高速公路隧道供配电监控系统的研究

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1、高速公路隧道供配电监控系统的研究研究报告合肥华欣自控成套设备厂技术中心2007年3月目录目录-4-第一章绪论-6-1.1课题背景及研究意义-6-1.1.1课题背景-6-1.1.2研究意义-6-1.2国内外的发展现状-7-1.2.1国外发展现状-7-1.2.2国内发展现状-7-1.2.3发展趋势-8-1.3论文研究内容-8-第二章高速公路隧道供配电系统-9-2.1隧道供配电系统概述-9-2.2隧道供配电系统设计原则-9-2.3隧道供配电系统设计内容-10-2.3.1变配电所-10-2.3.2负荷分级-10-2.3.3供配电方式-11-2.3.4配电设计-11-2.

2、3.5电气设备保护及防雷设施-11-2.4试刀山隧道用电设备的分布-11-第三章高速公路隧道供配电监控硬件系统-13-3.1基本概念-13-3.2试刀山隧道概况-14-3.3系统监控对象-15-3.4系统结构-16-3.4.1系统的网络拓扑-16-3.4.2集中监控中心（上位机）组网结构-17-3.4.3PLC组网结构-17-3.4.4监控单元结构-19-3.4.5监控单元设备的连接-19-第四章高速公路隧道供配电监控软件系统-23-4.1软件系统的主要功能-23-4.2隧道供配电监控通信系统-24-4.2.1PLC与监控单元的通信-24-4.2.2创建通信序列

3、-25-4.2.3监控单元与上位PLC的通信-26-4.2.4PLC与上位计算机的通信-26-第一章绪论1.1课题背景及研究意义1.1.1课题背景随着公路建设的飞速发展，我国公路隧道事业已取得长足的进步，目前，我国公路隧道总数己达1782座，总长度704公里，分别是改革开放之初的4.7倍和13.5倍，是世界上公路隧道最多的国家，其中长度超过3000米的特长隧道达到18处，总长6.6万米。可见，在我国公路建设的现代化进程中，隧道的发展无论从数量上和质量上都有了较大的发展。作为高速公路重要组成部分的隧道，既能缩短交通路径，又能简捷通过险要地段，但是由于它是一个封闭的

4、环境，其运营条件与外界截然不同，与普通路段环境相比：隧道内外亮度差较大、空气污染严重、侧向净宽较小且高度有限、没有扩展活动的余地、噪声高等特点，加之车辆的迅速增长，使高速公路的优越性大大减弱，交通问题显得尤为突出。不仅通行能力、行程速度、交通安全性能客观上比其他路段差，而且交通事故发生率、交通能耗及对环境的污染也成倍增加，在此情况下如何保障隧道的运营安全，隧道供配电系统就显得越发重要了。高速公路隧道一般情况下都是通过通风、照明、消防及机电设施来保障其安全运营，但随着隧道建设长度的不断增加，供配电的可靠性就是我们必须考虑的一个重要问题，而在供配电设计中，供配电自动

5、化的实现是一个牵扯到其它机电设施正常工作的重要保障。1.1.2研究意义目前我国很多高速公路都配备有高速公路监控系统，实现快速的交通指挥调度，充分利用道路资源，从而使人、车、路紧密配合，极大的提高了运营效率，保障了交通安全。而高速公路隧道供配电监控系统往往作为整个高速公路监控系统的子系统，通过隧道供配电的信息采集系统获取必要信息并进行分析、判断，以期望对隧道供配电系统进行最有效控制，减少偶发事件的影响，还可以提高隧道运营的科学管理水平，增强管理部门对突发事件的处理能力，综合的提高整个隧道运营的经济及社会效益。1.2国内外的发展现状1.2.1国外发展现状国外对隧道的

6、各种机电监控设施的研究起步较早，在隧道监控领域已经有了较为成熟的技术，一些公司推出了自己的隧道监控系统，这些系统针对隧道项目所具备的独有特点，提出了不同的解决方案，具有较强的适用性和可靠性。其中具有代表性的有TMCS系统和SCADA系统。但是这些系统都是针对隧道内所有的机电设备进行监控，而且并不包括对隧道变电所各种环境参数的监控。所以，从严格意义上来说，目前并没有一个只是针对隧道供配电系统所设计的监控系统。TMCS分布式公路隧道监控系统是基于Lonworks总线技术所设计的，可以对单洞双向公路隧道或双洞单向公路隧道内的供配电系统和各种机电设备进行分布式监控，每一

7、座隧道均可设置独立的集中监控中心。在此基础上，采用光纤网络，可对隧道群进行集中管理。SCADA系统是基于Profibus现场总线技术所设计的分布式隧道监控系统，即隧道数据采集与监视控制系统。它可以对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程控制、远程测量、远程信号和远程调节等各项功能。1.2.2国内发展现状国内有关高速公路机电工程项目的智能化研发工作起步较晚，目前虽然在高速公路监控系统和收费系统等方面己具备一定的规模和水平，但由于隧道供配电监控系统涉及的专业面较广，需要采集的各种现场电力设备和环境的参数较多，很难进行统一的控制和协调，而且信息传输距离较远，所以有关

8、隧道供配电监控系统的研发