隧道群监控平台集约化管理技术方案

徐洪武

摘 要：隧道监控系统包括通风控制、照明控制、交通诱导及控制等，是高速公路监控系统的重点组成部分，而隧道群监控平台又是隧道监控系统的核心。随着浙江省"智慧高速"建设的逐步推进，为提升隧道群營运水平、管理效率，通过组织结构的调整实现集约化改制，通过对监控系统改造等措施，提高管理水平和节约运营成本。

关键词：隧道；监控平台；集约化管理

中图分类号：U453 文献标识码：A

针对浙江省隧道群监控软件品牌众多，标准不一，互连互通性差等特点，为满足平台集约化管理的需求，实现各分中心对隧道群的设备直接管理和控制，需对各监控分中心和隧道所的隧道群监控软件重新进行开发和整合，形成一个统一的操作和管理平台，使改制后的监控中心、分中心对隧道群设备具有远程控制功能，实现与省级联网监控平台对接。同时保留隧道所本地控制功能，确保在分中心出现通讯网络故障时本地可进行应急控制。

一、监控管理平台集约化改制

通过监控资源整合以减少管理层级，以实现集约化管理为目标，将隧道所的监控、指挥调度职能需整合到分中心，将现在的“中心-分中心-隧道所”三级监控管理体制，整合为“中心-分中心”二级监控管理体制。隧道控制改造的目标是将隧道段设备控制集中至各分中心。在原隧道管理所处设置与监控分中心统一的隧道监控软件平台，从而在隧道出现紧急情况或分中心与原隧道所之间的通信出现故障时，原隧道管理所处可以对隧道内设备进行控制。在原隧道管理所处设置服务器与数据库，形成分布式的服务器和数据库架构，减轻监控分中心的数据压力，提高系统运行的稳定性。

二、监控系统集约化技术升级原则

1 统筹规划、分步实施。做好全路段整体规划，以监控分中心为单位，分步实现监控分中心对隧道所的直接控制，并满足监控中心数据采集和设备控制的需求。

2 平台统一、权限分级。开发的监控管理平台需能兼容底层不同品牌设备的数据接口并可实现控制，实现监控分中心管理平台界面、架构统一。

3 安全可靠、易于扩展。遵循国家有关标准和安全保密规定确保系统的安全、可靠、稳定和持续运行。同时具备前瞻性、拓展性，满足信息发展的需要。

三、监控系统改造实施方案

（一）系统总体架构

根据隧道群监控平台集约化管理应用需求和建设目标分析，整个信息系统的系统总体框架可分为：基础设施和服务层、数据资源层、平台服务层、应用层以及用户层五个部分，同时综合考虑监控系统的信息化标准体系建设和信息安全、系统运维管理。该系统的总体框架如图1所示。

（二）系统功能模块设计

根据相关系统的实际需求调研情况的整理和分析，整个系统的功能模块组成情况如图2所示。从整个隧道监控系统来看，主要分为日常管理和应急联动处置两大部分，而日常管理中的图形管理模块将作为整个系统的服务门户，底层由设备报警及控制和视频监控两大部分提供业务逻辑及应用服务的支撑。需特别说明的是，系统管理相关模块包含在日常监控管理子系统中。

（三）感知信息采集与控制

考虑到隧道监控系统以各类设备的实时控制及稳定性，为提高隧道监控系统从三级管理到两级管理体系的顺利转变，进一步提高和增强设备感知数据信息采集及控制处理的实时性、稳定性和可靠性，采用技术已非常成熟DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）控制技术及相关产品，用以提高信息采集及控制的高性能处理能力。在各个隧道所及各监控分中心，布署一套基于分布式实时现场控制及分布式总线技术相互融合的DCS系统产品，之间通过网络构建成一个实时、高效且稳定的动态实时控制及总线服务系统，该服务系统内嵌了海量实时数据库（以时间序列方式对数据进行存储，以资产表的方式对数据进行访问，支持高效的数据压缩技术，数据读写速度比普通关系数据库快几百倍），UWinTech控制服务系统作为整个数据采集及控制子系统的核心，经内部专用通讯网络，下与各隧道所的PLC控制器连接，上与各隧道所、监控分中心及中心的隧道监控系统连接，充分利用分布式实时总线技术，使各个分布式节点的检测或控制信息能实时达到同步状态，为各个层面的隧道监控系统应用提供了实时、准确、稳定的设备检测信息获取及控制的强大支撑。系统将提供集成开发环境、硬件配置，实现硬件资源的设计管理，实时数据库与历史数据库组态实现隧道项目数据库，画面开发与运行系统实现项目所需的流程显示、交互操作等人机界面，算法编辑器实现工程项目的控制策略；各功能模块生成相关的硬件配置、实时数据库、历史数据库、流程监控画面、控制算法程序以及各类报表的目标文件，并下载至各个控制站或操作站，协同实现系统工程的设计功能。

（四）各系统功能

1 通风控制。通风检测控制是在适时检测隧道内CO、VI、风速风向等参数的基础上，将这些数据传到隧道控制室的通风控制模块，计算机以检测到的环境参数（CO、VI、风速风向）为依据，配合交通控制状态，选择风机的控制方式，在保障行车安全的环境条件下，尽量减少风机的运转，从而达到保证隧道正常运营而且节约能源的目的。

2 照明控制。隧道照明控制是能根据检测到的隧道内外光强数据、交通量变化以及白天、黑夜等情况，控制隧道的照明系统模块，通过这个模块可以调节出入口以及洞口的照明，保证行车的安全，以及在满足照明要求的情况下达到自动节能运行的目的，同时还需要负责对洞内照明以及照明控制设备的状况进行监视。

3 交通诱导及控制。交通诱导及控制模块其实是一个综合管理及控制模块，其主要用于当隧道群内正常交通状态和有交通事故、火灾以及施工等特殊情况时的交通控制，系统可通过车辆检测器、火灾报警系统、紧急电话系统、闭路电视系统、隧道环境监测系统等警告的信息，对信号系统发布指令，合理地控制交通，以达到减少事故，充分有效地使用隧道的目的。通常在异常情况下，监控员实时利用监控中心控制计算机，按照一定的计算模式进行分析、判断和决策，并将最终决策结果和控制命令通过通信系统传输到现场监控系统有关设备，达到调节和控制隧道内交通状况，保证隧道通行的畅通及安全。诱导方案可分为拥挤状态诱导方案和交通事故状态下的诱导施救方案。在隧道发生交通事故后，施救方案决策过程需根据现场的具体实际情况，并参照隧道事故处置预案执行流程最终确定的事故救援方案。

4 其他系统。其他系统在原有系统功能的基础上，在统一的集约化监控平台管理下，发挥各大区域的管理效应。

结语

为实现隧道群监控平台集约化管理，在监控系统改制完成后，各级监控管理人员可通过该系统，依照监控目标和相关规定，及时下发照明、通风、横洞门、广播、信息发布、交通流控制等信号实现现场管理。通过电力监控、液位显示等信息采集信号，对隧道内重要的保障性设备进行监控和管理，实现隧道日常管理控制零距离。在隧道内发生紧急情况时，消防、视频、安全设施、信息发布和交通流控制功能均会自动按应急处置预案下发到各隧道，实现突发事件处置自动化、智慧化。

参考文献

[1]王莉.多条隧道控制中心的集约化建设[J].中国市政工程，2010 .