探討電氣自動化在公路監控系統上的應用

■薛 源，鳳曉航

■1.陜西省高速公路建設集團公司，陜西 西安 710065;2.陜西建工安裝集團有限公司，陜西 西安 710068

隨著科學技術的不斷發展進步，人類在不斷地獲得發展的新動力與源泉，我國電氣自動化行業在我國各行各業不斷取得新的成就。在公路監控系統中，電氣自動化行業由于新技術與新設備的加入取得了新的發展，受到相關科技研究人員的重視。公路監控實現電氣自動化就是將公路控制系統的各個環節都能夠進行有機結合，從而能夠建立起一個較為完善的具有綜合性的自動化公路監控管理系統，實現對整個工程安全、有效、直觀的管理與控制。

1 公路自動化監控系統設計方案

公路自動化監控系統設計方案以陜西省作為具體案例，陜西省境內高速公路的橋隧比例大，且在其境內長隧道與特長隧道的數量較多，用于通風、照明的設備，以及相關的交通信號、火災報警、配電以及視頻監視的設備數量較多，分布范圍也較為廣泛。因此，對公路監控系統的實際控制能力提出了考驗，檢驗公路監控系統是否能夠適應如此難度的控制。所以在實際公路監控過程中，需要加強對交通情況、運行環境以及相關設備的運行情況進行控制與監管。加強提高相關管理部門對突發事件(如發生交通事故等)的應急處理能力，盡量減少事故的發生。需要保證各類外圍設備(如風機、照明以及配電等設備)能夠安全、穩定、有效運行。同時需要相關部門能夠提升自身的運營管理能力，降低隧道運營成本，延長隧道的使用壽命。并且能夠與當前先進的控制技術相結合，建立起由中央監控系統與區域監控系統、現場控制系統、工業控制網絡系統以及外場設備系統組成的公路監控系統[1]。

2 自動化監控系統

2.1 中央監控系統

(1)系統組成。中央監控系統中包括有監控中心中的中央監控計算機、打印設備以及大屏幕投影顯示設備。通過緊急電話系統、交通環境參數檢測系統、閉路電視監控系統以及火災自動檢測報警系統等收集到交通與環境異常的信息，通過監控計算機向所在區域發布相應的處理應急指令，從而實現對道路各類設備的控制與監管。

(2)系統功能。中央監控系統主要擁有兩種方式，即自動控制與人工干預控制。正常情況下，系統處于自動控制狀態，當發生異常情況時，系統會及時中斷正常的運行程序，進入應急處理狀態，做好相應的應急處理預案與指令，并向值班工作人員預警，值班人員在經過確定后執行控制方案。

第一，系統具有報警自動管理功能。主要是火災報警、高位消防水池水位出現異常、CO濃度與煙霧濃度出現異常、交通擁擠報警等。

第二，系統對的設備進行遠程、分級、分區、聯動控制。系統能夠對現場的視頻信號能夠進行顯示、錄像、報警等。對網絡攻擊具有一定的防御能力。

第三，系統能夠對交通與環境數據進行分類分析匯總分析，自動生成交通量歷史對比圖。顯示模擬出的交通運行情況，并能定時生成相應的統計圖表。根據實際的交通運行情況，發布相應的交通信息。自動備份重要的數據信息。并能夠檢測計算機硬件及軟件的運行狀況、區域控制器與工業控制網絡的實際運行狀況，出現異常情況時，能夠自動報警并打印出相關的診斷報告。

2.2 區域監控系統

區域監控系統是由變電所的觸摸屏組成。其主要是對全部的外場設備進行控制和監視。區域監控系統能夠實時收集現場控制系統網絡中的交通與環境信息，并依據方案，對與之關聯的交通控制設備進行控制與監視。

3 現場控制系統

3.1 系統組成

現場控制系統包含區域控制器與變電所區域控制。前者是對的外場設備進行監視與控制，后者是對變電所內的配電設備進行監視與控制。全部的區域控制器是利用工業級以太網環網與中央監控系統進行聯系，將外場設備的實際運行情況及時上傳至中央監控系統，并接受中央監控系統下發的各類控制指令。

3.2 系統功能

第一，在正常情況下，能夠進行自動控制。在發生緊急情況后，能夠及時向操作人員預警，并為操作員提供必要的控制方案，待工作人員確認或修正后，及時下發控制指令。

第二，系統的控制分為自動和手動，手動控制是在觸摸屏上進行的。在進行自動控制時，能夠不斷地收集交通參數，來判斷交通情況進行交通的自動控制。

4 工業控制網絡系統

(1)現場總線網絡。現場總線網絡實現了外場設備間的數據交換，并將各類外場設備的實際運行情況上傳區域控制器，并能夠將區域控制器的控制指令下發到相應的外場設備。

(2)工業以太網環網。監控中心與區域控制器之間會采用100M工業級以太網環網，并使用單模光纖連接，實現兩者之間數據的交換與信息的交流，并將外場設備的實際情況上送中央監控系統，并將中央監控系統的控制指令下發區域控制器。

5 外場設備系統

(1)現場總線設備。主要是對外場設備、本體控制器與數據進行交換。(2)隧道通風、照明與交通控制系統。通風與照明控制系統能夠對通風和照明設備的信號進行采集、控制等。交通控制系統主要是對消防設備的信號采集和監視等。(3)通信系統和閉路電視系統。通信系統能夠對隧道內、監控分中心及省交通骨干網等的數據進行交換。閉路電視系統是以對的視頻進行傳輸和處理等。(4)事故報警系統。火災檢測報警系統能對消防設備的信號進行采集、監視和控制等。緊急電話系統則可對的事故進行緊急求助與報警等。

[1]劉繼紅.淺談電氣自動化在公路監控系統上的應用[J].世界華商經濟年鑒·城鄉建設，2012，19(11):134.