一、引言

　　隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)測、報警和控制及誘導(dǎo)設(shè)備3大類，除CCTV、廣播、報警設(shè)備（火災(zāi)檢測、報警按鈕、緊急電話）幾類自成系統(tǒng)外，其他設(shè)備一般都通過區(qū)域控制器及構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控，可以說網(wǎng)絡(luò)是隧道監(jiān)控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。一般隧道監(jiān)控分3個層次：上層為中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，中間為區(qū)域控制器，下層為各種檢測設(shè)備（車輛檢測器、能見度檢測器、CO濃度檢測器、風(fēng)速風(fēng)向檢測器、亮度檢測器、超高車輛檢測器等）和控制及誘導(dǎo)設(shè)備（車道控制器標(biāo)志、交通燈、可變情報板、可變限速標(biāo)志等）。區(qū)域控制器為現(xiàn)場監(jiān)控的，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場設(shè)備信息，處理后傳給上位機(jī)，而上位機(jī)的控制命令則發(fā)給區(qū)域控制器，再由區(qū)域控制器解釋后發(fā)給相應(yīng)設(shè)備。當(dāng)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)癱瘓時，區(qū)域控制器可獨(dú)立運(yùn)行管理本區(qū)域設(shè)備，使其仍能正常工作，保障隧道正常運(yùn)行，因此區(qū)域控制器應(yīng)是高度可靠的?，F(xiàn)在常用工控機(jī)或PLC作為區(qū)域控制器控制部分，而PLC由于其設(shè)計(jì)專門針對穩(wěn)定性、實(shí)時性要求極高的工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域，對于環(huán)境要求也遠(yuǎn)低于工控機(jī)，從而比工控機(jī)更適用于隧道監(jiān)控現(xiàn)場。

　　二、背景

　　廣西桂林至梧州公路馬江至梧州段是國家規(guī)劃西部開發(fā)阿榮旗至北海公路中南寧—梧州—桂林支線的重要組成路段，是廣西公路網(wǎng)主骨架的重要組成部分。全線設(shè)有武嶺互通、倒水互通、梧州互通、蒼梧互通以及平浪等5處互通立交，設(shè)有茶子腳隧道、朝塘隧道、河尾沖隧道、方埇隧道、葉板埇隧道、大柚埇隧道以及飛田等7處隧道。

　　本路開通5年后茶子腳隧道監(jiān)控等級為A級、朝塘監(jiān)控等級為C級，其余隧道均為B級。按照隧道劃分標(biāo)準(zhǔn)，其中茶子腳隧道為特長隧道，朝塘隧道為短隧道，其他隧道為中隧道。方埇隧道、葉板埇隧道、大柚隧道構(gòu)成隧道群。

　　隧道監(jiān)控系統(tǒng)采用易控（INSPEC）2009上位組態(tài)軟件開發(fā)，它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動系統(tǒng)（RTU System,Remote Terminal Unit）。

　　三、監(jiān)控系統(tǒng)簡介

　　廣西馬梧隧道監(jiān)控系統(tǒng)采用分層多級控制，控制界別包括局監(jiān)控總中心-平浪監(jiān)控分中心-隧道管理所-本地控制器。其中局監(jiān)控總中心不在本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

　　現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)經(jīng)外場設(shè)備采集至本地控制器，然后經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)傳送至隧道管理所，再由隧道管理所經(jīng)以太網(wǎng)傳送至平浪監(jiān)控分中心，終傳送至局監(jiān)控總中心。

　　隧道監(jiān)控系統(tǒng)由九個子系統(tǒng)構(gòu)成：交通監(jiān)控子系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警子系統(tǒng)、隧道通風(fēng)控制子系統(tǒng)、隧道照明控制子系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)、緊急電話子系統(tǒng)、指令電話子系統(tǒng)、有線廣播子系統(tǒng)。其中交通監(jiān)控、閉路電視監(jiān)視、火災(zāi)自動報警、緊急電話、指令電話、有線廣播子系統(tǒng)為獨(dú)立的子系統(tǒng)，通風(fēng)控制、電力監(jiān)控、隧道照明控制在邏輯上相對獨(dú)立，在系統(tǒng)構(gòu)成上則合成一體。

　　1.系統(tǒng)總體框架

　　本監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型，由數(shù)據(jù)服務(wù)器、客戶端工作站構(gòu)成，通過光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。服務(wù)器工程實(shí)時采集隧道外場所有設(shè)備數(shù)據(jù)信息，自行進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和存儲，并為客戶端工程提供所有實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；客戶端工程提供人機(jī)交互界面，操作員通過客戶端工程向服務(wù)器工程發(fā)送請求監(jiān)視和控制隧道內(nèi)的所有設(shè)備。人機(jī)界面（Human–Machine Interaction，簡稱HMI），是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。是指人和機(jī)器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域或稱界面所說人機(jī)結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機(jī)器的硬接觸和軟觸，此結(jié)合面不僅包括點(diǎn)線面的直接接觸，還包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制的作用空間。人機(jī)結(jié)合面是人機(jī)系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全人機(jī)工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法手段措施安全人機(jī)學(xué)。

　　監(jiān)控系統(tǒng)總體框架示意圖如下：

　　系統(tǒng)中，包含數(shù)據(jù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器、工作站以及其他各獨(dú)立子系統(tǒng)（消防子系統(tǒng)、電話子系統(tǒng)、CCTV子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、電力子系統(tǒng)等），實(shí)現(xiàn)對隧道內(nèi)所有外場設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)采集和命令下發(fā)。

　　2.系統(tǒng)運(yùn)行模型

　　本系統(tǒng)具體運(yùn)行模型如下圖：

　　3.各集成監(jiān)控子系統(tǒng)

　　1>交通子系統(tǒng)

　　交通監(jiān)控子系統(tǒng)主要由交通檢測與交通信號控制兩部分組成。

　　在茶子腳隧道、方埇隧道-葉板埇隧道-大柚埇隧道群、飛田隧道出入口設(shè)置車輛檢測器，主要用于交通流量、平均車速、占有率等交通參數(shù)的檢測，并判斷隧道內(nèi)的堵塞情況，也是通風(fēng)和隧道照明控制子系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)。

　　交通信號控制主要是用于協(xié)助疏導(dǎo)交通、給司機(jī)提供信息，以保證道路安全暢通，提高路網(wǎng)整體通行能力，通過在接線道路區(qū)、引道區(qū)、隧道及其出入口區(qū)的信號指示，達(dá)到分流、啟閉車道、脅迫車輛改道等作用。

　　本系統(tǒng)由交通監(jiān)控計(jì)算機(jī)、隧道工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、隧道本地控制器、外場設(shè)備以及傳輸通道等組成。本地控制器系統(tǒng)通過檢測交通及隧道環(huán)境參數(shù)收集、存儲和管理外場設(shè)備數(shù)據(jù)，監(jiān)視外場設(shè)備工作狀態(tài)，給監(jiān)控室，并且接受監(jiān)控室命令對外場設(shè)備進(jìn)行控制；另外它還具有本地自動控制的功能，在維修或測試等需要時可由隧道內(nèi)的本地主控制器作為中心進(jìn)行控制。

　　交通子系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)控交通信號燈、車道指示器、車輛檢測器、可變情報板等外場設(shè)備?？杀O(jiān)視或控制交通信號燈紅燈、黃燈、綠燈、轉(zhuǎn)向燈四種狀態(tài)；車道指示器正面綠箭反面綠箭、正面綠箭反面紅叉、正面紅叉反面綠箭、正面紅叉反面紅叉四種狀態(tài)；可實(shí)時獲取任意車輛檢測器的各項(xiàng)交通數(shù)據(jù)，同時可自行根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)計(jì)算出此路段的交通擁堵情況，并在監(jiān)控畫面中以紅（擁堵）、黃（緩慢）、無色（正常）三種狀態(tài)反饋給監(jiān)控人員；可實(shí)時動畫模擬現(xiàn)場所有情報板所發(fā)布的文字、圖片等信息，同時可下發(fā)指令給情報板控制器，下發(fā)任意文字、圖片信息進(jìn)行交通信息誘導(dǎo)。

　　交通子系統(tǒng)亦結(jié)合預(yù)案系統(tǒng)，當(dāng)隧道出現(xiàn)任意事故時，調(diào)動各外場設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制，保障隧道交通正常運(yùn)行。

　　2>消防子系統(tǒng)

　　消防子系統(tǒng)為獨(dú)立子系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)采用光纖光柵感溫探測系統(tǒng)，光纖光柵傳感是通過對光纖內(nèi)部寫入的光柵反射或者折射光譜的檢測實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的檢測。

　　消防子系統(tǒng)，在隧道出現(xiàn)火災(zāi)事故時，及時結(jié)合預(yù)案管理系統(tǒng)，由管理所監(jiān)控人員人工執(zhí)行火災(zāi)預(yù)案，控制隧道內(nèi)的射流風(fēng)機(jī)的啟停、各卷簾門相應(yīng)的開啟或關(guān)閉，同時，結(jié)合現(xiàn)場情況，及時關(guān)閉事故路段入口的交通信號燈，相應(yīng)的更改本路段上的所有車道指示器，結(jié)合可變情報板，誘導(dǎo)隧道內(nèi)事故路段或其他路段的所有車輛安全駛離事發(fā)路段，保證現(xiàn)場所有車輛的行車安全。

　　3>電話子系統(tǒng)

　　緊急電話在長隧道出入口和隧道內(nèi)每200米設(shè)置一套，用于司機(jī)在緊急情況時進(jìn)行呼救求援；指令電話設(shè)在隧道口變電所以及隧道管理所內(nèi)，利用程控交換機(jī)的熱線和會議電話功能實(shí)現(xiàn)本路的指令電話系統(tǒng)。

　　在隧道管理所設(shè)有緊急/指令電話控制臺，用于處理司機(jī)的救援信息。通過控制臺的接口，可以在工作站上顯示緊急電話的號碼與位置等信息。

　　本子系統(tǒng)可實(shí)時檢測隧道內(nèi)任意一部電話的呼叫狀態(tài)，如有電話呼叫求救時，管理所的監(jiān)控畫面上將自動切換出電話呼叫位置，并用相應(yīng)的動畫閃爍來描述報警類型，同時，系統(tǒng)會控制CCTV系統(tǒng)，將報警點(diǎn)處的三路實(shí)時視頻信號以及當(dāng)前隧道入口處的一路視頻信號自動切換至監(jiān)控主機(jī)中，供管理所內(nèi)監(jiān)控人員及時了解現(xiàn)場的情況。

　　4>通風(fēng)子系統(tǒng)

　　由于隧道內(nèi)汽車排放的廢氣、行駛時帶起路面上的煙氣和粉塵不易擴(kuò)散，對人體非常有害，也影響行車安全，因此隧道內(nèi)保持良好的空氣是行車安全的必要條件。通風(fēng)控制子系統(tǒng)可以根據(jù)檢測到的環(huán)境數(shù)據(jù)、交通量信息控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)、風(fēng)向、運(yùn)行時間，并且能實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行和保持風(fēng)機(jī)較佳壽命的控制運(yùn)行，并在發(fā)生火災(zāi)時根據(jù)不同地點(diǎn)，進(jìn)行相應(yīng)的火災(zāi)排煙處理，以保證隧道的安全及運(yùn)行環(huán)境的舒適性。

　　對風(fēng)機(jī)的控制通過通風(fēng)監(jiān)控子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，通風(fēng)監(jiān)控設(shè)備與隧道內(nèi)的本地控制器相連，由監(jiān)控室或本地控制器根據(jù)隧道內(nèi)的交通及環(huán)境狀況制定相應(yīng)的控制方案，由本地控制器相應(yīng)模塊控制風(fēng)機(jī)軟啟動器供電回路，進(jìn)而控制隧道通風(fēng)。

　　通風(fēng)控制子系統(tǒng)由交通監(jiān)控計(jì)算機(jī)、隧道本地控制器、風(fēng)機(jī)、CO/VI檢測器以及傳輸通道等組成。通風(fēng)控制分為自動控制和手動控制兩種方式，其中人工控制優(yōu)先權(quán)高于自動控制。系統(tǒng)中帶有火災(zāi)發(fā)生后排煙控制方案提示，經(jīng)人工修正后可以對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，也可以進(jìn)行人工控制。

　　5>照明子系統(tǒng)

　　由于隧道內(nèi)、外的亮度差別較大，因此司機(jī)在進(jìn)出隧道時會產(chǎn)生種種特殊的視覺問題，因此如何使駕駛員適應(yīng)隧道內(nèi)外的亮度差，以保證行車安全，節(jié)約用電，是隧道照明控制子系統(tǒng)的重要目的。

　　在茶子腳隧道入口洞內(nèi)/外設(shè)置光強(qiáng)檢測器共4套，其檢測數(shù)據(jù)作為對隧道的照明回路實(shí)施控制的依據(jù)，對于出口段的照明可參照入口進(jìn)行控制，不再設(shè)置光強(qiáng)檢測器。

　　本路隧道的照明系統(tǒng)是由隧道變電站集中供電的，其控制也是通過變電站來集中控制。因此，對隧道內(nèi)照明系統(tǒng)的控制可通過控制洞口變電所內(nèi)低壓柜的相應(yīng)回路來實(shí)現(xiàn)。變電所工控機(jī)通過獲取的光強(qiáng)監(jiān)測器參數(shù)自動調(diào)節(jié)隧道照明亮度，通過工業(yè)以太網(wǎng)將有關(guān)信息傳送至上級隧道管理所，并接受來自上級隧道管理所的控制指令。

　　照明子系統(tǒng)提供根據(jù)光強(qiáng)檢測值來控制照明和通過時間/季節(jié)變換來控制照明，以保證省電、有效的控制照明系統(tǒng)。

　　6>電力子系統(tǒng)

　　電力監(jiān)控子系統(tǒng)，通過變電站內(nèi)的各個電力設(shè)備監(jiān)控單元對電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，以保證各個電力設(shè)備可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

　　UPS（ Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時的 UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（ 事故停電 ）時， UPS 立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS作為保護(hù)性的電源設(shè)備，它的性能參數(shù)具有重要意義，應(yīng)是我們選購時的考慮重點(diǎn)。市電電壓輸入范圍寬，則表明對市電的利用能力強(qiáng)（減少電池放電）。輸出電壓、頻率范圍小，則表明對市電調(diào)整能力強(qiáng)，輸出穩(wěn)定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩(wěn)定性，而電壓穩(wěn)定度則說明當(dāng)UPS突然由零負(fù)載加到滿負(fù)載時，輸出電壓的穩(wěn)定性。

　　還有UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時間等都是表征UPS性能的重要參數(shù)，決定了對負(fù)載的保護(hù)能力和對市電的利用率。性能越好，保護(hù)能力也越強(qiáng)，總的來說，后備式UPS對負(fù)載的保護(hù)差，在線互動式略優(yōu)之，在線式則幾乎可以解決所有的常見電力問題。當(dāng)然成本也隨著性能的增強(qiáng)而上升。因此用戶在選購UPS時，應(yīng)根據(jù)負(fù)載對電力的要求程度及負(fù)載的重要性不同，而選取不同類型的UPS。

　　本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對茶子腳隧道中的2套UPS設(shè)備以及蘇屋隧道群中的6套UPS設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，在隧道管理所中的監(jiān)控畫面中，可實(shí)時查看任意UPS設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。包括輸入/輸出電壓、輸入頻率、電池電壓、環(huán)境溫度、UPS類型、UPS故障等等設(shè)備具體信息。

　　7>CCTV子系統(tǒng)

　　閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)（簡稱：CCTV子系統(tǒng)）用以直觀、及時地觀測隧道內(nèi)的交通運(yùn)行情況和事故現(xiàn)場，對特殊事件進(jìn)行確認(rèn)，為救災(zāi)排險提供手信息。對隧道通道實(shí)行全范圍、全段面的人工監(jiān)視，以便于中心管理值班人員清楚了解整個隧道及出入口的基本情況，并及時獲得意外情況的信息。采用高清晰度，寬動態(tài)攝像機(jī)解決了庫區(qū)內(nèi)照明強(qiáng)度不均勻?qū)D象質(zhì)量產(chǎn)生的影響；采用全D1錄像機(jī)格式硬盤錄像機(jī)解決了對高清晰錄像回放圖像的要求。經(jīng)過本司改/擴(kuò)建后的系統(tǒng)不僅擴(kuò)大了系統(tǒng)規(guī)模（由48臺擴(kuò)至197臺），而且改/擴(kuò)建后系統(tǒng)的錄像方式由原來每秒9幀速率提高到實(shí)時25幀錄像，放像質(zhì)量達(dá)到全D1（DVD畫質(zhì)）。錄像周期時間達(dá)到28天。

　　茶子腳隧道、方埇隧道-葉板埇隧道-大柚埇隧道群、飛田隧道洞內(nèi)按每150米左右（在緊急停車帶根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增設(shè)）間距安裝固定攝像機(jī)，順車輛行駛方向設(shè)置，保證整個隧道內(nèi)無盲點(diǎn)；在隧道兩端入口前設(shè)置室外型彩色遙控?cái)z像機(jī)，在無人職守隧道變電所設(shè)置室內(nèi)型彩色遙控?cái)z像機(jī)。

　　本子系統(tǒng)是由隧道管理所視頻以太網(wǎng)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)等設(shè)備組成。任意一路圖像均可在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)時顯示，隧道管理所可對隧道外場遙控?cái)z像機(jī)進(jìn)行控制，并對隧道視頻圖像進(jìn)行循環(huán)編碼存儲，當(dāng)有事件時，有觸發(fā)信號保存事件前后的錄像。

　　閉路電視系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，采用獨(dú)立的視頻網(wǎng)絡(luò)傳送視頻圖像數(shù)據(jù)。在平浪監(jiān)控分中心和隧道管理所內(nèi)，工作站可以通過視頻編碼器獲取實(shí)時視頻圖像信號，并使用監(jiān)控系統(tǒng)工作站中的模擬云臺控制臺對矩陣CPU卡下發(fā)命令來控制帶云臺攝像頭的上/下/左/右、放大/縮小、變焦等操作。本子系統(tǒng)可同時切換一路、兩路、四路三種模式視頻信號，保證可隨意查看隧道各個攝像頭的視頻信號。

　　8>網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

　　本子系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測茶子腳隧道管理所局域網(wǎng)中19部網(wǎng)絡(luò)光交換機(jī)和蘇屋隧道管理所局域網(wǎng)中的17部網(wǎng)絡(luò)光交換機(jī)的通信狀態(tài)以及報警狀態(tài)，實(shí)時監(jiān)測各個光交換機(jī)的電端口、光端口的通信狀態(tài)，以及主電源輸入、從電源輸入、自愈環(huán)狀態(tài)的通信狀態(tài)。

　　9>事件錄入子系統(tǒng)

　　系統(tǒng)在事故發(fā)生后可記錄事故的發(fā)生時間、事故類型、發(fā)生點(diǎn)起始樁號、事故描述、事故解除時間等等信息，并存入數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，以便以后事故的歷史記錄查詢。同時，用戶可由事件錄入子系統(tǒng)來觸發(fā)預(yù)案管理子系統(tǒng)，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生緊急交通事故時，由監(jiān)控員通過視頻圖像確認(rèn)現(xiàn)場事故后，通過事件錄入子系統(tǒng)確認(rèn)緊急事故，激活預(yù)案管理子系統(tǒng)，預(yù)案子系統(tǒng)會根據(jù)事故點(diǎn)的位置和類型提供給操作員可使用的緊急預(yù)案，由操作員確認(rèn)預(yù)案可操作性后選擇下發(fā)并執(zhí)行。

　　10>預(yù)案管理子系統(tǒng)

　　預(yù)案管理子系統(tǒng)為本監(jiān)控系統(tǒng)的一套輔助子系統(tǒng)，分為預(yù)案管理器和預(yù)案執(zhí)行器兩大模塊。

　　預(yù)案管理器，為外部應(yīng)用程序，可放置局域網(wǎng)內(nèi)的任意工作站上，由隧道管理所系統(tǒng)管理員進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)案的編制、編輯和刪除操作。管理員可根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中提供的報警點(diǎn)，針對每一個獨(dú)立的報警點(diǎn)，制定一系列緊急事故處理預(yù)案；在預(yù)案中，管理員可編制各種執(zhí)行步驟和執(zhí)行動作，具體到指定預(yù)案中按指定順序?qū)ΡO(jiān)控系統(tǒng)中的指定數(shù)據(jù)庫變量進(jìn)行預(yù)控制值的設(shè)定，便于預(yù)案執(zhí)行器的相關(guān)預(yù)案動作的執(zhí)行。

　　預(yù)案執(zhí)行器，為本監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部嵌入組件，根據(jù)預(yù)案的相應(yīng)的條件判斷，來觸發(fā)預(yù)案執(zhí)行器。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生緊急事故時，本監(jiān)控系統(tǒng)可自動檢測出事故發(fā)生地點(diǎn)、事故類型等信息，同時在監(jiān)控畫面的相應(yīng)事故點(diǎn)以動畫閃爍方式向操作員告警，如果事故點(diǎn)并不在當(dāng)前監(jiān)控畫面中，則系統(tǒng)自動切換當(dāng)前事故點(diǎn)畫面為當(dāng)前畫面，將事故點(diǎn)為明顯的反饋給操作員；與此同時，系統(tǒng)觸發(fā)預(yù)案執(zhí)行器，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先制定好的預(yù)。

　　本系統(tǒng)中的預(yù)案子系統(tǒng)為重要部分，當(dāng)隧道事故時，它將調(diào)動所集成的所有子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動控制，包括控制交通信號燈的紅黃綠掉頭燈、車道指示器的正/反面的綠箭/紅叉、射流風(fēng)機(jī)的正/反轉(zhuǎn)啟停、情報板的文字/圖片的命令下發(fā)、交通/火災(zāi)/電話事故報警單元的動畫報警、照明的控制、監(jiān)控畫面的自動切換、事故點(diǎn)的自動定位、CCTV子系統(tǒng)各個攝像頭視頻信號的自動切換等等。

　　四、系統(tǒng)特色

　　1、大畫面漫游

　　如上圖監(jiān)控主界面布局所示，在下部“漫游引導(dǎo)區(qū)”中，為隧道整體縮略圖，用戶可點(diǎn)擊其上任意位置，“顯示區(qū)域”的主監(jiān)控界面即會自動定位至相應(yīng)監(jiān)控區(qū)域，方便了用戶對于大畫面定位的需求，同時，用戶還可以使用鼠標(biāo)在“顯示區(qū)域”的主監(jiān)控區(qū)域中手工拖動畫面，以瀏覽整個隧道內(nèi)的任意位置。

　　“漫游引導(dǎo)區(qū)”中包含有道路交通狀況插件，其通過外場設(shè)備的車輛檢測器實(shí)時采集的交通流量、平均速度、密度等數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶自定義的擁堵、擁擠閾值，時刻判斷出相應(yīng)路段的道路狀況是否擁堵，在漫游區(qū)中，通過黃色來表示道路擁擠緩慢狀態(tài)，通過紅色來表示道路擁堵狀態(tài)，便于監(jiān)控人員方便明了的監(jiān)控隧道內(nèi)的交通狀況。

　　2、情報板操作控制

　　可變情報板屬于獨(dú)立開發(fā)的控件，直接嵌入工程中，可根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際文本、動畫顯示效果，在上位監(jiān)控工作站中實(shí)時模擬反饋給監(jiān)控人員，包括顯示文本/圖片的內(nèi)容、顏色等，以及立顯、左移、右移等入屏方式的動畫模擬效果。

　　用戶可新建或編輯播放列表，針對列表中的每一個播放項(xiàng)目，編輯要顯示的文本或動畫，并提供入屏方式、出屏方式、停留時間、速度等信息的配置。此次馬梧高速中選用的可變信息標(biāo)志，其控制器中可自行存儲0到99號100個播放列表，上位可直接下發(fā)播放列表號，即可更換情報板中的信息顯示內(nèi)容，同時開放通訊協(xié)議，用戶可直接通過協(xié)議編輯控制器中所存儲的播放列表內(nèi)容，更為靈活的控制可變情報板標(biāo)志，使其上的發(fā)揮了在道路誘導(dǎo)功能上的優(yōu)勢。

　　3、視頻監(jiān)控

　　視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，它是一種防范能力較強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。視頻監(jiān)控以其直觀、準(zhǔn)確、及時和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。近年來，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長足的發(fā)展。視頻采集系統(tǒng)主要由各觀測點(diǎn)的攝像機(jī)組成，主要完成視頻圖像信號采集。由現(xiàn)有8個高性能彩色數(shù)碼攝像機(jī)組成。主要實(shí)現(xiàn)對每個采集點(diǎn)的視頻采集。圖像監(jiān)控各部位布防簡介：在超市的每個收銀臺上各設(shè)1個固定式監(jiān)控點(diǎn)，共：5 個點(diǎn)；在飾品柜臺邊與化妝柜邊上各設(shè)一個帶球型云臺的監(jiān)控點(diǎn)，共2個；在開票柜上設(shè)1個固定式監(jiān)控點(diǎn)；在正大門口上設(shè)置1個監(jiān)控點(diǎn)；在超市的銷售區(qū)域里分配設(shè)7個監(jiān)控點(diǎn)；整個工程共設(shè)16個監(jiān)控點(diǎn)。

　　馬梧高速中茶子腳隧道為特長隧道，長3.3公里，共設(shè)置了56個攝像頭，其中2個入口處分別設(shè)置了云臺攝像頭；蘇屋隧道群共設(shè)置了41個攝像頭，其中8個附帶云臺控制功能，用戶可通過上位操作云臺，轉(zhuǎn)動監(jiān)控?cái)z像頭，實(shí)現(xiàn)360°角度監(jiān)控，同時可完成放大縮小、變焦等功能。茶子腳隧道因長度因素，在設(shè)計(jì)時，采用了4路視頻線路，每條線路并不按順序依次覆蓋所有攝像頭，而是交叉采集傳輸，即每路線路穿插、跳躍傳輸隧道上/下行隧道中的攝像頭，以保證了某一路視頻線路出現(xiàn)故障，并不會導(dǎo)致隧道某一片區(qū)域無視頻信號，而僅僅只是整條隧道中跳躍式的出現(xiàn)視頻信號故障。

　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長、社會的迅速進(jìn)步和國力的不斷增強(qiáng)，銀行、電力、交通、安檢以及軍事設(shè)施等領(lǐng)域?qū)Π踩婪逗同F(xiàn)場記錄報警系統(tǒng)的需求與日俱增，要求越來越高，視頻監(jiān)控在生產(chǎn)生活各方面得到了非常廣泛的應(yīng)用。雖然監(jiān)控系統(tǒng)己經(jīng)廣泛地存在于銀行、商場、車站和交通路口等公共場所，但實(shí)際的監(jiān)控任務(wù)仍需要較多的人工完成，而且現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常只是錄制視頻圖像，提供的信息是沒有經(jīng)過解釋的視頻圖像，只能用作事后取證，沒有充分發(fā)揮監(jiān)控的實(shí)時性和主動性。為了能實(shí)時分析、跟蹤、判別監(jiān)控對象，并在異常事件發(fā)生時提示、上報，為政府部門、安全領(lǐng)域及時決策、正確行動提供支持，視頻監(jiān)控的“智能化”就顯得尤為重要。智能視頻監(jiān)控是利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對視頻信號進(jìn)行處理、分析和理解，在不需要人為干預(yù)的情況下，通過對序列圖像自動分析對監(jiān)控場景中的變化進(jìn)行定位、識別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷目標(biāo)的行為，能在異常情況發(fā)生時及時發(fā)出警報或提供有用信息，有效地協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并限度地降低誤報和漏報現(xiàn)象。

　　4、電話報警

　　在馬梧隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，也融入了緊急電話子系統(tǒng)，茶子腳隧道共設(shè)置34部緊急電話，隧道群共設(shè)置14部緊急電話。在上位集成監(jiān)控系統(tǒng)中，緊急電話可實(shí)時檢測各種類型報警。

　　當(dāng)隧道內(nèi)任意一部緊急電話呼叫報警時，監(jiān)控系統(tǒng)接收到電話子系統(tǒng)報警信號，根據(jù)報警電話編號以及報警類型，通過文本、動畫、視頻等方式給予報警。當(dāng)電話報警時，首先監(jiān)控主畫面會自動定位切換至電話報警相應(yīng)位置，同時，相應(yīng)編號的電話插件由正常狀態(tài)切換為電話呼入狀態(tài)，并以閃爍動畫的方式給予報警；隨后監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時報警窗中出現(xiàn)此電話的報警文本內(nèi)容，紅色高亮顯示在報警窗上方。

　　電話子系統(tǒng)聯(lián)動CCTV子系統(tǒng)，通過文本、動畫、視頻等方式，自動定位監(jiān)控畫面，以為準(zhǔn)確、高效的報警方式，協(xié)助操作員監(jiān)控隧道內(nèi)的所有報警。此種功能，不僅從畫面動畫上，還是事務(wù)邏輯處理能力上，都成為易控（INSPEC）組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)隧道監(jiān)控的一大特色功能。

　　5、事件錄入

　　通過事件錄入平臺，在監(jiān)控系統(tǒng)中，用戶可隨時記錄現(xiàn)場所發(fā)生的任何事故信息，報警事件的發(fā)生時間、發(fā)生樁號、事件類型、事件描述說明等，同時，可對之前所記錄的事件發(fā)生記錄進(jìn)行更新記錄，例如事件的解除等。

　　事件錄入信息，可通過報表功能，檢索出所需要的事件結(jié)果集，打印出相應(yīng)的事件記錄報表。馬梧隧道監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合此事件錄入功能，更為全面的協(xié)助了監(jiān)控員對于馬梧隧道的監(jiān)控工作，有力的保障了對于隧道所發(fā)生的所有事故信息的記錄功能，更為充分的服務(wù)于本系統(tǒng)的使用人員。

　　6、聯(lián)動控制與預(yù)案管理

　　不管是在交通行業(yè)中，還是在其他領(lǐng)域里，上位集成監(jiān)控不僅要實(shí)現(xiàn)對于外場所有設(shè)備的單一監(jiān)視、控制功能外，還需要能夠隨所有外場設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制的功能，即自動化行業(yè)中的聯(lián)動控制，這一功能隨即也成為了監(jiān)控行業(yè)中為重要也特點(diǎn)的功能。

　　不管是由本地控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)聯(lián)動控制、還是由上位集成監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)預(yù)案聯(lián)動，都是對監(jiān)控行業(yè)的一大考驗(yàn)。PLC = Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的部分。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC,plc自1966年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強(qiáng)大。

　　該項(xiàng)目中，為典型的幾處小型聯(lián)動控制預(yù)案就包含通風(fēng)聯(lián)動、照明聯(lián)動等。隧道內(nèi)，隨時可能因?yàn)槠囄矚獾呐欧呕蛘呱硥m的污染等，造成隧道內(nèi)的CO濃度過高、VI能見度的降低等，這些都成為交通上的無形殺手，本地控制器中的邏輯單元實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)聯(lián)動功能，即通過監(jiān)視CO/VI的實(shí)時采集值，根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值，判斷是否應(yīng)該開啟隧道內(nèi)的射流風(fēng)機(jī)，抽出有害氣體煙霧，送入隧道外新鮮空氣，同時根據(jù)實(shí)時檢測值和報警點(diǎn)在隧道內(nèi)的實(shí)際位置，開啟相應(yīng)位置上的相應(yīng)臺數(shù)的風(fēng)機(jī)，以保證在節(jié)約用電、環(huán)保的基礎(chǔ)上為有效的控制隧道內(nèi)的CO/VI值，保障隧道安全行車條件。

　　除通風(fēng)聯(lián)動外，照明聯(lián)動也尤為重要。隧道內(nèi)的照明設(shè)備是必不可少的，但也不可能永遠(yuǎn)使用照明設(shè)備讓其常亮，這樣會造成無車或少車流量的情況下的電力資源的浪費(fèi)。故而設(shè)計(jì)在隧道入口處的洞內(nèi)、洞外設(shè)置洞內(nèi)/外光強(qiáng)檢測器，以檢測出洞內(nèi)外的光強(qiáng)值，根據(jù)實(shí)時檢測值和洞內(nèi)外的差值，監(jiān)控系統(tǒng)自動根據(jù)預(yù)設(shè)閾值開啟或關(guān)閉相應(yīng)路段的照明設(shè)施，以保證節(jié)約用電。照明系統(tǒng)除通過光強(qiáng)檢測器來控制外，還提供手工本地控制和時鐘控制。

　　手動控制，可是由監(jiān)控人員在上位集成工作站中，通過組態(tài)界面，直接開啟或關(guān)閉指定回路照明設(shè)備。

　　該系統(tǒng)中的預(yù)案子系統(tǒng)分為預(yù)案管理和預(yù)案觸發(fā)兩個模塊。預(yù)案管理平臺可由特定管理員進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)案編制與修訂工作；預(yù)案觸發(fā)則由監(jiān)控系統(tǒng)工作站在事故發(fā)生時，自動根據(jù)事故類型彈出當(dāng)前事故點(diǎn)可用預(yù)案，操作員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇確認(rèn)可用預(yù)案后，下發(fā)預(yù)案并執(zhí)行。

　　該系統(tǒng)中默認(rèn)編制了電話事故預(yù)案、火災(zāi)事故預(yù)案和交通事故預(yù)案。除電話事故、火災(zāi)事故分別由電話控制器、消防控制器自動上發(fā)事故報警信息來觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)中相應(yīng)預(yù)案外，交通事故則是由監(jiān)控操作人員通過視頻圖像以及現(xiàn)場各種監(jiān)控參數(shù)，判斷出是否為交通事故，然后通過事故錄入平臺，手工激活預(yù)案，選擇相應(yīng)預(yù)案后則可下發(fā)執(zhí)行。

　　預(yù)案執(zhí)行器，提供自動執(zhí)行、手動執(zhí)行、跳過、即時修改操作動作等功能。操作員手動執(zhí)行動作，一步步動作執(zhí)行，可保證每一步動作的正確性，如果某一具體動作不希望執(zhí)行可選擇跳過，自動跳到下一執(zhí)行動作，同時對于某一具體動作在指定場合不適宜的情況下，可當(dāng)即修改操作動作，但并不保存此修改結(jié)果，僅為當(dāng)即修改當(dāng)即執(zhí)行使用；如果操作人員確定某一步驟所有動作無誤后，亦可選擇自動執(zhí)行，系統(tǒng)可自動連續(xù)單步執(zhí)行所有預(yù)設(shè)動作，當(dāng)所有動作執(zhí)行完成后，提示本步驟已全部執(zhí)行成功。

　　預(yù)案執(zhí)行完成后，在主監(jiān)控界面即可查看預(yù)案執(zhí)行結(jié)果。

　　7、數(shù)據(jù)上傳

　　馬梧隧道監(jiān)控系統(tǒng)，在本自身系統(tǒng)日常業(yè)務(wù)外，還需與上層管理中心平浪分中心進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳業(yè)務(wù)。易控2009網(wǎng)絡(luò)功能采用了WCF通信技術(shù)，在該監(jiān)控系統(tǒng)中也提供了WCF數(shù)據(jù)接口，平浪分中心可通過此接口從茶子腳監(jiān)控系統(tǒng)、蘇屋監(jiān)控系統(tǒng)中分別獲取外場設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)。

　　同時，對于日常歷史數(shù)據(jù)，茶子腳監(jiān)控系統(tǒng)和蘇屋監(jiān)控系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)上傳功能，根據(jù)需要，兩處隧道管理所，規(guī)定每天中午12點(diǎn)和晚上24點(diǎn)分兩次將當(dāng)天實(shí)時數(shù)據(jù)上傳寫入平浪分中心的數(shù)據(jù)庫中，平浪分中心根據(jù)每天上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而調(diào)整對高速路上的七處隧道進(jìn)行管理。

　　五、結(jié)束語

　　本系統(tǒng)采用易控2009分布式網(wǎng)絡(luò)功能，同時開發(fā)了大量隧道監(jiān)控專用功能，例如情報板操作控制、電話報警、聯(lián)動控制、自由報表等。本監(jiān)控系統(tǒng)在廣西馬梧高速公路茶子腳隧道和蘇屋隧道群上長期穩(wěn)定運(yùn)行，是九思易公司自承接北京奧林匹克公園地下環(huán)形隧道監(jiān)控系統(tǒng)工程后的又一大型成功隧道監(jiān)控。