江潔鋒

文章編號(hào)：2095-6835（2017）04-0123-02

摘 要：保證隧道安全運(yùn)營的隧道監(jiān)控系統(tǒng)受到了工程建設(shè)者和管理者的高度重視。簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)前高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用情況，分析了高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成、系統(tǒng)特點(diǎn)和系統(tǒng)功能，明確了今后高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，旨在推動(dòng)我國高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步，提高隧道的安全營運(yùn)水平。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道；監(jiān)控系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號(hào)：U459.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.123

1 高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

相對(duì)國外來說，我國關(guān)于高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用不僅起步晚，發(fā)展水平也相對(duì)滯后。20世紀(jì)80年代，上海延安東路隧道和深圳梧桐山隧道開始應(yīng)用隧道監(jiān)控系統(tǒng)，其后，成渝高速的中梁山隧道、縉云山隧道等也相繼引進(jìn)國外設(shè)備，結(jié)合實(shí)際交通狀況進(jìn)行自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了隧道監(jiān)控。筆者參建的江羅高速，其主線設(shè)有9座隧道，依據(jù)隧道設(shè)計(jì)車速、交通量等，全部安裝了隧道監(jiān)控系統(tǒng)，包括可變限速標(biāo)志、信號(hào)燈、可變情報(bào)板和車道指示器的交通檢測(cè)與誘導(dǎo)控制子系統(tǒng)，通風(fēng)檢測(cè)與控制子系統(tǒng)，照明檢測(cè)和控制子系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程指揮中心專人監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路隧道內(nèi)交通、消防和電力等的監(jiān)控管理。如今，隨著我國高等級(jí)公路隧道的建成，高速公路長大隧道數(shù)量日益增多，而隧道監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越普遍。在學(xué)術(shù)界，不少研究設(shè)計(jì)人員從各個(gè)維度對(duì)高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)進(jìn)行了深入的研究。這些研究極大地推動(dòng)了我國高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步。

2 高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的大腦，它可以分為區(qū)域控制系統(tǒng)和主機(jī)控制系統(tǒng)2部分。區(qū)域控制系統(tǒng)的主要功能是采集與控制小區(qū)段的實(shí)時(shí)交通信息，例如，采集相應(yīng)區(qū)段內(nèi)的CO含量、能見度、光照強(qiáng)度等實(shí)時(shí)檢測(cè)信息；預(yù)處理和儲(chǔ)存所采集的實(shí)時(shí)檢測(cè)信息，同時(shí)，將信息及時(shí)傳輸給中心主機(jī)；接收中心主機(jī)命令，并發(fā)給各執(zhí)行設(shè)備；管理人員可根據(jù)隧道控制器裝配顯示裝置檢查設(shè)備操作狀態(tài)。主機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)隧道，它借助通信計(jì)算機(jī)收集、檢測(cè)和預(yù)處理來自各區(qū)域控制器的信息，并根據(jù)處理結(jié)果分析和評(píng)估隧道交通狀況與環(huán)境，制訂相應(yīng)的控制方案，以便能夠及時(shí)調(diào)度處理隧道事故，迅（快）速疏通隧道，解決交通擁堵的問題。

2.2 交通監(jiān)控系統(tǒng)

隧道交通監(jiān)控系統(tǒng)包括檢測(cè)系統(tǒng)和誘導(dǎo)系統(tǒng)。檢測(cè)系統(tǒng)分為攝像裝置、監(jiān)控裝置和各檢測(cè)器等，主要功能是實(shí)時(shí)采集隧道內(nèi)的交通流量、車速、能見度和異常狀況等信息，并將其傳輸給監(jiān)控中心。檢測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷交通情況，將其分為正常、擁堵、嚴(yán)重?fù)矶潞褪鹿剩⑼ㄟ^誘導(dǎo)系統(tǒng)形成不同的誘導(dǎo)方案，以有效調(diào)整和控制隧道內(nèi)的實(shí)際車流量，確保隧道交通安全。常用的交通誘導(dǎo)設(shè)備有信號(hào)燈、限速標(biāo)志和區(qū)域控制器等。一般來說，高速公路隧道進(jìn)口段會(huì)設(shè)置一個(gè)可變限速標(biāo)志和一組檢測(cè)器，隧道內(nèi)分區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)器。

2.3 照明控制系統(tǒng)

照明系統(tǒng)的主要功能是控制高速公路內(nèi)的照明。車輛白天通過隧道時(shí)，由于隧道外面很亮，隧道內(nèi)相對(duì)比較黑，駕駛員駛?cè)胨淼篮?，?huì)因?yàn)楣饩€差異而產(chǎn)生視覺上的黑洞現(xiàn)象，導(dǎo)致反應(yīng)遲滯。而在即將駛出隧道時(shí)，由于出口位置光線很亮，則會(huì)導(dǎo)致視覺上產(chǎn)生白洞現(xiàn)象，影響駕駛員的視覺判斷。另外，因?yàn)樗淼纼?nèi)的車輛尾氣擴(kuò)散不夠及時(shí)，容易形成一定的煙霧，降低隧道內(nèi)的能見度，會(huì)為車輛行駛埋下安全隱患。因此，為了保證車輛行車安全和監(jiān)控的有效性，高速公路隧道內(nèi)需要設(shè)計(jì)合理的照度，同時(shí)，還應(yīng)設(shè)置不間斷電源和緊急照明設(shè)備，避免因突然停電或斷電而發(fā)生意外事故。為了創(chuàng)造良好的隧道照明環(huán)境，從根本上保證行車安全，高速公路隧道照明系統(tǒng)一般采取LED亮度智能無級(jí)控制系統(tǒng)，具體如圖1所示。

2.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路綜合管理的重要組成部分，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵路段的交通情況，監(jiān)測(cè)交通運(yùn)行情況和交通流量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常情況，并采取有效的應(yīng)急措施，以保證高速公路運(yùn)營工作的有序開展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，高清智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)非常成熟，系統(tǒng)的成本也大幅度降低，其已被大規(guī)模應(yīng)用到各領(lǐng)域。因此，它是高速公路原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)的最佳選擇。高清智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是開放性、高清化、智能化和無線化，其采用的主要設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（IPC）、網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)（NVR）、內(nèi)容分析單元、中央管理平臺(tái)、視頻編解碼器和存儲(chǔ)設(shè)備等。系統(tǒng)采用完全分布式架構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，不受地域和空間的限制，以滿足高速公路監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)分散、距離長的要求。高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的主要障礙是高帶寬占用、海量存儲(chǔ)問題和高成本問題。隨著技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展，這些問題已逐步得到解決。高速公路的通信傳輸系統(tǒng)屬于自有專用性質(zhì)，高帶寬占用從傳輸線路上基本不存在問題，但傳輸和接入設(shè)備一般需要重新投資擴(kuò)容，存儲(chǔ)問題可通過分級(jí)存儲(chǔ)，即各收費(fèi)站分別保存本地監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采取統(tǒng)一全局的管理方式解決。目前，高清監(jiān)控設(shè)備的價(jià)格已大幅降低，在很大程度上緩解了高成本問題，而監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)為高清系統(tǒng)的時(shí)機(jī)也已經(jīng)成熟。

3 高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

在信息科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的背景下，智能化監(jiān)控將成為高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢(shì)。通過創(chuàng)建統(tǒng)一的管理平臺(tái)，采用分級(jí)管理措施，能夠?qū)崟r(shí)管理和協(xié)調(diào)系統(tǒng)中全部的控制主機(jī)、設(shè)備。

3.1 智能化發(fā)展

利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、無線通信技術(shù)、電子控制技術(shù)和無線傳感技術(shù)，能夠有效提高隧道監(jiān)控智能化水平，改變傳統(tǒng)隧道監(jiān)控中的單一化管理模式，為隧道安全監(jiān)控提供更便捷、高效的操作界面，以實(shí)現(xiàn)高速公路隧道的高精度監(jiān)控。

3.2 一體化發(fā)展

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的功能更傾向于集成化，管理人員通過一體化平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以全面安全監(jiān)管隧道內(nèi)的情況。采取這種方式，不僅監(jiān)控范圍更廣，監(jiān)控力度更大，

監(jiān)控落實(shí)也會(huì)更到位。

3.3 人性化服務(wù)

人性化服務(wù)是高速公路運(yùn)營發(fā)展的方向。在隧道監(jiān)控系統(tǒng)管理方面，也應(yīng)堅(jiān)持人性化。例如，提高系統(tǒng)安全監(jiān)管能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)配電參數(shù)檢測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、照明和通風(fēng)的遠(yuǎn)程管理，提供更加人性化的系統(tǒng)操作界面等。

4 結(jié)束語

綜上所述，隧道監(jiān)控系統(tǒng)是保障公路隧道通行安全的關(guān)鍵。隨著信息科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高，高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)朝著智能化、集成化的方向發(fā)展，未來的監(jiān)控系統(tǒng)將更加完善。我們要不斷研究新問題、采用新技術(shù)、安裝新設(shè)備，進(jìn)一步提高隧道系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和智能化，從而完善高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)，為高速公路隧道的安全運(yùn)行提供可靠的保證，促進(jìn)我國高速公路隧道運(yùn)營效益不斷提升。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕