高速公路隧道监控系统设计研究

闫伟

摘要：高速公路在国民经济中起到重要的作用，因此为了保证高速公路隧道正常运行，应该加强高速公路隧道监控系统的研究，高速公路隧道监控系统是一个包括对交通、照明、事件检测、通风等实施监控的综合平台，因此为了提高系统的性能和资源利用率，应该加强高速公路隧道监控系统的设计研究，以供相关从业人员借鉴学习。

关键词：高速公路；隧道监控系统；系统设计

随着高速公路的规模不断扩大，对高速公路进行监控，已经成为现代交通管理的重要环节，因此为了加强高速公路隧道的监控力度，本文将立足于高速公路隧道监控系统总体构架，并对隧道监控系统的系统设计构成进行说明。

一、高速公路隧道监控系统需求

高速公路隧道监控系统主要能使管理部门全面掌握路段、隧道的运行状态，为管理部门的科学规划、完善交通环境提供理论根据，从而确保行车的安全、高效、流畅。此外，高速公路隧道监控系统还能为管理部门的决策提供依据，使其能够合理的组织交通，减少交通堵塞带来的经济损失，在一定程度上实现了社会效益与经济效益的统一。此外，高速公路隧道监控系统的应用，还能减少交通事故，增强管理部门的应对突发事件的处理能力。[1]

（一）信息查询

管理部门能够从高速公路隧道监控系统中，随时调出图像信息，并根据这些信息合理的安排交通。一般来说，高速公路隧道监控系统都具有实时上传的能力，并对路况以图像与录像的形式保存，方便相关工作人员随时查询，统计。

（二）信息处理

此外，高速公路隧道监控系统还拥有一定的信息处理能力，能够对采集到的信息加以处理，包括高速公路隧道的交通量、占有率，并将这些信息加工，反馈给监控总中心，以便相关工作人员处理内部交通业务。

（三）模拟屏的显示控制

高速公路隧道监控系统能够根据采集来的外场设备的数据，模拟出当前高速公路隧道的路况、交通量、速度，这些信息都能及时的反馈到模拟屏中，以供相关工作人员查看，并且高速公路隧道监控系统还能自动生成历史数据，从而让监控中心的工作人员对车辆的情况进行观察与跟踪。

（四）警报器及广播

高速公路隧道监控系统具有初步的分析功能，能够及时发现火灾情况，并通过警报器，将发现的情况上报给监控中心，保证路段的行车安全。此外，高速公路隧道监控系统还具有广播功能，根据情况进行全路广播，起到调节交通量、保持本路段交通顺畅的作用。[2]

二、高速公路隧道监控系统设计

（一）系统的总体架构

高速公路隧道监控系统是一个隧道监控的综合平台，因此通常采用集散式模式设计，隧道监控系统需要负责隧道区域的日常管理和事件处理，因此高速公路隧道监控系统需要具有联网通信、事件检测、决策分析、电力监控、火灾警报等功能，高速公路隧道的硬件系统由地图版、供配电设备、投影系统、闭路电视监视设备、综合控制台组成，能够处理在管辖区域内的大大小小的所有事物，从而保证高速公路的行车安全。高速公路隧道监控的硬件系统主要负责采集隧道区域内的情况，并上传到监控中心，并负责接收监控中心发来的命令，并通过本地区域控制器，来控制照明设备、风机设备、消防设备、照度计设备以及一氧化碳仪，维持高速公路隧道监控系统的正常运行。按照功能划分，高速公路隧道监控软件系统可以分为六个模块，分比为用户管理模块、视频监控模块、有限广播模块、隧道照明模块、隧道火灾警报模块、电力监控模块，每一模块对应不同的功能，促使高速公路隧道监控系统正常的工作。

（二）高速公路隧道监控系统软件设计

要完善高速公路隧道监控系统软件设计，首先要建立实时数据库，因为所有的工作都要建立在数据分析与遥控操作之上，这对数据提出较高的要求。其次，要依照不同的工作需求，设计相应的软件功能模块，要求高速公路隧道监控系统软件设计能够满足日常监控与应急处理，并方便统计查询。为了方便日常监控，应该保证高速公路隧道监控系统的交通监控、照明监控、有限广播、火灾警报、紧急电话、交通监控等功能正常。而应急处理模块，则需要接警子系统、数据处理子系统、联动控制子系统的支持。此外，实时数据库主要功能是提供遥测、遥控等数据，并将分析结果显示到监控界面中，方便相关工作人员就此开展高速公路隧道的日常管理工作，如果遇到突发事故，也能通过统计调查，明确事故产生原因，在此基础上提出解决方案。[3]

（三）区域控制系统设计

区域控制系统，能够在监控中心计算机和外场设备之间上传下达起到重要的作用，也是加强本地手动控制功能的重要途径。一般来说，区域控制系统设置在高速公路隧道的两头，用于隧道内部设备的控制，并每隔五百米设置一台区域控制器，并用总线相连，确保区域控制器互相联通。区域控制系统的设计原则，要实现隧道区域控制的功能，因此区域控制系统要求能够接受中心计算机发布的各种命令，包括交通信号灯、风机驱动柜的指令。还要具有火灾紧急处理程序、交通事故处理程序等功能，以便对隧道区域内的突发情况进行紧急的处理，保证高速公路隧道内的行车安全。在区域控制系统设计当中，要尽量采用多位的可编程处理器，不仅能够实现多任务实施操作功能，还可以保证多任务并行处理，提高区域控制系统的运行效率。[4]

结语：

综上所述，要求高速公路隧道监控系统满足运营，首先要从隧道监控系统的构成出发，并针对高速公路隧道的管理要求，进行通风系统、供配电系统、区域控制系统的软件设计，促进高速公路隧道监控系统的设计越来越完善。

参考文献：

[1]闫旭.厦门至成都公路贵州境毕节至生机(黔川界)段高速公路工程隧道监控、通信系统布置[J].黑龙江交通科技,2016,06:160-161.

[2]马春城,李通,党伟荣,李广华.特长高速公路隧道火灾自动报警系统设计研究[J].公路交通科技(应用技术版),2016,06:181-185.

[3]钱兵,潘峰,戴晓恩,徐林.宜长高速公路隧道监控系统简介[A].湖北省科学技术协会.湖北省公路学会——2004年机电工程研讨会论文集[C].湖北省科学技术协会:,2014:7.

[4]魏列江,甄亮,鲁鸿.基于PHOENIXRS422/485-PRO的高速公路隧道多状态监控现场数据采集系统设计[J].西华大学学报(自然科学版),2013,01:101-104.