導(dǎo)語：國省道公路隧道管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著我國對地方國、省道各等級公路交通工程的不斷改建，交通環(huán)境得到了大大改善。然而，公路隧道在國、省道各等級公路建設(shè)中的占有比重越來越大，隧道大都分布在群山群嶺地帶，分布地域廣。公路隧道機電系統(tǒng)的設(shè)備配置也越來越齊全、越來越先進。在一個行政縣、一個行政市內(nèi)的國、省道各等級公路隧道都有十幾座，甚至幾十座。由于隧道分布地域廣，將各隧道機電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集中運行管理，需要鋪設(shè)幾十公里，甚至幾百公里的光纖通信線路，且需要專業(yè)維護管理人員，造價高。因此，地方國省道的公路隧道機電系統(tǒng)大都是單個隧道獨立運行。然而，公路隧道運行管理都是移交給當(dāng)?shù)毓饭芾砭帧５胤焦饭芾砭譀]有設(shè)置專業(yè)的機電運行管理的機構(gòu)和專業(yè)人員，管理力量薄弱，運行管理手段簡單、不科學(xué)，全靠管理人員平時開車巡邏查看。隧道機電設(shè)備運行狀況，如照明燈具是否開啟、通風(fēng)風(fēng)機是否正常運轉(zhuǎn)等情況，不能及時反映給管理者。從而造成設(shè)備檢修、維護滯后，影響隧道安全運行。如何對國省道公路隧道機電系統(tǒng)進行有效的管理，提高管理機構(gòu)的效率，健全管理機制、提高管理技術(shù)水平、降低管理成本。設(shè)計一種基于國省道公路隧道遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)顯得尤為重要。系統(tǒng)能對所有公路隧道進行集中遠程管理，及時反映隧道機電系統(tǒng)的運行狀況，能及時提供設(shè)備維護保養(yǎng)的技術(shù)數(shù)據(jù)，可以降低管理人員的勞動強度，可以降低管理成本，保證隧道內(nèi)行車、行人的安全。

1系統(tǒng)架構(gòu)

公路隧道遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)主要包括現(xiàn)場控制器、無線通信網(wǎng)絡(luò)、遠程監(jiān)控管理終端三部分，圖1為系統(tǒng)架構(gòu)圖，圖2為系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。現(xiàn)場控制部分，主要包括通風(fēng)控制器、照明控制器、配電綜合管理器、交通監(jiān)控控制器四部分。風(fēng)機現(xiàn)場控制器對隧道風(fēng)機進行變頻控制，采集風(fēng)機運行狀況數(shù)據(jù)、設(shè)備故障數(shù)據(jù)等信息。照明現(xiàn)場控制器對隧道的各照明回路進行關(guān)停、調(diào)光控制，采集洞外亮度數(shù)據(jù)、洞內(nèi)照度數(shù)據(jù)、車輛通行等數(shù)據(jù)。配電綜合控制器對隧道供配電系統(tǒng)進行控制，采集變壓器、工作電流、工作電壓、用電功率、用電量等數(shù)據(jù)。交通監(jiān)控器對隧道內(nèi)交通信號燈、車道指示器、可變信息標(biāo)志等進行控制，并采集設(shè)備的工作狀況數(shù)據(jù)。無線通信網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場控制器采用RS485總線與通信管理器進行通信。通信管理器接收到現(xiàn)場設(shè)備運行數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)打成IP包，通過GPRS無線通信模塊接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，再通過各種網(wǎng)關(guān)和路由將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控管理終端進行數(shù)據(jù)處理。遠程監(jiān)控管理終端通過GPRS無線通信模塊與現(xiàn)場通信管理器進行通信實現(xiàn)對各控制對象的遠程控制與管理。遠程監(jiān)控管理終端采用B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，設(shè)置數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、通信服務(wù)器以及視頻服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲系統(tǒng)的基本配置信息和隧道機電系統(tǒng)運行的歷史記錄信息，如亮度、工作電流、電壓、用電功率、車流量、設(shè)備工作狀態(tài)、設(shè)備故障信息等。同時，承擔(dān)自現(xiàn)場控制器發(fā)送的控制對象實時狀態(tài)信息的解析任務(wù)；Web服務(wù)器提供平臺的瀏覽、數(shù)據(jù)顯示及對對象監(jiān)控操作；通信服務(wù)器通過GPRS和TCP/IP通信，連接遠程服務(wù)器和現(xiàn)場控制器。視頻服務(wù)器為用戶提供視頻調(diào)用和監(jiān)控服務(wù)。在瀏覽器端，用戶通過IE等瀏覽器即可進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)控。

2系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1隧道通風(fēng)控制

系統(tǒng)對隧道風(fēng)機實現(xiàn)需風(fēng)量變頻節(jié)能控制，通過采集隧道內(nèi)煙霧、有害氣體濃度數(shù)據(jù)，如二氧化碳、一氧化碳、一氧化氮等，通風(fēng)控制器將數(shù)據(jù)與預(yù)先軟件設(shè)定的規(guī)范值進行比較分析，做出風(fēng)機啟動控制指令，并傳輸至遠程監(jiān)控管理終端。本地通風(fēng)控制器根據(jù)有害氣體濃度數(shù)據(jù)，通過變頻器控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，從而實現(xiàn)按需開啟風(fēng)機，并能及時排除隧道內(nèi)的有害氣體。這樣可以實現(xiàn)隧道風(fēng)機轉(zhuǎn)速的動態(tài)變化，達到節(jié)能效果，其控制框圖如圖3所示。

2.2交通監(jiān)控

國省道公路隧道交通監(jiān)控設(shè)備主要包括車輛檢測器、車道指示器、交通信號燈、可變信息標(biāo)志等。根據(jù)隧道交通實際運行情況，通過車輛檢測器采集隧道內(nèi)車流量信息，計算隧道的車輛通行率，并判斷隧道通行擁堵情況。從而通過交通監(jiān)控控制器自動（或遠程操作）對車道指示器、交通信號燈、可變信息標(biāo)志等設(shè)備進行控制，起到交通疏通與誘導(dǎo)的作用。保證車輛安全通行。控制交通信號裝置的狀態(tài),實現(xiàn)隧道內(nèi)的安全、高效行車，其控制框圖如圖4所示。

2.3隧道照明控制

照明控制總的原則是：“安全行車，按需照明”。采用智能雙控式照明節(jié)能控制，系統(tǒng)采集和分析洞外光照強度參數(shù)，設(shè)定隧道內(nèi)照明亮度折減系數(shù)，調(diào)節(jié)隧道照明燈具的輸出光通量；采集隧道內(nèi)車輛通行參數(shù)，判斷隧道內(nèi)是否有車通行，調(diào)節(jié)照明燈具的輸出光通量。無車時以低功率、低光通量維持隧道內(nèi)行人通行的低照度要求的照明即可；有車時，根據(jù)采集到的洞外環(huán)境光強，實時匹配隧道內(nèi)的照明亮度，調(diào)節(jié)照明燈具的光通量。其控制框圖如圖5所示，圖6為照明控制軟件流程。圖6中，依據(jù)有車、無車，晴天、陰天，白天、夜間等具體情況，進行本地和遠程監(jiān)控，輸出PWM脈寬調(diào)制信號，控制燈具輸出功率和輸出光通量。

2.4配電管理

系統(tǒng)在配電設(shè)備中增設(shè)一種電力綜合控制儀表，將配電系統(tǒng)工作的電壓、電流、功率、設(shè)備工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)采集，并通過本地配電綜合控制器傳輸至遠程監(jiān)控管理終端。管理終端通過無線通信管理系統(tǒng)可以實時反映隧道配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可以遠程操作控制配電設(shè)備。其控制框圖如圖7。

3總結(jié)

通過無線遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)在麗水市國省道公路隧道公路中的應(yīng)用，實現(xiàn)了隧道管理的信息化、集成化、智能化以及遠程操控管理等。遠程監(jiān)控系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)隧道機電系統(tǒng)運行情況，能提高管理響應(yīng)時間，能及時正確判斷隧道內(nèi)突發(fā)事件，能大大減少管理成本，提高公路隧道的管理技術(shù)水平。通過加強對大規(guī)模國省道公路隧道通風(fēng)、照明節(jié)能和安全行車的集中管控，能大大節(jié)約隧道能耗和管養(yǎng)成本，提高隧道行車安全指數(shù)和隧道通行率。無線遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)在國省道公路隧道應(yīng)用后，在節(jié)能、降耗和提高管理技術(shù)水平、降低管理成本方面效果顯著，如更廣泛推廣后將具有更大的經(jīng)濟和社會價值。

作者:陳志軍 李承廣 傅長榮 諸葛申 單位: 麗水市海威光控科技有限公司 麗水市公路管理局

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