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应用技术与设计2018年第18期131监控量测作为隧道新奥法施工的关键要素，对隧道施工具有重要的作用。
当前，在隧道施工监测中，大多采用人工量测的方法，其操作简单，但对测量人的身体健康与安全都产生了不利的影响。
自动化监测技术，不仅工作效率高、数据传输速度快，而且还能带来较好的社会效益与经济效益。
1 自动化监测系统隧道自动化监测系统包括主控制器、数据采集系统、数据库服务终端、传感器组、网络无线通讯系统等。
主要是由数据采集系统对传感器组自动采集进行控制，同时将所采集到的监测数据传送到数据传输系统中进行一定的处理，并将其储存。
最后，在数据库服务终端的指令下，将传输数据提供给决策人员进行处理。
2 隧道自动化监测技术应用2.1 监测传感器隧道自动监测传感器比较类似于人工手段的监测传感器。
围岩变形监测的传感器主要有测量机器人、巴塞特收敛系统、静力水准仪、激光测距仪、自动隧道断面扫描系统等。
而压力盒、钢筋计、锚杆轴力计、多点位移计是支护结构力学特性监测的传感器，通常情况下，主要以电阻式与振弦式这两种类型为主。
2.2 监测数据的自动采集技术当前传感器类型及隧道施工监测输出信号类型主要有振弦数据信号、压电数据信号、电流数据信号、电压数据信号等，在对隧道施工进行自动监测过程中，首先需要对各类传感器输出信号进行自动采集，与此同时，还要向外输出可识别信号。
依据支护施作时机，并在考虑隧道开挖进度的基础上，设置接触压力与钢拱架受力监测元件，并保护该监测元件及导线，同时将其接入数据采集器。
此外，还需要在隧道口安装无线传输模块。
在调试后采集相关监测元件的初始值。
2.3 数据分析数据分析需要借助计算机才能够顺利实现，通过软件开发将前端数据进行深入分析和探究。
以洞口浅埋段地表下沉数据为例，洞口地表布置的静力水准仪每分钟传回一次数据，根据实时位移和时间，绘制出洞口浅埋段地表下沉测点时程曲线图，通过相关软件可得到浅埋段地表下沉变化速率。
电缆隧道综合监控平台设计与应用摘要：随着我们城市化进程的不断深入，对城市所赖以存在的各项公共基础设施建设，尤其是城市电网不断提出更高的要求。
高压电力电缆在美化环境、节约用地、供电可靠性等方面的优势得到逐步体现，并得到越来越广泛的应用。
目前全国主要城市高压电缆及电缆隧道迅速增长，架空线路逐渐被地下电缆方式取代，使得供电公司对高压电缆及电缆隧道的运行维护方面都面临着巨大压力。
计算机技术、网络技术、信息技术以及智能电网技术的不断进步，使得电缆隧道综合监控平台的建设成为可能。
通过电缆隧道综合监控平台，运维人员能够及时发现电缆本体绝缘局部放电情况、电力电缆环境温度异常、外部入侵以及隧道内环境等隐患，及时掌握电缆的运行状况，根据设备运行状态安排检修维护，从而降低电缆及附属设备故障概率，提高高压电缆电缆线路供电的安全性和可靠性。
基于此，本文对电缆隧道综合监控平台设计与应用进行深入研究，以供参考。
关键词：电缆隧道;综合监控平台设计;应用引言电缆隧道综合监控平台的推广和应用逐步减少了运维人员周期性运检需求，通过综合监控平台提供的各种技术监测手段，实时监测高压电缆及隧道的运行状态。
并根据综合监控平台提供的预警信息采取相关预防和检修措施，将潜在的缺陷和隐患及时排除，避免发展成电缆故障，影响供电，最大程度减少损失。
同时，也降低了人工巡视需要的人力、物力支出，降低电力电缆隧道的整体运行维护成本。
在有些极端恶劣甚至危险的环境中，有效防止发生人身事故。
1电缆隧道综合监控平台总体设计1.1功能和目标电缆隧道综合监控平台通过将电缆及隧道内分布式的设备运行信息采集并集中起来，实现对电缆设备及隧道环境数据的集中监视、管控一体化目标。
北京供电公司、济南供电公司、青岛供电公司等各省市电力公司从2007年以来开始对高压电缆隧道采用电缆隧道综合监控系统，实现对电缆本体以及电缆隧道环境不同监控对象的全面监视。
通过建设电缆隧道综合监控系统，实现以下目标：(1)打破信息孤岛，实现高压电缆及隧道在线监测系统的统一运维，完成对电缆本体、附属设施和运行环境的全面监视和控制；(2)实现高压电缆日常生产工作的指挥、调度；(3)实现对高压电缆设备、附属设备设施及运行环境的实时在线统一监控；(4)实现依据设备状态统筹安排检修生产任务，为实现从计划检修到状态检修提供技术支持；(5)实现对高压电缆主设备及运行环境的科学评估及分析；(6)最终形成坚强智能电网下的电缆生产运行管理新模式。
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。
隧道监测智能分析可视化系统研究与应用的开题报告1. 研究背景隧道是现代城市中重要的交通设施，隧道的安全与畅通对城市的经济发展至关重要。
然而隧道存在着大量的安全隐患，如交通事故、火灾、塌方等，同时隧道也面临着复杂的道路环境、车辆状况和天气条件等因素的影响，这些都可能对隧道安全和交通流畅性造成影响。
传统的隧道监测方法主要采用人工巡视和手动记录数据的方式，这种方式效率低下且存在漏测和误判的情况，不能满足隧道安全监测的实时性和精度要求。
而随着计算机技术和信息处理技术的不断发展，隧道监测智能分析可视化系统逐渐成为了隧道安全监测的重要手段。
2. 研究目的本课题旨在研究隧道监测智能分析可视化系统的技术原理、应用场景和实现方法，实现对隧道内交通状况的实时监控、数据分析和辅助决策，提高隧道的安全性和交通流畅性。
3. 研究内容和方法（1）系统需求分析：针对现有隧道监测问题和需求，分析隧道监测智能分析可视化系统的技术需求和功能特点，确定系统建设目标和指标。
（2）系统设计与实现：应用计算机技术、图像处理技术和大数据分析技术，设计系统的软硬件架构，实现对隧道内交通状况的实时捕捉、数据采集和分析处理，并对监测数据进行可视化展示和报警提示。
（3）系统测试和评估：运用测试方法进行系统的功能完整性、性能稳定性、易用性和有效性等方面的测试和评估，验证系统的可行性和可靠性。
4. 预期成果本研究的预期成果为：（1）隧道监测智能分析可视化系统的设计和实现，包括软硬件架构、数据采集和分析处理算法、可视化展示和报警提示等功能。
（2）对隧道监测智能分析可视化系统的功能完整性、性能稳定性、易用性和有效性等方面进行测试和评估，证实系统的可行性和可靠性。
（3）发表相关学术论文和专利，推动隧道监测智能分析可视化系统的应用和推广。
隧道施工中的新型施工设备与技术研究摘要：隧道施工作为一种复杂的工程施工方式，涉及到地质条件、工程设计、施工工艺等多个方面的问题。
传统的隧道施工方式在施工效率、施工质量和施工风险控制等方面存在一定的局限性。
因此，随着科技的不断发展和创新，新型施工设备与技术的应用在隧道施工中逐渐受到关注。
本文旨在通过对隧道施工中新型施工设备与技术的研究，探讨其在隧道施工中的应用和优势，并展望其未来的发展趋势。
关键词：隧道施工；新型施工设备；技术研究；施工效率；施工质量一、隧道施工中的新型施工设备与技术的研究意义隧道施工中的新型施工设备与技术的研究意义在于，它可以有效提升施工效率，保障工程质量，降低施工风险，推动隧道施工技术的创新与发展。
首先，新型施工设备与技术的应用可以大大提升隧道施工的效率。
传统的隧道施工方式往往存在效率低下的问题，而新型施工设备，如全面地质隧道掘进机、自动化钢筋加工设备等，可以实现快速、高效的施工，大大缩短工程周期，提高工程效率。
其次，新型施工设备与技术可以有效保障隧道施工的质量。
在隧道施工过程中，工程质量的保障是至关重要的。
新型施工设备与技术，通过精确的测量和控制，以及高效的施工工艺，可以有效防止施工过程中的误差和缺陷，保证工程质量的稳定和可靠。
再次，新型施工设备与技术可以降低隧道施工的风险。
隧道施工是一项高风险的工程，施工过程中的安全问题不容忽视。
新型施工设备与技术，如智能监控系统、地质预测技术等，可以实时监控施工过程，预警潜在的风险，从而保障施工人员和设备的安全。
最后，新型施工设备与技术的研究可以推动隧道施工技术的创新与发展。
随着科技的进步和社会的发展，隧道施工的技术需求也在不断变化。
新型施工设备与技术的研究，可以引领隧道施工技术的发展方向，满足未来隧道施工的技术需求。
二、新型施工设备与技术在隧道施工中的应用2.1隧道掘进机隧道掘进机是隧道施工中的重要设备，其应用极大地提高了隧道施工的效率。
基于PLC的高速公路隧道控制系统的研究与设计作者：康翊民来源：《城市建设理论研究》2013年第18期摘要：本文根据具体工程详细阐述了PLC的高速公路隧道控制系统，利用可编程序控制器，通过数据链接、协议宏等编程手段实现了对隧道内机电设备的自动控制与检测，取得了令人满意的效果。
关键词：可编程逻辑控制器；光纤环网；隧道监控；协议宏中图分类号： U45 文献标识码： A 文章编号：引言隧道监控是全线监控的关键。
各隧道设置了完整的监控系统，包括变电站供配电、交通、通风、照明、火灾报警、CCTV监视、隧道广播等子系统。
其中交通监控、通风监控、照明监控等隧道信息的采集和发布采用本地控制器（PLC）完成。
临汾至吉县（壶口）高速公路是国家高速公路网青岛至兰州公路和山西省“三纵十一横十一环”高速公路网第九横（黎城至吉县壶口段）的重要组成部分，也是山西省“十一五”规划重点建设项目之一。
该项目起自临汾市南辛店，东接拟建的长治至临汾高速公路，经临汾市襄汾、乡宁、吉县，止于晋陕界的苇子湾黄河特大桥西岸（含陕西岸宜川县境内接线约200米），西连拟建的青岛至兰州高速公路陕西段，全长99.27公里，全线采用双向四车道高速公路标准建设，设计行车速度80公里/时。
全线PLC控制的隧道有佛儿崖、松卜岭、瓦窑岭、梁家凹等十几座之多。
1、隧道监控系统的主要内容和控制要求为了保证隧道内良好的行车环境，以及必要时能够对通行的车辆做出合理的诱导，通常在隧道内设置一定保护行车环境和便于交通诱导的机电设备。
按照功能可以划分为交通检测与诱导设施、通风检测与控制设施，相应为控制这些设施，分别设置了交通检测控制系统和通风检测控制系统。
1.1交通检测控制系统交通检测控制系统中包含车道指示标志、交通信号灯、可变信息情报板等用于控制交通的诱导设施。
车道指示标志、交通信号灯显示信息通过PLC程序控制输出继电器来控制，可变信息情报板的显示值通过PLC的串行通讯接口输出来控制改变。
隧道施工数字化管理研究与应用摘要：隧道工程是我国交通基础设施的重要组成部分，对于地区社会经济的发展具有重要意义。
社会发展水平进步和信息技术的飞速发展对隧道工程的建设和运维提出了新的要求，精细化、智能化、标准化是未来隧道建设和运维的方向，而数字化管理是实现上述目标的重要路径。
本文主要探讨了隧道施工数字化管理的相关内容，为隧道工程的建设提供科学、可靠的支持。
关键词：隧道施工；数字化；应用一、隧道施工数字化管理的背景与意义近年来，大数据、物联网、人工智能等新兴技术的飞速发展，对传统的隧道施工管理模式提出了新的挑战与要求。
传统管理模式信息反馈周期长，管理成本高，参与各方物理距离远，管理困难，不同单位之间数据标准不一、信息传递不及时、彼此割裂，造成信息不对等，影响数据信息的共享与关联。
在管理水平方面，隧道施工过程中将产生大量的数据信息，这些数据是进行工程过程监控、优化工作计划和资源分配，保证工程施工质量的重要原始数据，对总结隧道建设经验、提高管理水平具有重要价值，但是目前传统的建设管理手段落后，基础信息数据不完整，这严重制约了隧道建设数据的挖掘和利用，也在一定程度上制约了项目管理水平的提高。
与此同时，随着信息技术的飞速发展，隧道施工数字化转型已成为行业趋势，数字化、标准化、智能化成为了未来行业发展方向。
因此亟需引入大数据、人工智能等新兴技术，发展新的项目管理模式，改变原有产业割裂、孤立、低效的问题，建立新的产业生态关系，从而实现对隧道施工过程的全面监控和数字化管理，降低安全风险，提高施工效率和质量。
二、数字化管理相比传统模式的优势分析与传统模式相比，隧道施工数字化管理不仅可以提高施工效率，还可以降低生产成本、提高工程质量、降低安全风险。
2.1实时在线监控与动态管理与传统模式相比，数字化管理运用网络信息技术，通过手持终端、传感器、监测设备等手段，实时采集施工数据，实现对工程进度、质量、环境安全的实时在线监控与动态管理。
电缆隧道论文综合监控系统论文摘要：系统的研究弥补了隧道事故与应急领域的空白，能够对电缆隧道自然性火灾进行预警，能够对高压积水电缆隧道进行有效监测，对可燃性气体泄漏、线路腐蚀进行有效预警，特别地，对封闭空间的电力隧道灭火进行有效的应急事故处理。
1 概述日常巡检是电力隧道可靠运行的保证，在保障电力隧道正常生产、安全运行方面占有极其重要的作用。
然而电力隧道内电缆、排水、通风、供电、照明、消防、通信等输电设备及附属设备数量多、分布点多、总里程长，造成了监控信息量大、交互性强、监控距离长、巡检周期短等特点，给日常巡检带来了繁重的巡检内容，需要耗费大量的人力和时间；同时电缆及附属设施长期处于地下的特殊环境，具有易积水、易产生有害气体、空气不易流通、散热较慢等问题，对日常巡检提出了高质量的巡检要求，也增加了人员巡检的危险性[1]。
目前，国内投入运行的多数隧道都是根据自身的需要和特点，配置一种或多种监控装置，目前较为常见的隧道监控系统包括环境监测系统、固定式安防系统、隧道灭火系统、隧道在线监测系统等，每种装置各自独立完成单一的监控功能，但相互间缺乏必要的联系和协作，并未形成一个完善的智能化隧道监控系统。
由于这种离散、独立的固定式传感监测设备灵活性不足，联动性不足，成本和维护成本都过高，使得电力隧道的监测监控成本高居不下，为电力管理部门与民生部门造成巨大的经济压力。
随着输电线缆铺设的地下化，电力隧道的巡检越来越需要借助智能化的巡检设备[2，3]。
2 监控范围假设电缆隧道约 1.29km，主要包括电缆本体监测（电缆温度、载流量评估、局部放电、电缆护套环流）、隧道振动沉降监测、电缆隧道环境监测（气体监测、温湿度监测、水位监测、风机联动、水泵联动）、隧道安防监测（视频监控、应急通信、门禁监控）、智能照明控制等子系统。
所有监测设备集成于统一的监控平台进行管理和控制，实时监测高压电缆及电缆隧道的各项状态。
电缆隧道采用暗挖顶管方式，管内径3.5m，空间规划4回220kV 电缆线路（本期建设2回），6回110kV电缆线路（本期无）。
1 引言现有的城市轨道交通基础设施检测模式以接触网、轨道、隧道（以下简称“网轨隧”）等分离检测为主，在长期的实践过程中存在分专业检修、分方式作业、分系统建设的“三分”特征，“三分”现状在运维过程中面临缺网轨隧数据融合、缺信息化网轨隧协同分析系统、缺设备异常状态智能检测、缺主动运维支撑系统“四缺”问题。
深圳市轨道交通为解决相关缺陷不断进行技术创新，在一定程度上集成了以接触网检测和轨道检测为主的网轨检测车，但仍然存在接触网、轨道、隧道等专业检测集成化程度低、检测手段智能化与数字化程度低、检修成本高等问题。
本文主要研究在城市轨道交通运营电客车上集成车辆网轨隧综合智能检测设备，致力于提高网轨隧系统的数字化、智能化运维管理能力。
2 系统整体设计城市轨道交通智能综合检测系统是以运营电客车为检测平台，由车载检测装置和地面数据中心2部分构成，集成接触网、轨道、隧道3大专业的检测设备，通过状态参数测量模块、拍摄成像模块、定位触发模块、智能巡检模块、实时报警模块、数据关联性分析模块、大数据挖掘模块等实现系统功能。
城市轨道交通智能综合检测系统的总体结构示意如图1所示。
车载检测装置通过在城市轨道交通电客车上加装隧道检测、弓网检测和轨道检测装置，利用高清成像技术、非接触检测方式、图像分析与模式识别、惯性基准测量、3D 测量等传感器测量技术，通过对可见光图像、红外热成像、3D点云、惯性姿态及其他传感器数据进行分析处理，实时检测监测隧道状态、轨道运行状态、接触网运行状态及对应的轨网关系。
系统在电客车载客运行过程中实现城市轨道交通沿线轨道、隧道、弓网3个专业的参数测量、巡检的6个系统状态参数的实时测量、计算、分析与处理，并通过4G/5G无线通信网络将报警数据发送至地面数据中心。
地面数据中心对车载装置的各种检测数据、疑似异常数据实时接收、综合分析城轨列车车载网轨隧综合智能检测系统设计研究与应用林更泽1，林美莲1，何洪伟2，薛晓利2（1. 深圳地铁建设集团有限公司，广东深圳 518026；2. 成都国铁电气设备有限公司，四川成都 610000）摘 要：现有的城市轨道交通基础设施采用按专业单独检测模式，存在检测设备集成化程度低、检测手段智能化与数字化程度低、检修效率低、检修人工及成本高等问题。
隧道电力电缆监控系统智能联动的方案研究与设计沈志广; 张海庭; 郑运召; 邱俊宏【期刊名称】《《现代建筑电气》》【年(卷),期】2019(010)009【总页数】5页(P9-12,18)【关键词】电缆隧道; 智能联动; 联动控制; 联动模型; 联动逻辑【作者】沈志广; 张海庭; 郑运召; 邱俊宏【作者单位】许继电气股份有限公司河南许昌46100【正文语种】中文【中图分类】TU8550 引言工业的发展和城市化进程的加快,城市架空线路已经对城市建设造成局限和困扰,过去城区供电线路的输送容量还相对不大,建筑物布局可调整空间也更为灵活[1-2]。
在国外大型城市的发展中,以地下电缆方式取代传统的架空线路已经成为潮流。
据调查,在一些现代化都市,如柏林、东京、大阪、哥本哈根等,地下输电线路的比例已经超过70%。
在国内,随着城市不断扩大,人们对城市建设的功能性要求越来越多和对电的依赖度越来越高,规划城市功能性和美观性的重视程度越来越高,架空线路在应用空间和输送容量方面都已经越来越满足不了社会需要[3-4]。
因此,以电缆隧道逐渐取代架空输电线路,成为现代城市公共基础设施的重要组成[5-6]。
由于城市地理位置的差异,各式各样电力电缆隧道监视建设应运而生,对隧道综合监控系统的要求不断增加[7-8]。
本文基于电力电缆综合监控的需求,对智能联动功能设计与实现提供行之有效的软件设计实施方案,并在工程中得到应用。
联动系统采用模板化设计方案,分析联动的触发点与联动设备,制定联动模板的策略,策略定义每种触发点相关的联动控制设备和控制方式,按照时序依次控制设备,联动展示联动实时状态、过程、结果,历史查询可以查看每种联动的历史记录。
1 模型设计1.1 联动分析鉴于电力电缆隧道环境设计与监视对象的多样性与复杂性,电力电缆综合监控系统接入的子系统比较多,包括电缆本体监测系统、环境监测子系统、视频子系统、安防子系统、消防子系统、人员定位系统、风机照明系统、机器人管理系统、广播系统,监控系统接入的监视对象比较多,并且属于不同专业的技术,监控系统只有全面收集不同专业设备的实时数据,面向设备对象的联动控制,丰富的联动调度手段,才能实现数据、图像、语音的全面智能联动[9-10]。
基于数字孪生的隧道智能巡检技术研究与运用一、绪论随着科技的不断发展，隧道工程在国民经济和基础设施建设中发挥着越来越重要的作用。
隧道工程的安全问题也日益凸显，如何提高隧道工程的安全性和运行效率成为了亟待解决的问题。
数字孪生技术作为一种新兴的技术手段，为隧道工程的安全管理和智能巡检提供了新的思路和方法。
数字孪生是一种将现实世界中的实体系统通过数字化手段构建出与其相对应的虚拟模型的技术。
通过对隧道工程的数字孪生进行建模和仿真，可以实现对隧道工程的全生命周期管理，从而为隧道工程的安全管理和智能巡检提供有力支持。
本研究基于数字孪生的隧道智能巡检技术，旨在通过对隧道工程的数字孪生进行建模和仿真，实现对隧道工程的实时监控、故障诊断和预测性维护，从而提高隧道工程的安全性和运行效率。
本研究首先对隧道工程的数字孪生建模和仿真技术进行了深入探讨，然后分析了隧道智能巡检的需求和挑战，最后提出了基于数字孪生的隧道智能巡检技术的实施方案和应用实例。
本研究的研究内容具有一定的理论价值和实践意义，通过对隧道工程的数字孪生建模和仿真技术研究，丰富了隧道工程领域的理论体系和技术手段。
本研究提出的基于数字孪生的隧道智能巡检技术方案，为隧道工程的安全管理和智能巡检提供了新的思路和方法。
通过实际应用案例的分析，验证了本研究所提出的方法和技术的有效性和可行性。
1.1 研究背景和意义随着现代交通事业的快速发展，隧道作为城市交通网络的重要组成部分，承担着重要的运输和通道功能。
由于隧道环境的特殊性，隧道内部存在着复杂的地质条件、恶劣的气候环境以及潜在的安全风险，这给隧道的日常维护和管理带来了巨大的挑战。
为了确保隧道的安全运行和延长使用寿命，对隧道进行智能巡检显得尤为重要。
数字孪生技术是一种将现实世界与虚拟世界相结合的技术手段，通过构建物理实体的数字模型，实现对现实世界的模拟、分析和优化。
在隧道智能巡检领域，数字孪生技术可以为隧道的巡检工作提供强大的支持。
高速公路隧道监控系统的研究与设计崔海龙 孙大跃 屈立成(长安大学 西安710064)摘 要 介绍了高速公路隧道监控系统的构成和功能,研究了隧道监控的设计模式和智能化控制,并提出了系统的联动控制方案。
关键词 公路隧道;监控系统;联动控制;PL C 中图法分类号:U 456.3 文献标识码:A收稿日期:2006204218;修改稿收到日期:20062062210 引 言公路隧道是公路的特殊构造物。
由于隧道的相对封闭性,行车环境的复杂性,以及自身具有的特殊性,隧道内的设施种类多、数量大,对隧道的运营管理尤为复杂,要求也更高。
尤其是高速公路隧道内由于车速高、流量大以及照明较差、空气质量低、环境噪声大,容易发生交通事故,容易引起隧道内电器设备着火。
同时,隧道内的事故处理起来比较困难,中断交通时间长,若发生火灾,危险性更大。
为充分发挥隧道的通行能力,保证隧道的运营安全,隧道应配备较完善的监控体系,实行有效的管理[1]。
笔者分析了隧道监控系统的现状,在此基础上提出了一套设计方案,论述了系统的功能设计、工作流程以及通信传输方案,并制定了系统的联动控制方案。
1 功能分析隧道监控系统由隧道检测与控制设备及各类传感器设备等组成,是集隧道数据检测、传输、处理、信息采集、监视、控制、管理于一体的计算机智能管理系统。
系统能够对隧道内的交通状况、通风状况、照明状况、火灾状况等进行实时的监测,及时准确地处理隧道内火灾发生时的通风、照明,以及交通事故发生时的有效疏通,并给予正确的事故处理和交通诱导方案。
能够对云台进行合理控制,自动调整摄像机到预定位置进行监视,同时启动录像机自动录像。
系统可及时反馈CO 检测器、透过率检测器、风机设备、光强设备、照明设备和烟感线圈以及消防等诸多设备的工作状态,并能够提供环境监测器等设备的故障信息。
系统有2种工作模式:自动控制模式和手动控制模式。
在自动控制模式下,系统可以根据自动检测得到的风向、风速、光强、照明、火灾、交通量等数据信息,对其进行分析处理后判定隧道的运行状况,然后自动制定执行相应的控制方案,控制隧道内的通风、照明、能见度和交通流,以保证隧道内的良好的环境指标,保持隧道的畅通。
隧道综合智能监控系统设计与研究
摘要：本文是一种隧道监控系统的综合设计方案,说明了该隧道监控系统的冗余网络结构,简要介绍了PLC 站点构成的区域控制器和设计原则,讨论了智能监控系统的体系结构和各模块的功能及设计实现方法,该方案将在梅岭隧道监控系统中获得应用,监控系统为PROFIBUS 总线技术的应用和隧道监控系统的现场应用调试提供了一个很好的实验平台。
关键词：智能监控系统隧道
公路中的隧道与普通的路段相比,隧道具有空气污染严重、空间高度有限、内外亮度差大等缺点,这些都使隧道成为事故易发路段。
为了提高隧道的营运能力、应急状态下的事故处理能力及增强隧道内行车的安全性,有必要实现隧道的智能化操作、管理,建立一个统一集成的隧道智能监控系统。
高速公路隧道监控系统主要是对重点路段的交通流进行统计及监视交通状况,并对路段的各种设备进行集中监控和管理。
监控系统包括:火灾报警、隧道本地控制、闭路电视监视、通风照明、紧急电话、有线广播及中央监控管理等若干子系统。
中央监控管理子系统是该监控系统的神经中枢。
1、智能监控系统体系结构
隧道监控系统要实现对隧道光亮度、风机、CO浓度、能见度、车流量、车速、烟雾火灾、消防喷淋、紧急求助、车道灯、可变情报板等一系列参数的监测与控制,各个参数之间存在诸多互为影响和作用。
2、隧道监控系统网络拓扑结构
采用三层网络结构,上层采用基于同一操作平台之上的千/百兆以太网结构信息层,主要由设备监控工作站、综合显示屏、网络设备、软件等组成,实现与交通管理部门的网络连接;第二层是基于环型工业以太网（TCP/IP）之上的控制层,挂设区域控制器（ACU）、站端机。
（RTU）等现场设备,隧道区域控制系统主要有隧道区域控制器和各种现场设备组成。
下层基于总线式现场设备网和远程I/O相结合的方式,实现数据采集、监测、控制功能,从而形成一个集散型三级计算机网络实时监控系统,实现监控中心与交通管理部门、系统内各设备的网络连接,以及隧道内各相关设备之间的网络连接,实现监控系统内各子系统的智能综合监控、相关子系统的联动监控。
隧道区域控制系统中的PLC通过Controller Link单元用光缆连接成Controller Link 冗余光纤环网。
3、系统功能子系统模块的设计与实现
3.1 照明控制子系统
隧道照明对保障隧道交通安全起着关键作用。
将隧道的照明设置成几段:“引入段”,驾驶员在洞口处应能够辨别障碍物,进入隧道后能够很快适应,消除“黑洞”现象;“过渡段”,驾驶员应能逐渐适应隧道内部的照明;“出口段”,驾驶员应能逐渐适应出口处的强光,消除“亮洞”现象。
照明的两种控制模式白天模式,夜间模式,照明子系统控制主要经历三个阶段:数据采集,数据分析和调光控制。
数据采集是实时采集现场数据。
数据分析主要用来对现场数据进行计算,得出照明模式的理论值。
调光控制则根据理论情况和现场数据调整照明,达到最佳照明模式为止。
3.2 通风控制子系统
监控系统硬件配置上位机用于监控系统中各风机的运行状况,包括模拟量输
入显示、开关量输入显示、开关量输出显示。
下位机采用PLC,完成与风机相关的所有逻辑控制、频率和相位的实时检测、数据通信等功能。
其他设备:压磁传感器把采集到的信息转变成电信号传输给远程数据采集盒。
远程I/O通讯用于采集传感器检测到的数据,并通过网络传输给PLC。
3.3 视频控制子系统
隧道视频监控系统由摄像机、传输设备、显示设备及控制设备等组成。
(1)摄像机:主要任务是全天候拍摄隧道中监视范围内的车辆及环境场景,完成信息采集;(2)传输设备:主要是指射频发射机、中继器、线缆、光端机、视频分配器等,完成信号的传输工作。
(3)显示存储设备:主要包括监视器、硬盘录像机等,完成图像的显示和存储。
(4)控制设备:包括键盘、矩阵切换控制器、画面分割器等。
用户通过控制键盘实现对外场摄像机的调焦、旋转等功能,实现对各路视频信号的切换和显示。
3.4 隧道消防子系统
隧道火灾报警系统应灵敏、可靠,尽量杜绝漏报、误报,灭火系统的设计应采用固定式和移动式相结合的方案,同时满足不同火灾规模和火灾不同发展阶段的灭火需要。
隧道消防设施的设置主要针对扑灭汽车油箱火灾及普通货物火灾,隧道配置的消防设施包括灭火器(干粉灭火器和泡沫灭火器)和水消防系统,沿隧道行车方向右侧边墙每隔50m设置一个消防设备箱。
箱内设置干粉灭火器,可使司乘人员在发生上述火灾时迅速自救。
3.5 隧道供配电子系统
配电系统是隧道内各个系统正常工作的基础,为确保隧道安全、正常运营,在隧道内设置有通风、照明、消防、监控等设施,其中应急照明、射流风机、监控系统、消防水泵、消防报警系统属一级负荷,分别由变配电所放射式两路配至末端,自动切换。
监控系统、消防报警系统因允许中断供电时间的需求,另设置有UPS 电源。
3.6 紧急电话、广播子系统
当车辆发生故障时,驾驶员可以通过紧急电话系统寻求帮助。
一旦发生紧急情况,广播系统可以指挥交通和驾驶员的紧急避难等。
3.7 交通监控子系统
交通监控系统用于隧道内正常交通及火灾、事故等情况下的交通控制。
通过该系统可以改变隧道运行方式,以防止造成二次事故,充分利用隧道的通行能力。
该系统可根据安装在隧道路段的车辆监测器检测到的车辆信号、交通量信号、交通密度信号和车速信号,进行逻辑分析和判断,得到符合实际交通现状的控制参数,并传送给可变限速标志、交通信号灯、车道灯等外部设备,交通信号灯由红、黄、绿三色组成,根据隧道内采集到的各种信息,如堵塞或其他异常情况,对准备进入隧道的车辆数进行调节,均衡交通流。
4、系统监控软件界面设计
监控系统的软件采用模块化设计,软件以图形、数字或曲线方式来反映当前隧道的内部情况以及监测设备的运行状态。
软件的工作画面包括以下几个部分:隧道工作状况总貌,风机监控,通风系统监控,信号灯监控,环境参数监控,交通流参数监控,可变情报板及限速板监控,广播系统监控,实时及历史数据趋势分析,报警一览表等。
组态软件系统的配置和画面组态方便、结构灵活、开放,具有动态画面、事件触发、报警、报表输出、历史数据储存等功能。
参考文献
[1]虞致国,吴金勇等.隧道智能监控系统的设计与实现[J].计算机工程,2004,30(22):167-169.。
