道中車輛順利通行的關(guān)鍵。

3.1 交通檢測控制

隧道中良好行車環(huán)境是車輛通行順暢及安全的前提，交管部門通過了解高速公路隧道中的信息還能夠及時的對行車作出合理的引導、高速公路隧道中監(jiān)控內(nèi)容主要包括交通檢測、照明檢測及通風檢測等，相應(yīng)的控制這些內(nèi)容的系統(tǒng)分別為交通檢測系統(tǒng)、照明檢測系統(tǒng)及通風檢測系統(tǒng)。

3.2 通風檢測控制

隧道內(nèi)的通風情況是行車環(huán)境的重要內(nèi)容，目前通過在隧道內(nèi)設(shè)置風速儀來檢測隧道內(nèi)的通風情況、如果高速公路隧道設(shè)立在海拔較高的地區(qū)，還要配備一氧化碳濃度檢測儀和能見度檢測儀，通風控制系統(tǒng)在對這些環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時的檢測和采集后，針對性的控制隧道內(nèi)風機的工作狀態(tài)，以此來實現(xiàn)各項空氣指標符合行車所需的各項指標、采用通風控制系統(tǒng)不僅能夠有效的保證隧道內(nèi)的車輛通行安全，還能提高能源的利用效率符合我國科學發(fā)展觀的要求。

3.3 照明檢測控制

照明檢測控制系統(tǒng)的主要作用是不斷監(jiān)測隧道內(nèi)外的光照強度，根據(jù)外在天氣條件及時的調(diào)解隧道洞及內(nèi)部照明回路的光照強度，保證隧道內(nèi)行車能夠隨時獲得行車需要的光照條件，盡量避免行車司機出現(xiàn)所謂的黑洞效應(yīng)和眩光效應(yīng)，即從光照強度較強的白天進入隧道內(nèi)產(chǎn)生的光照強度的反差，為駕駛員能夠輕松的適應(yīng)隧道內(nèi)部光照強度的變化，有效的降低高速公路行車事故的發(fā)生。

4 基于PLC的高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架

高速隧道監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)成：高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)以中央計算機和前端PLC構(gòu)成隧道自動化系統(tǒng)，既能完成隧道機電設(shè)備、隧道環(huán)境狀況監(jiān)控的功能，又可完成隧道信息管理的功能，其中的監(jiān)控部分采用了具有高可靠性的PLC組成的，基于現(xiàn)場總線的集散控制結(jié)構(gòu)的隧道可編程序控制器，使得整個自動化系統(tǒng)的可靠性得到保證。同時，PLC可以獨立工作，完成基本控制任務(wù)；現(xiàn)場總線的采用將使各個區(qū)域的監(jiān)控任務(wù)變成相應(yīng)PLC的分散監(jiān)控任務(wù)，使得隧道布線更加簡單、合理。PLC的靈活配置使得隧道監(jiān)控系統(tǒng)形成模塊結(jié)構(gòu)，PLC系統(tǒng)可大可小，可根據(jù)現(xiàn)場要求進行合理分布。

隧道監(jiān)控實行的是兩級管理方式，即值守點和隧道監(jiān)控中心共同管理。前端PLC采集隧道內(nèi)設(shè)備數(shù)據(jù)，通過隧道內(nèi)架設(shè)的雙環(huán)光纖冗余現(xiàn)場總線上傳到值守點主控PLC，值守點可通過近端工控機對所管轄隧道內(nèi)的數(shù)據(jù)進行整合，并對需要調(diào)整設(shè)備運行的情況的指令進行近端下發(fā)，完成對隧道設(shè)備的近端控制；各值守點匯集數(shù)據(jù)信息，通過站點節(jié)點機（VOX節(jié)點機）和整條高速公路組成的VOX環(huán)網(wǎng)上傳到隧道監(jiān)控中心，隧道監(jiān)控中心通過中心工控機對高速所有隧道設(shè)備數(shù)據(jù)進行整合，并根據(jù)實際道路情況向近端PLC下發(fā)運行指令。

5 基于PLC的高速公路隧道監(jiān)控子系統(tǒng)的構(gòu)架

5.1 交通監(jiān)控

隧道內(nèi)采用車輛的微波檢測器以及車道指示標志和限速標志，加上信息可變情報板和交通信號燈等信息，對微波車輛檢測器提供的車道信息進行處理，以判斷隧道內(nèi)交通狀況；根據(jù)隧道及路段狀況調(diào)整可變信息情報板顯示內(nèi)容；將隧道內(nèi)采集處理后的數(shù)據(jù)上傳到隧道監(jiān)控管理中心服務(wù)器。

5.2 照明系統(tǒng)控制

通過采集隧道洞內(nèi)外光強檢測器的數(shù)值，根據(jù)光強參數(shù)進行隧道照明控制。也可以根據(jù)時間參數(shù)來進行隧道照明控制。

5.3 消防控制

消防控制子系統(tǒng)中的報警是有雙層方案的，即自動報警與手動報警，PLC根據(jù)串口協(xié)議與火警控制器相連，可準時獲取火災(zāi)情況并進行反饋。同時中心控制區(qū)的計算機系統(tǒng)有著各樣的控制方案以針對各種交通情況，例如滅火系統(tǒng)、通風系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等，這都是為了方便隧道管理以及意外情況發(fā)生等。

5.4 通風控制

隧道內(nèi)所含有的一氧化碳的透過率檢測后所得數(shù)據(jù)再結(jié)合相關(guān)準則進行判斷能夠?qū)︼L機的轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)向等進行控制，使得隧道內(nèi)的安全狀況在保持的情況下還能夠達到節(jié)省資源、保護環(huán)境的目的。

6 結(jié)語

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計目的是讓相關(guān)監(jiān)管人員及時、全面了解隧道內(nèi)的交通情況，及時發(fā)現(xiàn)公路運行障礙并給與及時處理。PLC成為了當前隧道監(jiān)控系統(tǒng)的核心裝備，使用PLC系統(tǒng)可以大幅提高高速公司隧道監(jiān)管系統(tǒng)的效率，節(jié)約資源，減少成本，提高總體經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 王永振，PLC在高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].智慧工廠，2012（04）.

[2] 李金，鄭曉鳴，白小果，PLC及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在高速公路供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海船舶運輸科學研究所學報，2013（02）.

[3]孫欽凱.監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路隧道工程中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（04）.

[4]張哲.淺析PLC在高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（09）.

（作者單位：廣東新粵交通投資有限公司）