PLC在高速公路隧道監控系統的應用

劉玉君

摘 要：文章對高速公路隧道監控系統中PLC的應用原理等內容進行了總結，對基于PLC的高速公路隧道監控系統總體構架和子系統的構架進行了分析，從而更好的提高高速公路隧道監控系統的運營水平。

關鍵詞：PLC；高速公路；隧道監控系統

1 引言

道路交通逐漸發展隧道是道路交通中的重點管理對象，也是其重要組成部分之一，高速公路不斷修建也使得隧道的數量不斷增加，我國雖然國土遼闊，但是地域環境復雜，所以隧道中的監控系統的運行效率和作用在道路交通監控中占有重要比例。則隧道監控系統的經濟穩定性、可開發擴展性以及先進性等特點成為當前各個建設部門以及公路運輸部門都比較關注的問題。隨著計算機信息技術、通信技術以及微子技術的發展，讓公路交通的信息化以及智能化管理越來越高端，再結合上PLC的3C技術等特點，使其成為隧道監控系統中的核心監控工具，配合網絡通信，更好的管理和監控隧道中的交通情況。

2 PLC系統概述

隧道環境有著比較特殊的環境，其中安放的控制箱由于環境影響而容易變潮濕并影響其信道系統，再加上長期監控過程可能會由于隧道中汽車產生的尾氣、隧道中的顆粒煙塵物質等也會造成PLC部分組件的損傷，因此隧道監控系統必須要有著較高的質量要求和技術要求。隧道監控系統中最主要的組件就是PLC，只有其能夠滿足以上所述條件，再加上其自身特點更能高效、穩定的運行。

3 隧道監控系統的主要內容和基本要求

隨著我國社會經濟的不斷發展，高效的交通系統是社會經濟發展的基木條件，在高速公路逐漸成為我國交通系統中的主要組成部分的同時，在高速公路中交通事故的發生頻率也有了一定程度的增加，尤其是在高速公路的隧道中、為了降低頻發的隧道交通事故，保證車輛順利通行，目前主要是采用在高速公路隧道中配置監控系統，對隧道中的通風、行車以及照明系統實現即時全方位的監控，實現高速公路隧道中主要信息的及時采集、因此隧道中各方面信息如何高效采集，如何實現信息的準確性和精度是保證隧道中車輛順利通行的關鍵。

3.1 交通檢測控制

隧道中良好行車環境是車輛通行順暢及安全的前提，交管部門通過了解高速公路隧道中的信息還能夠及時的對行車作出合理的引導、高速公路隧道中監控內容主要包括交通檢測、照明檢測及通風檢測等，相應的控制這些內容的系統分別為交通檢測系統、照明檢測系統及通風檢測系統。

3.2 通風檢測控制

隧道內的通風情況是行車環境的重要內容，目前通過在隧道內設置風速儀來檢測隧道內的通風情況、如果高速公路隧道設立在海拔較高的地區，還要配備一氧化碳濃度檢測儀和能見度檢測儀，通風控制系統在對這些環境數據進行實時的檢測和采集后，針對性的控制隧道內風機的工作狀態，以此來實現各項空氣指標符合行車所需的各項指標、采用通風控制系統不僅能夠有效的保證隧道內的車輛通行安全，還能提高能源的利用效率符合我國科學發展觀的要求。

3.3 照明檢測控制

照明檢測控制系統的主要作用是不斷監測隧道內外的光照強度，根據外在天氣條件及時的調解隧道洞及內部照明回路的光照強度，保證隧道內行車能夠隨時獲得行車需要的光照條件，盡量避免行車司機出現所謂的黑洞效應和眩光效應，即從光照強度較強的白天進入隧道內產生的光照強度的反差，為駕駛員能夠輕松的適應隧道內部光照強度的變化，有效的降低高速公路行車事故的發生。

4 基于PLC的高速公路隧道監控系統總體構架

高速隧道監控系統總體構成：高速公路隧道監控系統以中央計算機和前端PLC構成隧道自動化系統，既能完成隧道機電設備、隧道環境狀況監控的功能，又可完成隧道信息管理的功能，其中的監控部分采用了具有高可靠性的PLC組成的，基于現場總線的集散控制結構的隧道可編程序控制器，使得整個自動化系統的可靠性得到保證。同時，PLC可以獨立工作，完成基本控制任務；現場總線的采用將使各個區域的監控任務變成相應PLC的分散監控任務，使得隧道布線更加簡單、合理。PLC的靈活配置使得隧道監控系統形成模塊結構，PLC系統可大可小，可根據現場要求進行合理分布。

隧道監控實行的是兩級管理方式，即值守點和隧道監控中心共同管理。前端PLC采集隧道內設備數據，通過隧道內架設的雙環光纖冗余現場總線上傳到值守點主控PLC，值守點可通過近端工控機對所管轄隧道內的數據進行整合，并對需要調整設備運行的情況的指令進行近端下發，完成對隧道設備的近端控制；各值守點匯集數據信息，通過站點節點機（VOX節點機）和整條高速公路組成的VOX環網上傳到隧道監控中心，隧道監控中心通過中心工控機對高速所有隧道設備數據進行整合，并根據實際道路情況向近端PLC下發運行指令。

5 基于PLC的高速公路隧道監控子系統的構架

5.1 交通監控

隧道內采用車輛的微波檢測器以及車道指示標志和限速標志，加上信息可變情報板和交通信號燈等信息，對微波車輛檢測器提供的車道信息進行處理，以判斷隧道內交通狀況；根據隧道及路段狀況調整可變信息情報板顯示內容；將隧道內采集處理后的數據上傳到隧道監控管理中心服務器。

5.2 照明系統控制

通過采集隧道洞內外光強檢測器的數值，根據光強參數進行隧道照明控制。也可以根據時間參數來進行隧道照明控制。

5.3 消防控制

消防控制子系統中的報警是有雙層方案的，即自動報警與手動報警，PLC根據串口協議與火警控制器相連，可準時獲取火災情況并進行反饋。同時中心控制區的計算機系統有著各樣的控制方案以針對各種交通情況，例如滅火系統、通風系統以及照明系統等，這都是為了方便隧道管理以及意外情況發生等。

5.4 通風控制

隧道內所含有的一氧化碳的透過率檢測后所得數據再結合相關準則進行判斷能夠對風機的轉動、轉速以及轉向等進行控制，使得隧道內的安全狀況在保持的情況下還能夠達到節省資源、保護環境的目的。

6 結語

高速公路隧道監控系統的設計目的是讓相關監管人員及時、全面了解隧道內的交通情況，及時發現公路運行障礙并給與及時處理。PLC成為了當前隧道監控系統的核心裝備，使用PLC系統可以大幅提高高速公司隧道監管系統的效率，節約資源，減少成本，提高總體經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 王永振，PLC在高速公路隧道監控系統中的應用[J].智慧工廠，2012（04）.

[2] 李金，鄭曉鳴，白小果，PLC及網絡技術在高速公路供電系統中的應用[J].上海船舶運輸科學研究所學報，2013（02）.

[3]孫欽凱.監控系統在高速公路隧道工程中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（04）.

[4]張哲.淺析PLC在高速公路隧道監控系統中的應用[J].數字技術與應用，2013（09）.

（作者單位：廣東新粵交通投資有限公司）