浅谈高速公路隧道智能监控系统的应用

摘要：当前由于我国高速公路大力发展，特别是在高难度隧道公路工程方面技术已经成熟，在高速公路运营中，隧道智能监控系统能实时监控隧道交通流量和交通运行状况，自动检测隧道内异常事件并报警，确保高速公路隧道交通安全、畅通。公路隧道是整个高速公路的咽喉地段，其环境和气候条件恶劣，如果不进行有效的管理与控制，将会给行车带来很大的隐患。本文就高速公路隧道智能监控系统的应用进行探讨，从而为公路隧道的行车安全、预防事故和能源节约提供保障。

关键词：高速公路；隧道智能；监控系统；应用 前言

隧道工程是高速公路的重要咽喉部分，在提升高速公路运输效率与交通运营安全等方面，发挥着至关重要的作用。随着高速公路的快速发展，安全事故成为阻碍发展的一大重要因素，特别是在高速公路中的隧道区域，更是事故的高发段，以云南楚大公路为例，在楚大公路上出现了双洞长达6403m的九顶山隧道，隧道内具有道路相对狭窄、行车视线能见度低，易遭滑坡、泥石流等特点，一旦遇到紧急事件影响隧道行车安全。，因此，为保证行车安全，设置高速公路隧道监控系统具有十分重要的意义。

1、当前高速公路隧道智能监控现状及存在的问题 1.1高速公路隧道智能监控系统构成

公路隧道仅能监控施工成本，运行管理复杂，是公路管理的关键环节。实现快速防灾、事故救援和信息管理是公路隧道安全管理的主要目标。高速公路隧道监控系统根据功能不同，可分为如下几个子系统：火灾自动报警系统、隧道照明控制子系统、通风控制子系统、隧道交通控制子系统、隧道闭路电视监视子系统、有线广播子系统等，这些子系统虽然彼此独立，但部是通过后台控制系统互相联系、密切联动的。以上子系统通过控制中心与目标监控区域之间的通信网络，实现联动协作，使公路监控中心可以进行局部或远程监控。 1.2高速公路隧道智能监控现状及问题分析

（1）隧道智能监控系统运行的现状。隧道智能监控系统是公路视频网络监控系统的有机组成部分。经历了点对点视频终端机、级联光终端机、光传输交换平台等技术创新。已建成或在建的高速公路隧道智能监控系统，大多都采用数字非压缩或数字压缩的光传输交换平台系统。由于隧道的特殊环境，通常在隧道的左孔和右孔的入口设置遥控摄像机。目的是动态监测隧道入口的交通状况和周围环境。在左右隧道变电所内，还会分别设置2套半球摄像机，主要是对变电所内设备运行状况、人员出入和活动情况及环境变化状况等进行监控。在隧道洞内，以150 m的间距分别设置1套固定摄像机，监控隧道内的交通流量，车辆密度、行车速度、隧道交通畅通情况等。在十字路口和紧急泊车处还设置了遥控摄像头，监控该处的交通状况和车辆信息。洞口通控摄像机及控制信号，变电所半球摄像机等，利用同轴电缆与视频编码器连接；利用同轴电缆的作用，隧道洞内每3路摄像机分别与1台视频编码器相接，车行横洞/紧急停车带遥控摄像机就近连接到视频编码器。视频编码器接收到模拟视频后，进行H264视频压缩编码，完成数字编码，然后通过光纤自愈环网络传输到隧道管理站的“智能集成集控制管理平台”。“智能化综合集控管理平台”功能非常丰富，可以进行视频传输，编码，或切换控制、多级联网等。在集中了各子系统的视频和数据信息之后，“智能化综合集

控管哩平台”既能将其直接存储到服务器中，也可根据监控实际需求，借助同轴电缆，将视频和数据信息传输到电视墙监视器上进行对应切换，也可以通过分组轮巡的形式进行集中显示。

随着视频智能分析技术的发展，公路监控系统的视频信息处理正朝着自动化处理和决策方向发展。如今比较成熟、应用比较广泛的智能视频分析技术应用，是车牌识别系统、事件检测分析系统及视频交通状态检测系统因。其中，车辆检测系统又可分为车辆检测系统、线圈车检系统及微波车检系统3种，这也是当前高速公路机电系统主流车辆检测方式。

（2）隧道智能监控系统存在的不足。作为先进的视频联网监控技术，“ 智能化综合集控管理平台”系统现已在国内高速公路视频监控系统建设中得到大规模应用。不过，由于现有的“智能化综合集控管理平台”系统通常是以标清视频技术为基础设计的，尽管已优化了视频信号ADIDA转化损伤、多设备靠背传输损失等，但是，标清视频的局限与不足，仍然得不到根本的改进。例如，标清图像清晰度达不到标准，不能洋细提供车牌、驾驶人信息等。尤其是在阴雨天等及端天气情况。随着信息科技的发展，具有清晰度高、监控范围大的高清视频监控系统，将成为未来高速公路智能监控系统发展的方向。 2、高速公路隧道监控系统实际应用分析

高速公路隧道分为短隧道和长隧道2种，路段小于1000m的短隧道，一般是 利用短隧道PLC来采集配电、照明等各子系统的信息数据，控制并管理各子系统的运行状况；1 000 m的长隧道或超过2000m的特长隧道，主站PLC要具备数据桥梁+联动控制作用，能够准确地与各从站PLC保持数据通信。同时，由于长隧道设备数量多、复杂，各子系统在保持独立运行时，在特殊情况下需要通过控制系统联合运行。具体来说，智能监控系统在高速公路隧道监控中的应用，主要体现在以下几个方面。

2.1交通检测与诱导控制子系统

由可变限速标志，可变情报板、四色信号灯、车道指示器、车辆检测器等组成，由10台西门子S7-300 PLC构成的区域控制器来实现控制和管理功能。 2.2通风检测与控制子系统

通风控制子系统根据检测到的透过率、CO浓度数据、交通量数 据、控制风机的运行台数、风向和运行时间，实现节能运行和保持风机较佳寿命的控制运行，并在发生火灾时，根据不同地点，进行相应的火灾排烟处理，以保证隧道的安全及运行环境的舒适性。 2.4中央控制子系统

由于大部分现场控制功能已经由分布在现场的57-300 PLC完成，中央控制系统主要完成其他系统（如火灾、消防、电话、电力系统）的接口功能和部分连锁功能，因此，采用西门子高性能的57-400 PLC，以提高集中控制系统的可靠性和灵活性。

2.3照明检测与控制子系统

隧道照明控制子系统根据洞口内外安装的光强度检测器检测到的洞内外光强数据、交通量变化以及白天、黑夜等情况，控制隧道的照明系统，调节出入口以及洞内的照明，保证行车的安全以及在满足照明要求的情况下达到节能运行的目的，同时对洞内照明以及照明控制设备的状 况进行监视。隧道照明控制子系统由控制室计算机、本地控制器、照明控制柜、隧道内灯具、连接电缆等组成。 3、结语

随着社会的进步和科技水平的发展，相信高速公路隧道监控系统将会更好地满足行车安全，提高行车效率，构造和谐行车环境。但不可否认高速公路隧道内相对容易发生交通事故，这也体现了高速公路隧道监控系统具有较大的现实意义。文章阐述了高速公路监控系统的任务和作用、结构和控制以及应用。随着科学技术的发展，有理由相信在不久的将来，高速公路隧道监控系统将更加完善。 参考文献：

[1]中铁电气化局集团第一工程有限公司.高速公路监控应用软件需求分析，2010.5.

[2]黄凤武，陈勇，肖华，黎福海，程栋，崔丰曦.隧道照明节能控制系统研究与实现[].公路工程，2008 30）111-111