宁石高速隧道监控系统设计方案

1.项目概述

宁陕至石泉高速公路，简称“宁石高速”，是陕西省安康市境内连接宁陕县与石泉县的高速公路，为陕西省高速公路网的组成部分之一。宁陕至石泉高速公路北起于宁陕县筒车湾镇筒车湾枢纽，南止于石泉县城关镇石泉东互通，线路全长51.784千米，道路为双向四车道高速公路，设计速度80千米/小时。
本项目包含一套隧道监控系统，隧道监控系统监控全线隧道内的交通控制、车行横洞卷帘门、隧道环境、隧道风机、微波车检器、消防泵等设备。

2.监控内容

宁石高速隧道监控系统的主要监控内容如下：

3.网络结构

隧道监控系统网络结构图如下图所示。

网络通信系统拓扑图

系统可分为三层：即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。
现场设备层：包含本地区域控制器、交通信号灯、车道指示器、卷帘门、风机、隧道环境监测仪、微波车检器、消防泵、斜井风机等。现场设备由安装在本地的区域控制器统一管理，并将所有设备的数据及状态分析后通过网络通讯层上传至服务器。
网络通讯层：网络通讯层包含现场智能网关、交换机、路由器等设备，是现场设备和管理软件进行数据交换的通道。
平台管理层：包含应用服务器、WEB服务器和数据库服务器，以及远程工作站等，主要用于数据采集、数据处理、数据存储、数据展示等功能，系统可根据用户的不同分配不同的权限，最高权限用户为管理员用户，其它用户由管理员创建，并由管理员分配用户权限。

4.系统功能介绍

4.1系统隧道指示界面

软件启动后，会进入隧道交通监控界面

画面顶部有导航栏，点击相应的按钮，可以切换至相应的隧道监控界面

4.2隧道交通监控

从界面中可看到，上行隧道为宁陕方向（左洞），下行隧道为石泉方向（右洞），在隧道上方标注有公里标，指示设备大概位置。

隧道交通监控对象主要指洞内车道指示器、隧道入口交通灯和微波车检器，可通过上方导航栏切换隧道界面，界面中显示了车道指示器和交通信号灯的当前状态，微波车检器的监测数据，如下图：

4.3通风及卷帘门控制

苍龙峡隧道、白鹿塬隧道、云雾山隧道这3条隧道中有风机控制和卷帘门控制，白家崖隧道有风机控制。在隧道交通界面中，右上角有一个向右的箭头图标，点击该图标，可将界面切换至风机控制界面；风机控制界面的左上角有一个向左的箭头图标，点击该图标，可将界面切换至苍龙峡风机及卷帘门控制界面。

4.4通信网络

在导航栏中点击通信网络，即可切换到通信网络界面，此界面展示了每个PLC设备、微波车检器、消防主机、消防泵站、气象站、紧急电话广播等设备的通信状态，红点表示设备离线，绿点表示设备在线，如下图：

4.5消防泵站

在苍龙峡、白鹿塬、云雾山、铜钱峡、白家崖交通控制界面中，点击下方图标，即可进入相应隧道的消防泵站界面，如下图：

在消防泵站界面中，可直接查看水池水位、泵及传感器状态，还可远程控制消防泵启停。

消防泵远程控制分为：自动控制和遥控控制，自动控制模式由PLC管理消防泵，根据水池水位、泵状态自动启停消防泵，无需人为干预；遥控控制模式即操作人员手动点击消防泵控制按钮，启停相应消防泵。

4.6事件查询

在导航栏中点击事件查询，即可切换到事件查询界面，如下图：

事件查询界面可按时间、按设备、按事件类型等多种方式查询历史事件。

4.7报警功能

当设备发生故障、状态变化、隧道环境监测值越限等事件时，监控系统能够自动发出报警信息，提示值班人员。报警方式包括：推出简报、发出音响、画面变色闪烁、数据变色等多种方式。

5.总结

隧道监控系统实时监控隧道内的交通、通风、排水设施等状况，方便运营管理者及时了解隧道内的情况。遇到异常情况时，能有效采取相应措施，增加隧道内车辆通行能力，延长隧道寿命，提高公路隧道突发事件的处置应对能力。
隧道监控系统在环境监测与控制、交通监控与管理以及设施维护与管理等方面发挥着重要作用。通过实时监测和智能控制，系统不仅提高了隧道的安全性和运行效率，还为相关部门提供了强有力的决策支持。