高速公路隧道群监控模式及研究

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1、...页眉高速公路隧道群监控模式研究http://www.rbtmm.com/    摘 要：对含有长大隧道或隧道群的高速公路路段，目前普遍采用的监控系统结构是每个长大隧道单独设置管理所，且路段监控分中心和隧道管理所（分中心）分设的结构。从实际运营效果来看，这种结构，一方面造成了设备和管理机构的重复设置，另一方面也不利于数据的实时共享和交通控制策略的统一决策。本文针对路段上隧道（群）的具体分布情况，从前期系统建设和后期运营管理的角度，提出了多种可能实施的路段-隧道（群）监控系统结构，并对各种结构形式的可实现性和优缺点进行

2、了分析和研究，同时也探讨了不同结构模式下各隧道运营管理子系统的系统结构和具体实现。   关键词：高速公路隧道群群控模式　　1.前言　　公路隧道属公路特殊构造物，是公路交通的咽喉地段。隧道监控系统是保障隧道交通安全畅通、提高隧道交通舒适度的关键系统。本文将对高速公路隧道（群）的各种分布情况进行详细分析，针对各种具体情况，讨论路段-隧道监控系统的结构问题，并对不同监控系统结构下各监控子系统的具体实现和结构进行分析。　　2.高速公路隧道（群）监控模式　　从结构上看，高速公路的传统监控模式总体上是一种分路段监控的监控模式，即将一

3、条高速公路划分为几个不同路段，对每一个路段设置一个路段监控（分）中心；另一方面，由于隧道本身的特殊性，因此传统上高速公路监控系统一般都将隧道作为独立系统考虑，普遍采用对长大隧道进行专门监控的监控模式。在这种模式下，每个长大隧道单独设立管理所，专门负责隧道的监控任务，同时，隧道管理所还必须将部分数据上传其所在路段的监控（分）中心，由（分）中心对全路段进行....页脚...页眉监控，并对隧道进行协调控制。　　从实际运营情况看，当路段内存在多个长大隧道（群）时，采用这样的监控模式有以下缺点：　　（1）需要人员较多，运营成本高。

4、　　（2）隧道管理所中心控制系统重复设置率高，利用率低。一次性投资大。　　（3）路段监控和隧道监控分为两个独立系统设置，信息共享和交流实时性差，影响交通诱导和整个公路的综合监控。　　高速公路的相关机电设备近年来发展很快，计算机技术、网络通信技术和数字图像处理技术的高速发展大大提高了数据的集中和远距离处理能力。这些技术进展为克服上述监控模式的缺点，建立新的和更为合理的高速公路隧道（群）监控模式创造了技术条件。　　3.隧道监控等级　　隧道监控系统的规模和配置主要由其监控等级决定。我国"高速公路隧道监控系统模式标准"（送审稿）

5、，以及日本道路公团编订的"日本高等级公路设计规范"，都根据隧道长度和交通量两个因素将隧道监控等级分为A、B、C、D四级，其中A级为最高级别，相应的隧道监控系统的设备配置最为齐全。　　以安装位置划分，公路监控系统包含的设备可以分为外场设备和监控站内设备两部分。对于隧道监控系统而言，外场设备一般包括交通量检测设备、交通流诱导设备、空气质量检测设备、火灾检测设备、通风设备和照明设备等。对于不同监控等级的隧道，以上设备在设计和施工时各有所取舍。　　由于外场设备必须安装在隧道现场，因此，对于某个确定的隧道来说，其外场设备的数量和种

6、类总是相对固定的。这样不难看出，隧道（群）监控系统模式的不同，基本上与外场设备的取舍无关，而主要由监控站一级系统结构的差异决定。　　4.隧道（群）监控模式和系统实现　　事实上，传统监控系统模式的确立的原因很大程度上在于当时技术上的局限性。从目前的技术发展看，隧道群的监控已可不仅仅限于单独监控模式，也完全可以采用群控模式，且具体可以有多种实现结构。在对目前我国公路隧道的建设情况的总结和对现有相关技术发展详细研究的基础上，我们提出一种隧道群监控系统的具体实现结构，该群控模式监控系统结构可以用下图1表示：　　该模式下的监控系统

7、的一般总体结构为：　　首先在隧道群中选择一个地理位置较为适宜的A级隧道附近建立整个隧道群的集中管理所；而对于隧道群中的其他A级隧道和长度较长、必须配置现场总线控制环网的B级隧道，设置一个....页脚...页眉小规模的监控站。　　整个隧道群的监控计算机系统构成一个Ethernet局域网。集中管理所内安装以太网交换设备、数据库服务器和网络服务器等；其他监控站的中央设备包含一台现场控制计算机和以太网交换设备。对于隧道群中监控系统规模较小、没有现场总线控制环网的隧道，不设置专门的监控站，也不配置专门的计算机，直接利用该隧道的综合

8、控制器作为其监控系统的主控设备，综合控制器采用工业PLV。集中管理所和所有监控站之间通过以太网专用通道连接。即在监控管理所和监控站之间，以及各监控站之间，建立一条10m（或更高）以太网数据通道。从现有技术看，以太网专用通道可以有多种实现方式，如工业以太网技术、基于SDH的综合业务平台技术和基于OTN的综合业务平台技术