公路隧道智能化系统设计方案
- 格式:doc
- 大小:885.50 KB
- 文档页数:7
隧道安全智能监测与联动管理系统工程方案探析摘要:随着公路隧道工程的不断发展和公路运输能力的日益增长,政府有关方面建议加快实施智能化交通基础设施,其智慧交通发展的关键是加快我国公路隧道智能化、信息化、集成化、绿色节能化。
为了提高设备控制、事件预警、流程管理和应急处置等多层次的综合管理,本文设计了多维度融合管理模式,以隧道综合管控为导向,提升设备控制、事件预警、流程管理、应急处置等综合业务能力。
近几年,交通运输部的《交通强国建设纲要》、《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》等相关政策出台实施。
对提升公路交通安全的管理水平,对促进我国的交通安全发展和社会稳定发展有着重大的现实意义。
根据高速公路隧道实际情况,结合“多维度、全周期”的数据采集技术,提出这套智能隧道监管系统的设计思路。
关键词:隧道安全;智能监测;联动管理0.引言基于各公路工程运营管理的软件系统相对独立、业务能力单一,其用于视频检测、各种气体检测、设备紧急报警报修等业务的软件相对独立,协同办公软件其业务范围涵盖有限,并且没有统一的业务数据标准,对标准化建设的全面性认识不足,信息互通扩展性能较差,系统之间缺乏集约化建设,导致交通数据综合能力不足。
因此,要通过技术支撑和功能实现高速公路的智慧水平,随着交通量的增加导致的道路拥堵缓解随着需求提升导致的道路拥堵,加强基础设施数字化能力,将运营大数据、物联网络技术、AI技术、数据库调阅等相关技术应用到公路隧道中来,快速提高公路的安全、快速、智能管控的能力。
并为运营管理者提供更加高效、简洁的运营管理平台。
1.研究背景高速公路的修建为交通运输带来很大的便利,但是,由于行车速度快,车流量多,其相对狭小的行车区域,使得高速公路的交通安全工作较城市道路上的交通安全工作更为复杂,给交通疏导和救援带来了很大的难度。
目前,我国高速公路的工程施工已经拥有相当数量的机电设备和系统,但由于业务众多、流程复杂、各系统缺少有效的量化指标,造成监控中心在运营过程中存在多个监管平台、监控员指令操作复杂、应急预案难以实施、疏散救援响应时间长等问题。
公路工程智能建造方案应用随着科技的发展和社会经济的进步,公路工程作为基础设施建设的重要组成部分,正在不断迎来新的挑战和机遇。
智能建造方案作为新兴的技术手段,正在逐渐应用于公路工程建设中,为提高施工效率、降低成本、保障工程质量和安全提供了新的途径。
本文将对公路工程智能建造方案的应用进行深入探讨,并分析其对公路工程建设的影响和价值。
一、智能建造方案的概念及特点智能建造方案是指基于信息技术和自动化技术,运用大数据、云计算、物联网等技术手段,对建筑工程进行全过程的智能化管理和控制。
其特点主要包括以下几个方面:1. 数据化。
智能建造方案通过采集、传输和处理大量的数据,实现对施工过程的全面监控和管理,从而提高施工效率和质量。
2. 自动化。
智能建造方案利用各种传感器、机器人和自动化设备,实现对建筑材料加工、施工过程控制等环节的自动化操作,减少人力投入,提高效率。
3. 实时化。
智能建造方案可以实现对施工过程的实时监控和控制,及时发现和处理问题,确保工程的顺利进行。
4. 智能化。
智能建造方案通过人工智能技术,对施工过程进行智能分析和优化,提高施工效率和质量。
二、公路工程智能建造方案的应用目前,公路工程智能建造方案已经在道路施工、桥梁建设、隧道施工等方面得到了广泛的应用。
下面将具体分析其在公路工程建设中的应用情况和效果。
1. 智能施工机械的应用传统的建筑机械主要依靠人工控制,操作成本高、效率低。
而智能施工机械则具有自动化、智能化、高效率等特点,可以对挖掘、铺设、压实等施工工序进行全面的智能化控制,大大提高了施工效率和质量。
例如,智能挖掘机可以通过激光雷达等设备实现对地面的智能检测和控制,保障路基平整度和坡度的一致性;智能压实机则可以通过传感器实时监测压实情况,确保路基的均匀密实。
2. 智能化施工管理系统的应用智能化施工管理系统采用大数据、云计算等技术手段,对施工现场的人员、机械、材料等进行实时监控和管理,实现施工过程的全面数据化、自动化管理。
公路隧道智能化系统设计方案随着交通运输的快速发展和城市交通压力的增加,公路隧道智能化系统的设计方案成为了一个重要的课题。
智能化系统的设计可以提高公路隧道的安全性、流量管理和交通效率。
下面是一个关于公路隧道智能化系统设计方案的详细介绍。
一、系统架构1.传感器:在隧道内部安装传感器,用于监测交通流量、车辆速度、温度、湿度等数据。
这些传感器可以通过网络将数据发送到中央控制中心。
2.数据存储和处理:中央控制中心负责接收和存储传感器发送的数据,并进行数据处理和分析。
中央控制中心应具备高性能的服务器和数据库系统,以支持大规模数据的处理和存储。
3.智能决策和控制系统:中央控制中心通过对传感器数据的分析和处理,可以做出智能决策和控制。
例如,对交通流量进行预测和调度,调整电子信息显示屏上的交通信息,以及控制隧道内部的照明、通风和火灾报警等设备。
4.通信网络:公路隧道智能化系统需要建立稳定的通信网络,以便传感器和中央控制中心之间可以及时地传输数据。
这可以通过有线网络(如光纤或以太网)或无线网络(如移动通信网络)来实现。
5.人机界面:为了方便管理和操作,公路隧道智能化系统应该提供友好的人机界面。
这可以是一个监控中心,供管理人员进行实时监测和管理;也可以是一个手机应用程序,供公众随时查询和获取交通信息。
二、功能特点1.交通流量监测:通过安装传感器监测隧道内交通流量的情况,系统可以实时获取交通流量数据,并对交通流量进行分析和预测。
这可以帮助交通管理部门做出有效的交通调度。
2.事故报警和处理:系统可以检测隧道内的交通事故,并及时向交通管理部门和相关救援机构发送报警信息。
同时,系统可以根据交通状况自动调整交通信号灯,引导其他司机绕行。
3.路况信息显示:通过在隧道入口和出口处安装电子信息显示屏,显示交通流量、道路状况和交通指示信息,帮助司机了解实时路况,作出合理的决策。
4.能源管理:系统可以监测隧道内能源的使用情况,例如照明和通风设备的能耗,并根据交通情况自动调节能源的使用。
高速公路隧道照明节能与智能控制系统摘要:高速公路隧道照明设备运维管控的实际需求,经过一系列技术探索,优化并形成了信息化解决方案。
方案可有效提高高速公路隧道照明智能控制的稳定性与可靠性,减少高速公路隧道照明日常养护的运维管理成本,减少运维出车次数,降低碳排放,保障高速公路车辆行驶的便利性和安全性,减少因隧道照度不合理带来的车户投诉,提高公众出行服务的满意度,具有良好的经济价值和社会效益。
关键词:高速公路隧道;照明节能;智能控制引言隧道照明系统是高速公路运行过程中的重要环节。
照明系统作为隧道机电系统的主要构成部分,其在正常运行状态下通常会消耗大量的能源。
照明系统的功能是向经过隧道内部的车辆提供安全、亮度适中的行车环境,隧道照明系统在确保高速公路车辆安全行驶方面发挥着重要作用。
但是,为响应国家节能政策的号召,应增强对高速公路照明节能与智能控制系统的研究,减少能源消耗。
1 高速公路隧道照明节能控制的主要内容1.1按需分配最初,高速公路隧道照明节能控制主要采用人工控制的手段,通过远程或者本地的方式手动操作高速公路隧道照明系统,使其能够根据高速公路隧道照明需求的动态变化,实现照明的智能化分配,从而达到“按需分配”的照明效果。
但这种控制方式的运行成本较高,同时人工控制的时延对高速公路隧道照明系统充分发挥作用带来一定的影响。
因此在现代通信、网络技术发展的过程中,需要使用远程控制计算机,按照预定的程序、时间段分配照明,提升照明控制的智能化水平,保障控制效果完全满足“按需分配”的要求。
需要在原有系统的基础上,提升控制策略的智能化水平,以满足更多场景下高速公路隧道照明的需求。
1.2精准照明在不同情况下隧道对照明的要求有较大的区别,如雨雾天气需要确保最大的照明效果,避免司机视野不佳对行驶安全和舒适度带来的不良影响;夏季内外光照差距较大,需要确保内外光源的变化不会引起短暂眩光的情况;在阴天,需要适当降低照度,确保隧道照度在合理的范围内,并提升照明的舒适度。
隧道智能建设方案1. 引言隧道是现代交通运输中不可或缺的重要组成部分,隧道智能建设可以提高隧道的运行效率、安全性和可持续性。
本文将介绍一种隧道智能建设方案,包括智能监控系统、智能照明系统和智能通信系统。
2. 智能监控系统智能监控系统是隧道智能建设中的关键组成部分。
该系统通过使用摄像头、传感器和计算机视觉技术,实时监测隧道内的交通流量、车速和车辆类型。
监控系统可以提供准确的数据,帮助交通管理部门制定合理的交通方案,优化交通流量,并及时响应紧急情况。
此外,智能监控系统还能检测隧道内部的各种异常情况,如火灾、烟雾和漏水等。
一旦检测到异常情况,系统将自动发出警报并通知相关人员进行紧急处置,提高了隧道的安全性和应急响应能力。
3. 智能照明系统智能照明系统可以根据隧道内的交通流量实时调整照明亮度,并提供照明模式的自动切换功能。
这样可以降低能耗,延长照明设备的使用寿命,并提供更好的视觉体验。
此外,智能照明系统还能自动感知隧道内的光线强度,并根据光线变化调整照明亮度。
例如,在白天光线充足时,系统可以降低照明亮度以节省能源;而在夜间或天气阴暗时,系统可以增加照明亮度以提供更好的可见性。
4. 智能通信系统智能通信系统可以提供隧道内的无线网络覆盖,方便隧道内的通信和数据传输。
该系统可以支持移动电话、无线互联网和其他通信设备的使用,提供隧道内的数据传输和信息交流。
智能通信系统还可以集成智能化的应急电话和喊话系统,以提供紧急情况下的通信和指导。
这样,在紧急情况发生时,人员可以通过智能通信系统快速联系并获得指导,提高应急响应效率。
5. 总结隧道智能建设方案是一种利用先进技术提高隧道运行效率、安全性和可持续性的方法。
通过智能监控系统、智能照明系统和智能通信系统的应用,可以实现对隧道内交通情况的实时监测和调节,提供紧急情况下的及时响应和通信支持。
随着技术的不断发展,隧道智能建设方案还可以进一步完善和扩展。
例如,可以引入人工智能技术来提高监控系统的自动化程度和准确性;可以利用物联网技术将隧道内的各种设备和系统进行互联,实现更高效的隧道管理和运营。
智能化工程施工隧道
在传统的隧道施工中,往往存在着施工过程繁琐、效率低下、安全风险高等问题。
为了解决这些问题,智能化工程施工隧道应运而生。
智能化工程施工隧道利用先进的传感技术和无线通信技术,对施工现场进行实时监控和管理,实现自动化、智能化的施工过程。
在智能化隧道工程施工中,首先需要对隧道工程进行全面的设计和规划。
设计师需要结合隧道的地质条件、交通需求等因素,制定合理的施工方案。
在设计阶段,可以利用智能化软件进行模拟和仿真,以确保施工方案的科学性和可行性。
随后,施工人员需要在施工现场进行施工准备工作。
在传统的施工中,往往需要大量的人力物力来搬运设备、材料等,效率低下。
而在智能化工程施工隧道中,可以利用自动化机械设备,如自动输送带、自动吊装设备等,来降低人力成本、提高施工效率。
在施工过程中,隧道工程中往往会涉及到开挖、支护、衬砌等多个施工环节。
在传统的施工中,这些环节往往需要人工进行操作,存在安全隐患。
而在智能化工程施工隧道中,可以利用无人机、机器人等智能设备,对施工现场进行实时监控和检测,及时发现问题并进行处理,从而降低事故风险,保障施工质量。
另外,在智能化工程施工隧道中,还可以利用互联网技术实现远程监控和管理。
施工管理人员可以通过互联网远程查看施工现场的情况,及时掌握施工进度和质量,为施工过程的调整和优化提供依据。
总的来说,智能化工程施工隧道不仅可以提高施工效率、降低施工成本,还可以减少事故风险、保障施工质量。
随着科技的不断发展,智能化隧道工程施工将成为未来隧道建设的主流趋势,为城市的发展和人民的生活带来更多的便利和福利。
⾼速公路智慧隧道系统⽅案建议书⾼速公路智慧隧道管理平台建议书⽬录1项⽬背景 (1)1.1项⽬背景分析 (1)1.2⾼速公路交通管理 (2)1.3现状问题分析 (4)1.4项⽬建设必要性分析 (6)2总体设计思路 (7)2.1建设原则 (7)2.2建设⽬标 (8)2.3主要建设内容 (9)2.4建设范围 (9)2.5设计依据 (9)3系统建设总体⽅案 (10)3.1四级监控体系 (10)3.2智慧隧道管控平台逻辑架构 (12)3.3总体业务流程 (13)3.4系统部署⽅案 (13)3.5接⼝设计⽅案 (14)3.6数据资源⽅案 (15)4应⽤系统建设⽅案 (16)4.1运⾏监测系统 (16)4.2智慧管控系统 (17)4.3应急处置系统 (18)4.4交通信息服务 (19)4.5智慧决策系统 (20)4.6智能化交通标牌系统 (20)5资⾦匡算 (20)1项⽬背景1.1项⽬背景分析⼭西,因居太⾏⼭之西⽽得名,简称“晋”,省会是太原市。
⼭西东依太⾏⼭,西、南依吕梁⼭、黄河,北依长城,与河北、河南、陕西、内蒙古毗邻。
⼭西地形较为复杂,境内有⼭地、丘陵、⾼原、盆地、台地等多种地貌类型。
⼭区、丘陵占总⾯积的三分之⼆以上,⼤部分在海拔1000⽶⾄2000⽶之间。
由于特殊的地理环境,⼭西的⾼速公路隧道数量很多。
图1-1 ⼭西省⾏政区域划分图⽬前,⼭西省通车运营⾼速公路隧道(上⾏+下⾏)共计684座(361处),累计长度达945.222公⾥,占全省⾼速公路运营总⾥程的9.125%,其中,特长隧道89座(46处);长隧道145座(79处);中隧道178座(100处),短隧道272座(136处)。
全省单洞长度⼤于10公⾥以上隧道共有双向8座(4处),分别是太古⾼速公路西⼭特长隧道、长平⾼速公路虹梯关隧道、和榆⾼速公路云⼭隧道、平榆⾼速公路宝塔⼭隧道。
⼭西省有丰富的⾃然资源,素有“地下聚宝盆”“华夏⽂明摇篮”的美称,矿产储量居全国前10位的有34种,⼭西是西电东送、西⽓东输、西煤东运的开发主体和重要通道,是承东启西的重要枢纽。
高速公路隧道通行安全智慧管控系统高速公路隧道通行安全智慧管控系统随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提高,高速公路的建设与发展成为了交通运输领域的重要组成部分。
然而,高速公路的隧道通行安全问题一直倍受关注。
为了提高隧道通行安全性能,智慧管控系统应运而生。
高速公路隧道通行安全智慧管控系统是一种集成了先进技术和设备的运行管控系统,旨在实现对高速公路隧道通行的全面监控和控制。
该系统的核心目标是保障车辆和人员的安全行驶,并及时、有效地处置各类突发事件,以确保隧道通行畅顺、高效和安全。
首先,高速公路隧道通行安全智慧管控系统采用了先进的监测设备。
红外线、高清摄像头以及烟感探测器等设备被广泛应用于隧道内,通过实时监测和采集数据,系统可以全天候地对隧道内的车辆、人员和环境进行监测。
一旦发生异常情况,系统能够准确、迅速地报警,并自动触发相关应急措施,确保事件得到及时处置。
其次,高速公路隧道通行安全智慧管控系统还通过引入人脸识别技术,实现对隧道内车辆和人员的身份核验。
在进入隧道之前,车辆和驾驶员的信息将被扫描并与数据库中的记录进行比对。
如发现有车辆或驾驶员存在异常情况,系统将自动报警,并引导交警进一步核实。
这种智能识别系统的引入,提高了对恶意车辆和违法驾驶员的实时监控和识别能力,有效预防了交通事故的发生。
此外,高速公路隧道通行安全智慧管控系统还引入了智能灯光和声音提示设备。
根据不同情况,系统能够根据智能算法调整隧道内的灯光和声音提示,提醒驾驶员注意安全驾驶、遵守交通规则。
例如,当车辆超速行驶时,系统会自动发出声音警示,并在路侧显示屏上实时显示超速车辆的违规行为,起到震慑作用。
此外,高速公路隧道通行安全智慧管控系统还具备智能化监控和调度功能。
通过大数据的分析和处理,系统可以实时掌握隧道内的交通流量、车速、车辆密度等情况,进而调整合理的通行方案,确保隧道内的交通运行顺畅、高效。
对于突发事件的处理,系统可以自动调度应急救援车辆和人员到达现场,采取科学、合理的应急措施,并保持与周边交通管控系统的通畅协同。
公路隧道自动控制系统设计广东广州 510000摘要:隧道是道路的重要且特殊的组成部分,由于隧道行车的封闭性与复杂性,要求隧道必须配置较为完整的监控与控制系统,保证隧道安全及高效运行,减低隧道交通安全风险,并能快速应对突发紧急事件。
黄埔区科学城连接知识城快速通道(南段)工程设置了大峒岭隧道(约1350米)及黄旗山隧道(约1550米),均为穿山隧道,配备了完整的公路隧道自控系统,本文以此工程为依托,阐述了公路隧道自动控制系统的组成及功能。
关键词:公路隧道、自动控制系统一、公路隧道自动控制系统方案采用的是负责隧道信息收集及分析、监视隧道正常运行、处理突发紧急事件、发布重要情报、联动控制消防设备的一套计算机综合管理系统。
设置计算机监控(中央控制)系统,监控子系统:1、环境及设备监控;2、交通监控;3、视频监控;4、紧急电话及有线广播;5、无线通信;6、火灾自动报警;7、消防电源及电气火灾监控。
二、计算机监控(中央控制)系统计算机监控(中央控制)系统以全工业以太网架构,交换机组成光纤环网,主要隧道洞口控制中心采用双机热备PLC作为主控站(接入各子系统控制系统主机及工作站),隧道内采用现场PLC作为隧道内区域控制器。
主控站负责逻辑判断、容错、通信、自动控制等等。
信息层设备主要设置在控制中心,包括:2台三层以太网交换机、2台冗余SCADA服务器、网络接入设备、无线通信主机、视频监控主机、火灾报警主机、紧急电话及广播主机、以及监控液晶墙、数据及视频存储磁盘阵列、路由器等等;控制层主要设置在控制中心及隧道现场,包括:视频监控工作站、环境及设备监控工作站、无线通信工作站、火灾报警工作站、紧急电话及广播工作站、单灯控制及工程师工作站、环境及设备监控现场控制站、应急照明控制器、现场ACU区域控制单元等等;设备层设置在隧道现场,包括:现场仪表、车辆检测器、车道控制器、交通信息显示屏等等。
控制层采用单模光纤环型自愈主干网、光纤交换机组成千兆工业以太网,以主从、对等、或混合结构等通讯方式连接。
公路工程机电设计方案1. 安全性:机电设施必须具备良好的安全性,保障公路通行的安全和稳定。
2. 可靠性:机电设施需要具备良好的可靠性,确保公路设施的正常运行和服务。
3. 经济性:机电设施的设计要兼顾经济性,降低成本,提高效益。
4. 环保性:机电设施需要符合环保要求,尽量减少对环境的影响。
5. 智能化:机电设施的设计要朝着智能化方向发展,提高运营管理的智能化水平。
二、公路工程机电设计方案的主要内容1. 隧道照明和通风系统设计隧道作为公路交通线路的重要组成部分,其照明和通风系统的设计尤为重要。
在照明系统方面,应采用节能、环保的LED照明设备,并设置合理的照明亮度和布局,以确保驾驶人员的安全和舒适。
在通风系统方面,应根据隧道的长度、转弯、坡度等因素进行设计,保障隧道内空气的流通和新鲜。
2. 道路信号控制系统设计道路信号控制系统是公路交通管控的重要手段,其设计应考虑到交通流量、车速、道路宽度、行车方向等因素,合理设置信号灯、行车标线,确保车辆和行人通行的安全和有序。
3. 隧道监控系统设计隧道监控系统是保隧道安全运营和管理的关键,应安装视频监控、火灾报警、紧急电话等设备,对隧道内部进行实时监控和管理,及时发现并处置隧道内部的安全隐患,保障隧道交通的安全和畅通。
4. 路面照明系统设计路面照明系统对夜间行车的安全至关重要,应设计合理的照明设备和布局方案,确保路面光照度符合要求,提高夜间行车的舒适度和安全性。
5. 车道指示标志系统设计车道指示标志系统是对车辆行驶方向和车道划分的重要引导设施,应设计合理的车道指示标志和标线,确保车辆行驶的安全和有序。
6. 智能交通管理系统设计智能交通管理系统包括了智能收费系统、交通信息服务系统、车辆识别系统等,应根据公路的实际情况进行综合设计,提高公路运营和管理的智能化水平。
三、公路工程机电设计方案的注意事项1. 全面考虑公路的实际情况,根据公路的环境、路线、交通流量等因素进行精细化设计,确保机电设施的适用性和可行性。
隧道工程ai设计方案一、绪论隧道是连接两个地理空间的一种重要的交通工程形式,它广泛应用于铁路、公路、地铁、水利和城市建设等领域。
隧道工程的设计和施工一直以来都面临着复杂和繁琐的问题,要求工程师有较高的专业知识和技术水平。
而随着人工智能的不断发展和普及,AI技术也逐渐渗透到了各行各业,包括隧道工程领域。
AI技术在隧道工程中的应用,可以为设计和施工提供更为精确和智能的方案,提高工程质量和效率。
本文将探讨隧道工程中AI技术的应用和设计方案,旨在为相关工程提供更为科学和智能的解决方案。
二、隧道工程中AI技术的应用在隧道工程中,AI技术主要涉及到以下几个方面的应用:1.设计与规划在隧道工程的设计与规划过程中,AI技术可以通过对大量的工程数据和资料进行分析和处理,为工程师提供更为科学和精确的设计方案。
比如,在隧道地质勘探和地质预测方面,AI技术可以通过对地质资料进行自动识别和分析,为工程师提供更为准确的地质勘探数据和地质特征预测,有助于提前发现地质灾害风险,避免因地质因素导致的工程事故。
2.施工与监测在隧道工程的施工和监测过程中,AI技术可以通过对施工过程和隧道结构的实时监测和分析,发现潜在的施工风险和结构隐患,为工程师提供即时的预警和处理建议。
比如,在隧道施工过程中,AI技术可以通过对施工现场的实时监测和数据分析,发现施工过程中的异常情况,提前预警并进行处理,保障施工安全和工程质量。
3.维护与管理在隧道工程的维护与管理过程中,AI技术可以通过对隧道设施和设备的实时监测和数据分析,发现设施和设备的故障和隐患,为工程师提供及时的维护和管理建议。
比如,在隧道设施的运行过程中,AI技术可以通过对设施运行数据的实时监测和分析,发现设施运行中的异常情况,提前预警并进行处理,保障隧道设施的正常运行和安全性。
三、隧道工程AI设计方案基于上述对隧道工程中AI技术的应用,我们提出了以下隧道工程AI设计方案:1.地质勘探与预测方案在隧道工程的地质勘探和地质预测过程中,AI技术可以通过对地质勘探数据和地质特征的自动识别和分析,为工程师提供更为准确的地质勘探报告和地质特征预测,提高地质勘探的精准度和效率。
基于智能感知技术的隧道照明按需控制系统设计作者:罗泽裕刘书陶来源:《西部交通科技》2024年第04期摘要:车子进入隧道后,司机视野中的强光会产生较大的视觉冲击,存在较大的安全隐患,但若长时间固定亮度照明必然造成大量能源浪费。
为解决这一问题,文章设计了一套基于智能感知技术的隧道智慧照明按需控制系统。
该系统为嵌入式架构,基于模糊控制算法和分级控制思想,选取了亮度间距可调节的LED隧道照明灯具,实现系统三级实时控制,大大降低隧道照明耗电,并有效提升隧道行车安全。
关键词:公路隧道;按需照明系统;节能控制;智能感知技术中图分类号:U453.7 文献标识码:A文章编号:1673-4874(2024)04-0183-030 引言与一般道路灯光要求不同,高速公路隧道内白天灯光的问题比较复杂。
科学设置公路隧道照明,并调整其亮度模式和分配方式,可在保障隧道内安全、舒适行驶的前提下,实现高速公路隧道控制的智能化、节能化[1]。
荔玉高速公路管辖路段地形非常特殊,隧道非常多,照明系统在工程初期设计时,没有利用自然采光,在车流量较小的情况下,采用隧道出入口“长明灯”模式,未对照明亮度进行自动调节,造成大量能源浪费;且一般都是人工定时排查,在这种分布范围非常广的照明设备上,管理难度较大,常规维护成本较高。
道路智能感知技术是指利用雷达、摄像头、亮度仪、能见度仪等各种传感器和智能算法对道路周边的交通环境进行实时感知和分析的技术。
通过感知车辆、行人、交通标志、信号灯等道路要素等信息,提取车流量、车辆驾驶行为、路况信息等关键数据,为智能交通系统提供可靠的技术信息保障。
隧道照明系统基于道路智能感知技术的应用,可以很好地解决以上问题。
为此,本文开展荔玉高速公路隧道照明节能方法研究,先采集隧道外亮度传感数据、隧道内车速传感数据,通过光纤以太网与控制中心由控制中心计算机完成数据处理和科学建模,得到最优的灯光配置,并在符合国家标准和行车安全的前提下,进行智能远程调控,实现绿色节能。
公路隧道智能化监控系统1. 概述随着我国交通工程建设和交通事业的发展,我国所建交通隧道的里程得到了迅速延长,由于不断增长的交通流量和路况改善以及运输物品的复杂性,增加了交通隧道的火灾和隧道污染等的风险,引发了不少严重的灾难性事故,尤其是火灾事故,它不仅严重威胁到人的生命和财产安全,而且对交通设施、人类的生产活动造成巨大的损坏。
隧道的智能化监控显得越来越重要。
随着计算机技术、图像处理技术、通讯技术、控制技术的发展,以太网技术和总线技术突破了原有的技术瓶颈,为公路隧道的智能化监控提供了一个行之有效的最佳解决途径,它满足了社会经济发展与人们文明生活的高标准的要求,为人类的出行创造了一个安全、方便、快捷、舒适、经济、高效的交通与生活环境。
2. 隧道智能化监控系统隧道智能化监控系统采用分级管理的模式,通过建立多平台,多系统下的统一管理平台,实现对所有系统内的分监控中心或各本地监控主机及监控设备进行统一有序的协调、管理。
而各分监控中心在服从总监控中心调度指挥的同时,也在自己职能范围内管理和调度其所管辖各隧道内的监控设备,从而达到集中与分散相结合的多级用户管理模式。
隧道智能化监控系统主要包括:隧道内实时视频监控、车流量、流速检测、变配电参数检测、火灾自动报警、照明、通风、紧急电话、环境监测、交通控制等子系统。
其中隧道网络视频监控系统的建立可实时隧道内交通流量和交通运行的监视,对关键路段实施交通适时控制,及时发现各种异常情况并采取应急措施,以确保隧道高速、安全、舒适、经济地运营。
隧道智能化监控系统构架图:隧道摄像监控通风系统、给排水系统、限速系统、车道信号灯、可变情报板、照明、车道检测、CO/VI 、超高检测、电力监控PLC-1 PLC-2PLC-4 PLC-n I/I/O I/O I/O I/O隧道智能化监控系统架图1隧道广播系统图22.1中央控制中心:中央监控中心是整个隧道智能化监控系统的核心,由中心服务器、网络交换机、视频工作站、电子地图/报警主机/数字矩阵主机、电视墙等组成,其功能主要包括:信息采集功能、信息处理与发布功能、控制功能、告警处理功能、报表统计与打印功能、查询功能、自动数据备份和系统恢复功能、自动后备功能、联网功能及网络管理等功能。
实现对隧道引道区、隧道区及出入口区的信号灯、可变情报板、综合交通信息板、限速信号板、火灾自动报警、应急广播等的控制功能,达到分流、启闭车道、引导车辆改道等作用,对车辆的运行实施动态管理和控制。
2.1.1系统控制模式控制是实现隧道监控系统目的的根本手段。
从系统结构考虑,系统控制应从集散式控制系统逐步发展为现场控制,从而提高系统的可靠性、维护操作的方便性与降低工程造价,应用现场总线技术,由FCS(无中心控制)代替现在的DCS (集散式控制)和PLC(可编程控制)是发展的必然趋势;现场总线作为一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统,近年来得到了迅猛的发展和应用,具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点,在隧道智能化监控中得到了广泛的应用。
目前所应用的现场总线来看,模块化分布式控制系统,主要分为三个系列:(1)基于以太网和Modbus通讯协议的Openline系列;(2)基于Optomux和Modbus通讯协议的MicroDAC, OpenDAC, OpenLT系列;(3)基于现场总线Lonworks, Device, Profibus的Microlon, DacNet系列。
2.1.2系统网络结构形式为确保隧道智能化监控系统的安全和高可靠性,应采用自愈环网拓朴结构形式,自愈环网拓朴结构优点突出,如果在环网的某处发生断路,它将自动重新配置网络使通讯得以继续。
2.1.3 设备控制:、根据隧道内外的交通状况、天气状况、车流情况,对隧道内各交通控制设备进行远程控制,通过中央控制中心传送到现场的PLC;现场的PLC根据中央控制中心的操作指令行各种操作命令,将操作信息实时返回给中央控制中心。
同时,各现场PLC控制单元应能根据隧道内的交通状况对整个系统进行控制。
当某一PLC控制单元在进行控制时,其它PLC控制单元能监测到它的信息,并作出相应的处理,同时,能显示具体哪个PLC控制单元在进行控制。
设备控制还包括通信、广播、消防等设备的监控。
2.1.4 状态监视在中央控制中心的显示器上,通过电子地图,直观反应出隧道内的图像资料,实时显示出隧道内所有交通控制设备、消防设备、通风设备、变配电设备的工作状态和隧道内交通状况的画面。
2.1.5故障报警在系统检测到故障信息后应能立即弹出故障窗口,以闪烁的方式在电子地图上显示出相应的故障信息、故障点和故障时间;同时,自动将该故障信息存入故障信息数据库。
2.1.6文档生成对系统内各项信息进行归纳、分析和整理,并生成所需的各种报表,如操作记录,报警记录,日报、月报、季报和年报等。
2.1.7数据统计与分析对系统内测量的模拟信息记录到模拟量历史数据库中,同时根据用户的需要,将记录在数据库中的数据信息进行统计与分析,以生成实时趋势图和历史趋势图。
2.2 PLC控制技术PLC是实现整个隧道智能化监控的最关键设备之一,通过设在隧道内的工业控制以太光纤环网,将现场的PLC 直接连接到该网络上,利用PLC网络技术来实现分布式采样,即在被控点附近设置采样单元,就近完成被控点的状态采样和控制输出,完成该采样单元内部各控制信号的互锁;即在各采样单元之间,通过工业控制以太网络进行通讯,实现相互协调、相互控制的功能;各采样单元可独立组成下位机系统,实现对隧道内设备、交通状况的监控。
2.3 视频检测功能通过隧道内视频监控系统的摄像机所产生的监控信号,实施数字化处理并通过数学模型运算,过滤出事故报警;从而实现对隧道内交通的实时监控、事后分析、检测报警(如拥堵、逆行、弃物及停止等)、交通测量(流量、占有率、平均速度等)。
视频车辆检测器应具有检测视频图像中每一车道和同一行驶方向上所通过的车流量、瞬时速度、车头时距、道路占有率、车辆长度识别、检测区域宽度等功能。
2.4 闭路电视监控系统闭路电视监控主要用于控制中心值班员监视隧道内的实时交通情况,辅助值班员指挥行车。
在发生灾情时,及时了解现场的灾害和乘客疏散情况。
2.5 紧急电话系统隧道设紧急电话,为驾驶员提供一个直接呼救求援的专用通信系统,对火灾、交通事故,采用热线方式,直通计算机主机,并进行声光报警,警察接到报警后立即响应;同时,视频检测器24小时监测隧道的运行情况,指挥中心对隧道的发生事故通过图像及时记录与回放,及时了解隧道内发生的情况,及时通过电话和语音进行报警、提示和处理。
2.6 有线广播系统系统可对隧道内来往车辆驾驶员播放各种交通信息等;在发生紧急情况时进行紧急情况的通知,同时,当收到火灾报警信号时,能自动进入火灾紧急广播状态,与火灾自动报警系统实现联动。
2.7 隧道通风控制子系统通风控制子系统主要由风机PLC控制器、隧道内区域控制器、CO/VI检测器、风速风向检测器等组成。
根据隧道的通风方式,分别在隧洞中间、进口及通风竖井附近设置了CO/VI检测器及风速风向检测器,系统应能根据CO/VI和风速风向检测器的检测参数。
对洞内射流风机采用“PLC风机控制器→PLC区域控制器→监控中心”的三级控制。
公路隧道火灾发生时,隧道内的最低风速不应小于2.5m/s ,保证在火灾发生时,烟雾只能顺着汽车前进的方向流动,而不出现回流,如图3中上方的图示。
这样不仅火灾点前端的车辆能够迅速从隧道出口逃离(因为烟雾流动的速度远远小于汽车的速度),而且更为重要的是火灾点后方的车辆由于不受烟雾的干扰,可以从连通道通过相邻隧道逃离火灾区。
否则,将给火灾点后方的车辆逃逸带来许多麻烦,如图中间和下方的图示。
失火时汽车前进方向示间图32.8. 隧道照明控制照明控制子系统主要由洞内外亮度检测器和区域控制器完成,根据检测到的洞内外亮度数据、交通量变化以及白天、黑夜等情况,根据预计的照明控制策略控制隧道的照明系统,调节出入口以及洞内照明灯具的亮度,防止黑洞和白洞效应,保证行车的安全畅通,同时,在满足照明要求的情况下达到节能运行的目的。
2.9 电力监控电力监控系统对隧道变电所及箱式变电站的运行状态进行监视,监测高、低压开关柜的工作状态、各断路器的开关状态、故障、电流、电压、频率、有功功率、功率因素、变压器温度等参数,并对供配电系统设备及通风、照明回路进行监控。
主要包括显示和统计打印功能;事件报警和记录功能;控制操作和记录功能;数据采集和处理功能;在线维护和修改功能;数据库部分内容的在线修改;电能管理功能;系统自检功能。
另外,变电所无人值守功能要求配备相应的图像监视设备和火灾自动检测及手动报警设备,分别纳入闭路电视监视子系统和火灾报警子系统。
2.10. 隧道火灾报警火灾报警方式分为手动报警按钮和火灾自动探测器两种。
手动报警按钮,在隧道内应按每50米一套设置手动报警按钮。
在紧急情况下由人工按动报警按钮,即可将信号传到隧道监控中心。
自动火灾报警探测可采用分布式光纤感温自动探测器,在隧道内顶部敷设感温火灾探测光缆,对隧道内进行连续的温度检测。
该系统利用光纤作为线性感温探测器,该探测器基于光纤后向拉曼散射效应,产生一个比光源波长长的光,称斯托克斯(stokes)光,和一个比光源波长短的光,称为后斯托克斯(anti-stokes)光,光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯(anti-stokes)光强发生变化,anti-stokes与stokes的比值提供了温度的绝对指示,利用这一原理可以实现对光纤温度场的分布式测量,因此,感温光纤可以将环境温度以连续的线性方式表示出来。
该探测系统还可以准确地定位温度发生变化的确切位置,定位精确度可达10cm。
火灾报警系统接受隧道内、变电所、泵房以及设备用房内火灾探测器的报警信号,当隧道内发生火灾时,发出紧急信号,发出声、光报警信号,并显示出火灾报警的具体位置,经过视频监控系统自动将事故地点显示在相应的工作站和大屏幕上,并启动相应的控制预案,如启动应急照明、通风、消防灭火等设施,发布交通诱导信息,调度救援车辆及人员等,以便能快速、有序地疏导隧道内的车辆和人员,保障隧道及司乘人员的生命财产安全。
2.11 交通信号控制交通信号控制主要是用于协助疏导交通、给司机提供信息,以保证道路畅通。
在隧道两端入口前设置交通信号灯,由控制中心通过接收其他系统的指令决定信号灯的开关及时间的长短。
在隧道入口处设置一个可变限速标志和一个可变情报板,控制中心根据隧道内的交通状况,编辑和发送交通信息、运营指令、路况资料、限速、报警信息等多幅信息,控制进入隧道的车流量,以避免或排除隧道内交通阻塞,引导车辆运行,并当突发事件发生时关闭隧道通行,在隧道入口处设车高红外检测器,对进入隧道的车辆的进行车高测量,发现其高度超出隧道的设置许可,配合车牌识别系统,启动语音系统、视频检测系统,对车辆的禁止驶入进行语音报警提示,用停车系统对违章驶入的车辆进行有效的控制。