一、 項目概述
近年來，我國交通道路在迅猛發(fā)展中，其重要的組成部分隧道數量也在不斷上升。由于我國地理環(huán)境比較復雜，隧道集中監(jiān)控系統在公路的運營和管理以及緊急預案處理中發(fā)揮著極其重要的作用。因此，隧道監(jiān)控系統成為工程單位和公路營運管理單位共同關心的問題，建設穩(wěn)定、先進、經濟以及擴展性強的監(jiān)控系統成為當前道路監(jiān)控的首要目標。
二、 系統設計
慈母山隧道監(jiān)控系統包括通風、交通、照明（PLC數據采集、監(jiān)控）系統、消防系統等。需要配置一套綜合的圖形監(jiān)控、操作系統，以滿足監(jiān)視道路和隧道的交通運行狀況，及時發(fā)現有車輛故障、交通事故等引起的各種交通異常情況，實時做出判斷和確定實施處理方案，平滑交通流、控制車速，減少交通擁擠和阻塞，防止二次事故的發(fā)生，以保證道路的服務水平、通行能力，減少行車延誤。
三、 系統架構
系統設計如下圖所示，由上位軟件通過定制的驅動接口程序直接對車檢器及LED進行訪問，PLC硬件的邏輯編寫與調試也全都在中控室直接下載或上傳，CCTV由矩陣的通訊接口與上位軟件通訊，緊急電話與消防系統可用API、ODBC等數據訪問方式獲取數據，這樣由客戶端操控的就是所有的隧道監(jiān)控子系統，使得系統的整合較為完美。
四、 系統功能
4.1 信息收集功能
對隧道內交通信息進行采集，包括流量、占有率、時速以及異常事件。
檢測隧道洞內的CO濃度、煙霧濃度等環(huán)境指標。
檢測隧道洞內的風向、風速等環(huán)境指標。
采集氣象信息。
采集緊急電話報警求救信息。
隧道洞內火災報警信息。
視頻圖像信息。
設備工作狀況信息。
巡邏車等報警信息。
4.2 隧道控制
隧道控制包括通風控制、照明控制、橫通道、消防控制等，都具有全自動控制、遠程遙控、本地控制等功能。
1) 一般情況下，系統實現全自動控制，即根據采集到的有關信息和信息處理結果，系統自動產生相應的控制方案，完成對相應外場設備的控制。
2) 系統可以實現遠程遙控，即根據采集到的有關信息和信息處理結果，系統調取相應的控制預案，經操作員認可或者修改后，完成對相應外場設備的控制。
3) 當本地控制器與控制中心監(jiān)控計算機網絡失去通信后，可以實現本地控制。本地控制器可以存儲其掛接設備所采集的信息，也可以通過該本地控制器向其掛接設備發(fā)出控制命令。
4.3 數據處理、統計、查詢、顯示
對交通數據及環(huán)境數據進行分類統計。
自動生成交通量、環(huán)境參數等歷史(日、月、年)對比圖(如柱狀圖或者餅圖等)。
對全線交通運行狀況進行模擬顯示，用不同顏色表示道路交通狀況。
能按預先規(guī)定的格式和內容，定時進行日、月、年或者周、旬、季報表的統計處理，并且可以進行自動打印。
4. 4 信息發(fā)布
1） 可變情報板
洞外可變情報板，交通正常情況下顯示警示信息，提醒道路使用者前方進入隧道；前方隧道出現火災等緊急情況時，顯示如"隧道封閉、車輛饒行''等信息，以控制事故點上游的交通流量：也可以用于分區(qū)段誘導交通，能夠顯示路段運行時間，并能夠以圖形方式顯示路段交通運行狀況；還可以實現氣象信息的自動發(fā)布。洞內可變情報板主要用于隧道發(fā)生異常情況時，發(fā)布疏導信息，結合城市功能，節(jié)假日也可發(fā)布節(jié)日信息。
2） 可變限速標志
前方隧道出現交通擁擠、交通阻塞、火災等緊急情況時，通過改變限速值，配合洞外可變情報板，控制事故點上游的交通流量；需要封閉車道時，也可以顯示禁行"⊙"符號。
3） 交通信號燈
每套信號燈由4個符號燈組成。前方隧道出現火災等緊急情況時，洞口交通信號燈紅色符號燈應顯示禁止通行符配合洞外可變情報板，將車輛順利控制在洞口外，以便車輛饒行。
4） 疏散指示標志
疏散指示標志用于在隧道洞內發(fā)生火災等緊急情況下，引導隧道內的行人通過人行橫洞(車行橫洞)進入服務隧道或未發(fā)生事故的隧道洞內。
4.5 事故、事件輸入功能
系統記錄車輛信息，分析判斷
人工鍵入部分路況信息，包括：事故、道路養(yǎng)護、氣象信息等。
4.6 報警自動管理功能
當系統發(fā)生隧道洞內火災報警、隧道洞內C0濃度超高和煙霧濃度超高報警、交通擁擠報警、緊急電話摘機報警，消防水池水位過低、雨水集水池水位過高時，均將報警信息自動發(fā)送到綜合控制臺上放置的監(jiān)控管理計算機。
監(jiān)控中心監(jiān)控管理計算機接到上述報警信息后，自動彈出報警窗口，除消防水池水位過低、雨水集水池水位過高報警外，還能通過RS232串口或以太網接口自動控制隧道監(jiān)控中心閉路電視監(jiān)視系統的矩陣切換輸出報警點處的視頻圖像在主監(jiān)視器和大屏幕投影屏上同時進行"強插"顯示；除隧道洞內CO濃度超高和煙霧濃度超高以及緊急電話摘機外，系統能通過I／O模塊自動驅動隧道監(jiān)控中心監(jiān)控計算機網絡的聲光報警器進行聲光報警。
當系統自身發(fā)生故障(包括設備故障、通信故障等)時，能在監(jiān)控管理計算機上自動彈出報警窗口，同時在監(jiān)控管理計算機上發(fā)出報警聲音。
出現報警后，系統能自動記錄事件的屬性(如事件類型、事件、地點等)以及事件的處置過程。
4.7 信息處理決策
分析判斷交通阻滯、事故及其嚴重程度，自動生成處理方案，經操作人員確認后，根據不同的處理方案，選擇控制策略，及時通知交警、消防、救護、養(yǎng)護、路政等部門，迅速處理事故，疏導交通。
4.8 安全管理功能
對不同管理人員分別設置不同的使用權限，設置不同的操作口令和密碼，對值班員的操作進行記錄。采取措施，防止病毒侵入，保證系統安全運行。
4.9 Web功能
主要負責針對管理人員操作、監(jiān)控、查詢等， WEB發(fā)布的內容包括過程監(jiān)控操作畫面、報表。通過不同的權限各級操作、管理員對通風、照明、交通、消防、電力等各系統進行操作和管理。
五、 項目總結
慈母山全線隧道監(jiān)控系統，不僅實現了交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控以及信息發(fā)布等監(jiān)控系統的基本功能，在此基礎上，結合實際道路運營情況實現了多種預案方式，包含時序、時間段、分層分段控制，用戶可通過靈活多樣"一鍵監(jiān)控"為隧道的安全運營提供有效保障；實現了"路隧結合"的三級控制模式；在報表模塊中，為用戶提供了"下鉆"功能，使用戶可以多角度多維度對隧道相關數據進行分析，為隧道運營管理提供必要的參考和決策支持。
