隧道監(jiān)控中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

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1隧道監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，隧道群的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求分析與隧道安全運(yùn)營問題顯得越來越突出?？焖僭鲩L的交通需求使得隧道的建設(shè)項(xiàng)目與日俱增，但隧道規(guī)范還較不完善，經(jīng)驗(yàn)不足。為了創(chuàng)造一個(gè)安全、方便的交通環(huán)境，有效的智能綜合交通監(jiān)控系統(tǒng)必不可少。隧道是公路網(wǎng)的咽喉地段，如果不綜合交通監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析，不采用先進(jìn)的監(jiān)控管理措施，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木W(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)思路和原則，在交通量大、氣候惡劣的情況下，存在疏散的難度，極易發(fā)生交通事故和交通堵塞。結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)特征、地形特征、交通流特征和交通組成特點(diǎn)，技術(shù)設(shè)備與現(xiàn)有的技術(shù)力量相匹配，在高速公路隧道內(nèi)設(shè)置完善的監(jiān)控設(shè)施、改善隧道環(huán)境。綜合交通監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)在安全可靠與理有效的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少污染和事故、增強(qiáng)隧道的通行能力、延長隧道的使用期限。

2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在隧道監(jiān)控中的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨科技水平的發(fā)展，隧道交通監(jiān)控系統(tǒng)越來越完善。國外起步較早，系統(tǒng)的開放性較高，相關(guān)系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)有機(jī)整合，發(fā)展到現(xiàn)在己經(jīng)比較完善。我國隧道監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)滯后于國外，一方面是管理人員、經(jīng)驗(yàn)、制度的缺失或嚴(yán)重匱乏；另一方面是隧道設(shè)計(jì)中沒有先例，無法簡(jiǎn)單地套用現(xiàn)有規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。綜合功能需求和性能需求，解決隧道安全問題日益成為交通建設(shè)和運(yùn)營管理單位關(guān)注的焦點(diǎn)。通過引進(jìn)國外設(shè)備與自主開發(fā)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)隧道的監(jiān)控，滿足行車安全、提高行車效率。研究設(shè)計(jì)人員對(duì)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，構(gòu)建和諧行車運(yùn)營管理的環(huán)境，對(duì)保證隧道的安全營運(yùn)具有重要意義。

3隧道監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及功能

隧道監(jiān)控系統(tǒng)主要是監(jiān)視隧道交通狀況，綜合交通監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析，最終實(shí)現(xiàn)可靠的城市隧道建設(shè)。隧道是公路網(wǎng)的咽喉地段，通過對(duì)交通參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)，監(jiān)控聯(lián)動(dòng)模式將進(jìn)一步豐富和科學(xué)化。對(duì)隧道各種交通設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控和管理，改善隧道環(huán)境，更好地滿足服務(wù)需要，保證高速公路的行車安全可靠。對(duì)高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的組成、功能結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)特征、地形特征、交通流特征和交通組成特點(diǎn)，將隧道監(jiān)控系統(tǒng)分為如下系統(tǒng)：

3.1隧道計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的中樞，有效的智能綜合交通監(jiān)控系統(tǒng)必不可少，是需求分析的根本思路。高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)是協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，收集本區(qū)段管轄的檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)信息，上傳到計(jì)算機(jī)，發(fā)給下端執(zhí)行設(shè)備。由計(jì)算機(jī)對(duì)收集的信息進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算出相應(yīng)的控制量并輸出，采用先進(jìn)的監(jiān)控管理措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)交通和環(huán)境的控制。中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有連續(xù)不問斷工作的能力，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接收中心計(jì)算機(jī)各種控制命令后，采用分散控制、集中管理的控制方式。將存儲(chǔ)單元中處理的信息上傳給中心計(jì)算機(jī)，把控制系統(tǒng)分為隧道區(qū)域控制系統(tǒng)與以隧道站為監(jiān)控中心的中心計(jì)算控制系統(tǒng)。在對(duì)控制器所管轄設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)，隧道區(qū)域控制系統(tǒng)控制器主要對(duì)隧道內(nèi)小區(qū)段的信息進(jìn)行采集及控制，分析交通運(yùn)行狀況。

3.2隧道交通監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)

隧道交通控制系統(tǒng)主要由交通監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)和交通誘導(dǎo)系統(tǒng)兩大部分組成，隧道交通監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)是保證行車安全和道路暢通、對(duì)隧道內(nèi)的交通信息及時(shí)了解，實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)行管理的重要手段。在獲得交通事故、火災(zāi)等相關(guān)信息后，通過該系統(tǒng)能迅速掌握交通流和交通環(huán)境等多方面的信息，并自動(dòng)判斷交通狀況，對(duì)交通運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)管理，并據(jù)此通過交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，調(diào)控車流量。合理制定交通控制方案，預(yù)防常發(fā)性擁擠的發(fā)生。

3.3隧道照明控制系統(tǒng)

快速增長的交通需求使得隧道的建設(shè)項(xiàng)目與日俱增，照明系統(tǒng)是高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)部分，其存在以下視覺問題。由于隧道內(nèi)外的亮度差別極大與隧道照明布置的相對(duì)排列，技術(shù)設(shè)備與現(xiàn)有的技術(shù)力量不相匹配，照明很不充分的隧道入口會(huì)出現(xiàn)“黑洞現(xiàn)象”。由明亮的外部進(jìn)入不太暗的隧道以后，由于洞外亮度和減光，人的眼睛要經(jīng)過一定時(shí)間才能看清隧道內(nèi)部的“適應(yīng)滯后現(xiàn)象”。隧道照明一般分為引入段、適應(yīng)段、過渡段、基本段和出口段，隧道內(nèi)部汽車排出的廢氣在出口段無法迅速消散形成煙霧。為了調(diào)節(jié)，隧道的運(yùn)營電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用越來越高。因此，隧道照明系統(tǒng)必須對(duì)光源分級(jí)、燈具及布置、照度與亮度進(jìn)行科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)，保證隧道照明質(zhì)量。

3.4隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)

隧道是公路上一個(gè)相對(duì)封閉的特殊路段，通風(fēng)系統(tǒng)是隧道監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)在高速公路隧道內(nèi)設(shè)置完善的通風(fēng)設(shè)施。隧道相對(duì)封閉的空氣中難以流通，形成污染，必須引起通風(fēng)設(shè)計(jì)人員的足夠重視。汽車行駛時(shí)排放的超標(biāo)有害氣體污染了空氣，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因縱向風(fēng)流的混流而影響排煙和火災(zāi)救援。而且，由于車輛行駛所揚(yáng)起的粉塵有吸收隧道光線的作用，既影響火場(chǎng)高溫空氣的擴(kuò)散，又不利于人員逃生避難。為了防止煙氣進(jìn)入相鄰隧道或避難場(chǎng)所，稀釋汽車排放的污染物濃度。采用自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)的方式，保持隧道內(nèi)視野清晰和空氣新鮮。必須設(shè)置隧道通風(fēng)設(shè)施與各種傳感器，來確保人體健康和行車安全。

4隧道監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展

隧道智能化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)一個(gè)隧道項(xiàng)目的成功與否非常重要。使隧道監(jiān)控領(lǐng)域產(chǎn)品成熟、技術(shù)思路適當(dāng)超前是當(dāng)前研究的前沿課題，也是隧道監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。它是在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)充分發(fā)展進(jìn)步的背景下產(chǎn)生的，應(yīng)適合現(xiàn)狀并努力推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有效地綜合應(yīng)用于整個(gè)隧道的監(jiān)控系統(tǒng)，但不能一味地追求最先進(jìn)、最高端技術(shù)。進(jìn)行統(tǒng)一有序的協(xié)調(diào)、管理，從而達(dá)到集中與分散相結(jié)合的隧道監(jiān)控管理模式。

作者：赫明光 單位：遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院