桃墅嶺隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案探討

羅東偉　秦治斌

摘要：本文針對(duì)橫跨兩省桃墅嶺隧道的特點(diǎn)，并依據(jù)兩方業(yè)主達(dá)成的會(huì)議紀(jì)要，提出了監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。

G35濟(jì)廣高速安慶至景德鎮(zhèn)段桃墅嶺隧道位于皖贛省界處，安徽端位于安徽省東至縣馬坑鄉(xiāng)老屋村，江西端位于江西省浮梁縣西湖鄉(xiāng)牛石村，隧道位于分離式路基段，為左右分離式單向行車(chē)隧道。

兩方業(yè)主達(dá)成的《安景、景鷹高速公路省界隧道建設(shè)與管理工作商洽會(huì)會(huì)議紀(jì)要》主要內(nèi)容有：統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分別建設(shè)、統(tǒng)一管理；隧道內(nèi)監(jiān)控、報(bào)警、救援等信息實(shí)現(xiàn)共享。

1隧道監(jiān)控管理模式

根據(jù)預(yù)測(cè)交通量、按照國(guó)標(biāo)《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD71-2004的隧道等級(jí)劃分，桃墅嶺隧道的監(jiān)控等級(jí)劃分如下表所示。

桃墅嶺隧道由安徽、江西兩省合建，隧道具體劃分見(jiàn)下表：

根據(jù)兩省之間高速公路的管理模式，安徽方的隧道管理站設(shè)置在馬坑主線收費(fèi)站，江西方的隧道管理站設(shè)置在經(jīng)公橋。在桃墅嶺隧道變電所設(shè)置無(wú)人值班現(xiàn)地控制站，其中無(wú)人現(xiàn)地控制站僅當(dāng)隧道管理站與隧道現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)通訊發(fā)生中斷時(shí)，才接替隧道管理站的功能隧道管理站，待通訊正常后自動(dòng)切換至正常的工作狀態(tài)，并上傳臨時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。另外，無(wú)人現(xiàn)地控制站平時(shí)還起到系統(tǒng)維護(hù)與檢修等功能。

桃墅嶺隧道監(jiān)控管理模式：路段監(jiān)控中心+隧道管理站+現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備三級(jí)管理模式。

路段監(jiān)控中心+隧道管理站+現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備三級(jí)管理模式

2隧道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸方案

桃墅嶺隧道監(jiān)控設(shè)備由PLC通過(guò)光纖收發(fā)器傳輸至隧道管理站。

3隧道圖像傳輸方案

隧道圖像傳輸方案采用節(jié)點(diǎn)光端機(jī)傳輸?shù)剿淼拦芾碚尽?/p>

4隧道現(xiàn)地控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案

桃墅嶺隧道由于監(jiān)控設(shè)備的種類(lèi)多而復(fù)雜，為了保證各監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性，桃墅嶺隧道的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案采用環(huán)形結(jié)構(gòu)：

隧道內(nèi)各監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)首先由布置在隧道內(nèi)和隧道變電所的本地控制器（PLC）進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和控制，本地控制器（PLC）通過(guò)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳至隧道變電所監(jiān)控室的現(xiàn)地管理計(jì)算機(jī)，用于現(xiàn)地控制，同時(shí)經(jīng)光纖收發(fā)器將數(shù)據(jù)傳送到隧道管理站管理。

5隧道控制方案

（隧道控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)下頁(yè)）桃墅嶺隧道由安徽、江西兩省合建，統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分開(kāi)管理。隧道內(nèi)本地區(qū)域控制器（PLC）通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換連接為10/100M光纖冗余工業(yè)以太網(wǎng)。在此一級(jí)，各本地控制器設(shè)置為主從關(guān)系，在隧道變電所內(nèi)設(shè)置的本地主控制器（主PLC）為主控，配有觸摸顯示屏，可連動(dòng)控制各本地控制器所接設(shè)備，加強(qiáng)火災(zāi)、事故時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)控制功能。通過(guò)軟件編程對(duì)安徽、江西兩省主控PLC進(jìn)行控制級(jí)別劃分，安徽段主PLC可對(duì)安徽省境內(nèi)的PLC及PLC下的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)功能，對(duì)江西省境內(nèi)的PLC及PLC下的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)只具有只讀功能；相反，江西段主PLC可對(duì)江西省境內(nèi)的PLC及PLC下的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)功能，對(duì)安徽省境內(nèi)的PLC及PLC下的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)只具有只讀功能。隧道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)主PLC傳輸至隧道管理站，隧道管理站內(nèi)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)隧道內(nèi)CO/VI值、風(fēng)速風(fēng)向值、光亮度值等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，當(dāng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值或發(fā)生異常時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的控制指令，隧道管理站監(jiān)控計(jì)算機(jī)能顯示隧道內(nèi)整個(gè)區(qū)域的控制模式，當(dāng)兩省隧道管理站一方更改控制指令時(shí)，另一方隧道監(jiān)控計(jì)算機(jī)能及時(shí)顯示報(bào)警信號(hào)同時(shí)能接收到對(duì)方發(fā)送的更改控制模式網(wǎng)絡(luò)提示短信及時(shí)做出相應(yīng)控制方案，保證隧道內(nèi)監(jiān)控模式統(tǒng)一。

6結(jié)束語(yǔ)

G35濟(jì)廣高速安慶至景德鎮(zhèn)段于08年11月建成通車(chē)，桃墅嶺隧道橫跨皖、贛兩省，后期運(yùn)營(yíng)期間兩省需要緊密合作，確保隧道內(nèi)發(fā)生事故時(shí)及時(shí)處理。于各個(gè)廠家的技術(shù)保護(hù)，本文中所提方案的工業(yè)交換機(jī)由兩省需通過(guò)協(xié)商保持一致。