蒋锦泉
广西交通投资集团梧州高速公路运营有限公司
摘要：经济社会的快速发展为高速公路工程的建设提供了广阔的发展空间，同时也使得人们对高速公路的质量提出了更高的要求。文章主要具体分析高速公路隧道监控系统信息化管理的组成、设计与实现并提出了安装的具体要点，以促进高速公路的健康可持续发展。
关键词:信息化管理；高速公路隧道监控系统；应用；设计
引 言
经济社会的快速发展提高了高速公路的规模和数量，同时，相关人员要提高高速公路的监控管理水平，在监控过程中充分发挥智能化、现代化技术设备的价值优势，这样才能创造良好的高速公路运行环境，只有安装先进的高速公路隧道监控系统，提高系统的信息化和智能化水平，这样才能对隧道进行实时监控，从而为隧道通行的安全性提供良好的保障。
一 高速公路隧道监控系统信息化管理的组成
1.1网络结构
隧道管理站配置一套计算机局域网系统。隧道监控设备的图像数据均通过光传输设备传送到隧道管理站，然后通过通信系统提供的100Mb/1000Mb以太网通道或通过以太网交换机直连的方式传输至监控分中心局域网；隧道管理站、监控分中心的控制命令由控制计算机发出后，也通过网络传送到各个隧道监控设备。
1.2信息采集及系统
信息采集系统包括有车辆检测器、一氧化碳检测器、风向风速检测器、亮度检测器等设备。信息发布系统用于隧道火灾、交通事故及施工等特殊情况时的交通管制，计算机通过车辆检测系统以及火灾报警、通风、照明等系统获得的信息，对信号系统发布指令，合理控制交通，可达到减少事故发生率、充分有效使用隧道的目的。通过交通信号灯可关闭、开放隧道或改变交通运行方式。信息发布系统由交通信号灯、车道指示器和洞外可变情报板组成。根据隧道洞外地形，在较长的隧道进口外设洞外门式可变情报板；在各隧道入口及车行横洞处设车道指示器。
1.3功能模块
对于隧道监控系统而言，其主要拥有用户管理、日常监控、应急处置、视频管理、设施管理和设备监控六大模块。对于用户管理模块而言，其主要实现授权管理、控制管理、安全门户等功能；日常监控模块主要发挥交通监控、通风监控、照明监控、电力监控、火灾报警、紧急电话及有线广播、视频监控等功能；对于应急处理模块而言，其拥有接警、数据处理、联动控制的功能；统计查询模块有数据查询、数据统计、报表输出的功能。
二 高速公路隧道监控系统信息化管理的设计与实现
2.1 用户登录
软件设计了一套先进的基于用户的安全管理系统，各用户被赋予不同的权限，可以通过用户名和密码进行登录，并根据不同角色被赋予不同的权限。系统具有加密功能，可以为系统提供进一步的安全保障。系统设置管理员，可以对用户进行管理操作。用户可以自己设定和修改密码，也可以在自己的分配权限范围内查看信息、修改设置、上传数据。
2.2 隧道管理
用户登录管理系统后，可以在主界面查看背景画面、图形标志，并可以对设备运行的数据进行实时查看，包括隧道内车流量、通风、照明、消防、视频、交通信号灯状态、CO2浓度、隧道内外光强、车道占有率等信息。如果设备出现故障，系统可将故障设备的具体位置显示出来，并将报警状态通过不同颜色显示出来。另外，用户可以操作控制按钮，切换监控画面。
2.3 监控子系统设计
交通监控子系统可以采集交通流信息及交通信号灯、限速标志等信息，并在用户操作界面上以动画的形式显示出来。同时，用户可以操作交通监控子系统，对子系统所控制的设备进行管理。
2.4 通风监控子系统设计
隧道在运营过程中会积聚大量的尾气和烟尘，由于隧道内属于一个相对封闭的空间，单靠车辆行驶所产生的活塞作用不能完全排除这些有害气体，因此通风监控子系统的设计是十分必要的。为加强通风，在隧道内安装风机，通风监控子系统可以对隧道内风机的运行状态、CO2浓度、风速等数据进行实时监测，并将监测值传递到本地控制器，最终在系统主界面显示出来。子系统可以根据实时监测数据，调整风机的运行台数、时间和风向，保证隧道通风效果。
2.5 照明控制子系统设计
为防止驾驶员进入隧道时出现“黑框现象”和眩光，应根据隧道内外的光照强度对洞内光线进行调节。照明监控子系统可以对洞内照明设备的亮度进行调节，防止出现交通事故，也可以节约能源。该系统采用现场总线控制方式，计算机系统通过区域控制单元对隧道内的照明设备进行控制与管理。其操作界面可显示照明设备的工作状态、光强等监测值，通过PLC上传到中心控制系统，并根据隧道运营需要调整光强和照明设备。
2.6 消防监控子系统设计
当隧道内发生火灾时，消防监控子系统通过监测，可实现声光报警、语音广播等功能，通过管理中心进行灭火和救援，可显示隧道内消防设备的工作状态，发出报警信号，显示发生火灾的具体位置和故障设备的位置。同时，可将火灾现场的画面传输到管理中心，供操作人员查看，以便下一步救援工作的开展。
2.7 视频监控子系统设计
通过在隧道内布设监控摄像机，可以直观、实时地将现场交通流和事故发生地点显示出来，为救灾排险提供资料。视频监控子系统可以实现这一功能，其对隧道内多台摄像机进行控制，通过以太网与PLC连接，软件系统与计算机通讯，将隧道内的视频图像及时准确地传输到管理中心，为制定交通监控方案提供参考依据。摄像机拍摄到的视频图像传输到监控中心，显示在视频监视器上，操作人员通过图像分析隧道内的情况，对隧道进行管理。
2.8 电话广播监控子系统设计
当车辆在隧道内发生交通事故或故障时，司机可以通过紧急电话系统联系管理中心，监控中心可以通过电话广播系统对事故现场进行远程指挥调度、疏导交通和组织救援等。另外，紧急电话还可以对隧道内的运行情况进行监听。
2.9 查询统计
隧道监控系统可以实现监测数据报表查询，对隧道监测的实时数据、历史数据进行查询、调用和输出生产报表。隧道监控系统可以进行趋势曲线绘制，以横轴为时间，纵轴为变量，绘制趋势曲线图，并具有预览、打印等功能，系统还可以进行报警事件查询，把超出正常警戒值的数据统计出来，可实现打印、显示、转发等操作。
三 高速公路隧道机电安装施工技术要点
3.1 摄像机安装
高速公路隧道工程监控系统的作用是收集隧道内部车流、车速等信息，通过连接摄像机设备与指挥系统，能够对隧道工程运行情况进行监控管理。在隧道运行中，如果发生安全事故，则可通过视频系统的事件监测功能自动报警，通过指挥系统对隧道工程内部进行监控管理，为隧道内部人员安排撤离计划方案。在木冲隧道工程机电系统安装施工中，需安装71套定焦高清网络摄像机以及12套车行横洞红外球型高清网络摄像机。在摄像机安装施工中，关键技术要点如下：在摄像机安装施工前，要求根据设计要求确定安装位置，对预埋螺中心距离以及摄像机立柱底座法兰孔距进行检查，确保二者保持相同，同时还需对安装区域做好防腐处理，对预留管道、摄像机安装立柱进行检查，确定没有发生变形。在摄像机安装施工中，在立柱安装施工完成后，要求采用经纬仪对立柱安装垂直度进行监测，如果有偏差，则可采用增减垫片的方式进行调整，确保垂直度符合设计要求，在垂直度调整完成后，采用连接螺栓进行固定处理，并用水泥进行密封，避免受到雨水侵蚀影响。
3.2 通风系统施工
在高速公路隧道工程机电系统安装施工中，通风系统安装至关重要，其能够为隧道工程内部提供良好的空气环境。在木冲隧道通风系统施工中，选用48台双向射流风机。在具体的安装施工过程中，为了保证风机运行稳定性和安全性，要求将风机支架焊接在预埋件上，根据设计要求对风机连接附件贴角焊缝高度进行调整，对焊缝表面进行检查，避免出现裂缝、气孔、夹渣等质量问题。在风机支架焊接施工完成后，还需进行预埋件拉拔试验，在试验完成并且符合设计要求后，即可安装风机，要求根据设计规范确定风机安装后净空高度。
3.3 火灾报警和紧急电话施工
在该高速公路隧道机电系统安装施工中，火灾报警系统是十分重要的消防设施，火灾报警系统是由火灾检测传感器、火灾报警控制器以及报警按钮等组成。在火灾报警系统以及紧急电话安装施工中，应注意以下几点：在隧道工程出入口位置、隧道内部每间隔50m安装火灾手动报警器按钮，间距150m安装紧急电话。在双波长感温火灾探测器安装施工中，为了能够发挥快速响应的作用，要求安装间距50m且将双波长感温火灾探测器安装在隧道隧道壁离检修盖板2.5m处。在火灾报警和紧急电话安装施工完成后，要求对火灾报警系统进行点火试验，对于点火试验响应时间，应控制在5s以内。
四 高速公路隧道监控系统信息化管理应用
4.1 实时数据库监控系统应用
一般而言，对于监控系统其主要作用是对相关信息数据进行采集和控制，在数据采集完成之后，要将检测到的数据传输到数据库服务器中进行保存，传统的保存服务器为物理数据库，然而，随着科学技术的不断进步，在监控服务器和工作站上开辟新的缓冲区，技术人员在高速公路隧道监控系统运行过程中对此处的缓冲区进行定义，并开辟与数据库一样的数据结构，因此通过摇信、遥测和遥控方式采集到的数据，能够被传送到缓冲区内临时保存起来，在保存的同时还能输送到监控界面上，然后监控界面就可以利用此处缓存区对下位机进行数据通讯与交换。采用实时数据库能够对传统物理数据库的缺点进行有效改善，此外，缓冲区内保存的数据存在时效性，那么就不会占用服务器大量的空间，一定程度上提高了数据的管理水平。
4.2 信息采集及系统应用
信息采集系统的信息发布系统用于隧道火灾、交通事故及施工等特殊情况时的交通管制，计算机通过车辆检测系统以及火灾报警、通风、照明等系统获得的信息，对信号系统发布指令，合理控制交通，可达到减少事故发生率、充分有效使用隧道的目的。通过交通信号灯可关闭、开放隧道或改变交通运行方式，根据隧道洞外地形，在较长的隧道进口外设洞外门式可变情报板，在各隧道入口及车行横洞处设车道指示器。
4.3 用户管理应用
对于用户管理而言，技术人员在设计高速公路隧道监控系统时，要将不同用户认证系统进行操作权限限制，这样才能提高不同等级用户对系统权限的控制力度，提高系统的安全可靠性。因此，技术人员可以根据用户的不同组别对系统权限进行分配，如果需要在系统中插入新的用户群体时，那么只有超级用户权限才能完成此操作，根据系统管理员的需求对用户的权限进行适当的调整，一般而言，如非必需则尽量降低用户权限分配调整的可能性，同时，系统要设定只有超级用户才能对用户等级权限进行更改。
结束语
信息化管理的高速公路隧道监控系统设计在高速公路建设过程当中应用性很高，监控系统的设计与高速公路的运行质量和效率存在直接的联系，因此，施工人员只有在隧道监控系统设计过程中充分发挥信息化管理技术操作上的优势，才能促使高速公路隧道监控系统向着现代化和智能化的方向进行转型，对隧道的行车情况实时监督，提高高速公路隧道的信息化管理水平以及高速公路的运行效率，从而就能促进高速公路隧道监控系统行业的健康可持续发展。
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