论高速公路隧道联动控制系统设计

赫明光

论高速公路隧道联动控制系统设计

赫明光

（辽宁省交通规划设计院有限责任公司 辽宁沈阳 110166）

随着我国高速公路建设的飞速发展，隧道的管理与运营也越来越重要，隧道安全问题将是管理的重心，当隧道发生异常或出现火灾时，应能通过应急的相关联动方案来对现场车辆进行诱导。为保证隧道的安全运营，隧道内备设施应具备有效的联动控制，随着隧道运行时间的增长，对于控制方案的还需要不断积累经验。

高速公路；监控系统；系统联动

随着我国高速公路建设的快速发展，隧道的管理与运营工作也越来越多越来越复杂，特别是长隧道的运营管理，对于建设单位来说，隧道通行安全问题将是管理的重心，平时的主要工作是保障隧道内行车环境安全，引导交通有序通行。当发生异常或出现火灾时，能通过应急的处理程序或相关联动方案来对现场车辆进行诱导，最大限度的减少人员财产损失。由于每座隧道都有各自的特点，根据各自的特点，监控系统的设计、施工、监理以及建设单位必须从安全、稳定、经济、科学的角度共同制定相应的隧道联动控制方案，并在运营中不断完善。

1 高速公路隧道联动控制简介

高速公路隧道监控系统是专门针对长大隧道设置的监控管理系统，由隧道监控管理站系统和隧道外场机电系统构成。隧道监控系统既是高速公路监控系统的组成部分，同时也独立于高速公路监控系统而自成系统。高速公路隧道监控系统堪称是高速公路隧道的神经系统，它既通过交通诱导和控制设备使车辆按不同工况各行其道，又依据环境检测及火灾探测数据联动控制隧道通风、照明、消防等各系统，同时还为交通管理者提供视频、语音等辅助决策和管理的手段。隧道联动控制是隧道监控系统中极为关键一部分，它是监控计算机综合分析隧道内交通运行状况、环境指标状况或接收到隧道内火灾报警信号后需采取合理、有效的措施而设计的一系列程序。其方案设计的合理与否直接关系到隧道运营或事故的应急处理效果。隧道联动控制方案主要涉及隧道视频监视子系统、火灾报警子系统、电力监控子系统（含通风、照明控制系统）、交通控制子系统（含车检器、可变信息标志、交通信号灯、车道指示标志、横洞指示标志等）、隧道有线广播子系统等，所有系统即相对独立，又协调统一。

2 高速公路联动控制系统的设计

2.1 中央控制系统

隧道中央控制系统由中央计算机系统、显示系统和本地控制系统组成。各系统之间通过网络相互通信。中央计算机系统负责对下层外站子系统的数据收集，处理交通情报，形成、打印各种报表；当监测数据越限时发出报警，将处理后的数据，根据经验控制数学模型进行计算分析，选择优化控制方案，经二次确认后，形成有关显示内容指令向外场控制设备发布。操作员可依据操作规程，任意编辑新的图形、文字，向外站转发。中央控制系统可将发生事故的现场图像展示给监控人员，便于监控人员进行直观的判断，有助于快速决定解决方案。本地控制系统根据现场的实时采集数据，传输至监控中心，并接受和执行监控中心的控制命令。

2.2 消防控制系统

隧道内火灾检测器已对N区域地址编码，当隧道内发生火灾时，火灾检测器检测到发生火灾的区域触发报警，报警信号传至监控中心。监控中心接到火灾报警信号并通过电视监视器确认，同时向现场值班人员确认（此时控制台上的电视监视器自动切换为火灾区域图像，录像机开始录像记录）。一旦确认，监控中心立即中断正常运行程序，根据火灾等级向隧道控制器发出指令，启用隧道本地控制器中相应控制方案。监控中心还应与警察、消防、医疗、养护等部门保持协作，火灾发生时确保能迅速控制现场，保证安全。火灾发生时监控中心通报警察、消防、医疗、养护等救援部门按指定救援路径赶赴现场。火灾隧道入口车道上方车道控制标志显示红色“x”，表示此车道禁止通行。此时没有灾情隧道的快车道，入口车道标志显示红色“x”表示禁止洞外车辆入内，慢车道车道标志显示绿色“●”，引导火灾隧道内车辆离开。火灾隧道车行横洞口上方车道标志显示红色“x”，则车辆不能再继续向前行驶，已在隧道内的车辆可拐入车行横洞，驶入无灾洞进入逆向行驶，达到疏散的目的。火灾处理完毕，中心给本地控制器发出指令，本地控制器即执行正常交通控制方案。无火灾隧道逆行车道关闭，经过时间转为正常显示，洞内车行横洞口车道标志关闭。

2.3 照明控制系统

隧道区段照明一般采用计算机自动时序控制，根据洞外亮度的变化，洞内行车速度的选择，经过测量得到统计规律，监控中心计算机按此年、月、日、时的统计规律调整洞内照明等级与之相适应，但调节时均应考虑适当的时间延迟，以避免在临界状态下过于频繁地转换。照明共分为四级控制，即晴天、阴天、晚上、夜间。隧道的照明控制系统上位机控制模式分为手动控制、时序控制和天气模式控制。手动控制：工作人员可以根据现场实际情况对各个照明回路分别控制。时序控制：分为早晨，白天，傍晚，夜间，深夜五种模式，在设定标志时间后控制系统会按照标志时间以时序方式在不同时序条件下开启相应的照明回路。夜间和深夜控制时，在车辆检测器没有检测到车辆驶入的情况下照明回路会自动关闭，当入口处车检器检测到有车辆驶入时，夜间控制时基本照明和应急回路会自动开启，深夜控制时应急照明会自动开启，当车辆驶离且又没有车辆驶入时，照明回路会延时3min后自动关闭。天气模式：分为晴天、云天和阴雨天，天气模式下早晨、白天和傍晚以设计要求开启相应的照明回路液间和深夜以时序模式，用车辆检测器检测实现照明回路在有车辆通行时自动开启无车辆通行时自动关闭以实现节能。

3 结束语

隧道联动控制方案是高速公路监控系统中极为关键一部分，它是监控计算机综合分析隧道内交通运行状况、环境指标状况或接收到隧道内火灾报警信号后需采取合理、有效的措施而设计的一系列程序。其方案设计的合理与否直接关系到隧道运营或事故的应急处理效果。随着我国高速公路的飞速发展，隧道安全问题日益受到人们的关注。本文以辽宁某段高速公路隧道为例，在隧道控制系统建设的基础上，较为全面地论述隧道联动系统的设计与实现。

[1]邢蕊.高速公路隧道联动控制方案探讨[J].科技与企业，2015.

[2]张扬.远程I/O技术的公路隧道PLC区域集中控制系统研究与应用[J].企业文化，2016.

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1004-7344（2016）31-0178-01

2016-10-17