一、系統(tǒng)組成
隧道按長度分為短,、中,、長隧道，一般中長隧道（>250m及>1km）需要考慮的監(jiān)控設(shè)施會(huì)較多,，集中監(jiān)控點(diǎn)也較多,。中長隧道按國家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求配套監(jiān)控系統(tǒng)以保證隧道內(nèi)的行車安全和通暢。
隧道的子系統(tǒng)主要包括：照明系統(tǒng),、通風(fēng)系統(tǒng),、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、CCTV電視監(jiān)控系統(tǒng),、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng),、緊急電話系統(tǒng),、廣播系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)等,。主要涉及的控制與檢測硬件有PLC控制器（監(jiān)控通風(fēng),、照明、消防水泵,、車道/交通指示燈等）,、車輛檢測器、亮度/照度檢測儀,、風(fēng)速/風(fēng)向檢測儀,、一氧化碳/能見度檢測儀,、火災(zāi)報(bào)警主機(jī)、LED顯示屏,、緊急電話,、CCTV系統(tǒng)。
從計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集方式上主要分為:PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),、CCTV電視監(jiān)控系統(tǒng),、緊急電話/消防報(bào)警/廣播系統(tǒng)、LED顯示屏系統(tǒng)及緊急預(yù)案系統(tǒng),，做為計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件平臺(tái)可以將五個(gè)子系統(tǒng)集成在一個(gè)平臺(tái)上,，但就目前的實(shí)際情況來看，上位軟件與PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的接口最為成熟,，其它子系統(tǒng)的通訊接口方式都有其獨(dú)立性的特點(diǎn),，需要進(jìn)行定制接口開發(fā),實(shí)際的數(shù)據(jù)交換是必然的，這樣就要求組態(tài)軟件平臺(tái)要有良好的開放性,、兼容器及可擴(kuò)展性,。
二、解決方案
隧道監(jiān)控系統(tǒng)一些重要的指標(biāo)是支持良好的C/S架構(gòu),、支持ODBC快速接口,、支持OLE接口訪問、SDK開發(fā)包及WEB發(fā)布,，力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl滿足以上幾項(xiàng)指標(biāo),，上述指標(biāo)在隧道行業(yè)的功能特點(diǎn)十分明顯，也是解決數(shù)據(jù)通訊及采集的有效方式,。
1）所有PLC設(shè)備的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)可以單獨(dú)與上位機(jī)通訊,，也可由主PLC集合所有PLC的數(shù)據(jù)單獨(dú)與上位機(jī)通訊，上位機(jī)通訊采用單獨(dú)的服務(wù)器與PLC設(shè)備通訊,，首先體現(xiàn)的是組態(tài)軟件的特點(diǎn),，建立IO設(shè)備組態(tài)和變量標(biāo)簽，將實(shí)際的IO設(shè)備通道值與變量標(biāo)簽對應(yīng),，這樣現(xiàn)場真實(shí)的數(shù)據(jù)就采集至監(jiān)控中心,，然后組態(tài)軟件在服務(wù)器端共享數(shù)據(jù)，進(jìn)入運(yùn)行系統(tǒng)后,，以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器占用內(nèi)存/CPU使用率最小的方式在后臺(tái)運(yùn)行,，實(shí)時(shí)刷新與存儲(chǔ)需要的歷史數(shù)據(jù)，所有的畫面都不需要打開,依然保持運(yùn)行服務(wù)器系統(tǒng),。數(shù)據(jù)流通過局域（廣域）網(wǎng)與客戶端同步方式將數(shù)據(jù)體現(xiàn)于操作員站仿真工藝畫面中,，這樣不同的操作員站可定制不同的工藝畫面，在客戶端有圖形化的自主開發(fā)性能，這樣的C/S架構(gòu)既保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也減少了交叉控制的沖突率,。
2）ForceControl的ODBCROUTER組件適合于整合交通緊急預(yù)案分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù),將實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)以時(shí)間間隔方式或以變化率方式存儲(chǔ)至預(yù)案系統(tǒng)所需要的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中,主要以模擬量值與故障報(bào)警值為主,向?qū)Х绞皆O(shè)置的過程省去了很多SQL腳本語句的編寫,簡單,、方便、快捷的為緊急預(yù)案分析系統(tǒng)提供了原始數(shù)據(jù),。
3）OLE接口(DBCOM)訪問適合于絕大多數(shù)的高級編程環(huán)境（DELPHI,、VB、VC++,、.net等）,，直接加載已注冊至系統(tǒng)中的DBCOMOCX控件，就能訪問本地或遠(yuǎn)程的力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫（DB）中的數(shù)據(jù),，在預(yù)案分析系統(tǒng)中絕大多數(shù)開關(guān)量數(shù)據(jù)是不需要存儲(chǔ)的,，因此直接訪問DB變量的方式來監(jiān)控，效率高,減少了總是用ODBC來做數(shù)據(jù)通道的繁瑣性,，以“ODBC+OLE接口”兩者相結(jié)合的方式,，優(yōu)化了監(jiān)控系統(tǒng)與緊急預(yù)案分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合。
4）具有自身的軟件及通訊協(xié)議的LED顯示系統(tǒng),、車檢系統(tǒng),、緊急電話、消防,、CCTV系統(tǒng),，組態(tài)軟件在交通隧道行業(yè)所包含的此類硬件驅(qū)動(dòng)屈指可數(shù)，針對整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)集成方案具體實(shí)施時(shí)就需要考慮以上幾個(gè)子系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)接口開發(fā)問題,，力控SDK包制定了驅(qū)動(dòng)接口開發(fā)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，可由高級語言(VB/VC++)開發(fā)人員定制開發(fā)，也可由力控驅(qū)動(dòng)部定制開發(fā),，硬件接口驅(qū)動(dòng)解析較為靈活,。
5）監(jiān)控系統(tǒng)WEB發(fā)布目前在隧道監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用較少，但信息化手段解決交通道路的管理問題終究是交通領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢,，軟件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要先行,。
三、網(wǎng)絡(luò)通訊架構(gòu)
由上圖可看出硬件通訊結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)集成方案都是全以太網(wǎng)的通訊結(jié)構(gòu),，由上位軟件通過定制的驅(qū)動(dòng)接口程序直接對車檢器及LED進(jìn)行訪問,，PLC硬件的邏輯編寫與調(diào)試也全都在中控室直接下載或上傳，CCTV由矩陣的通訊接口與上位軟件通訊,，緊急電話與消防系統(tǒng)可用API、ODBC等數(shù)據(jù)訪問方式獲取數(shù)據(jù),，這樣由客戶端操控的就是所有的隧道監(jiān)控子系統(tǒng),，系統(tǒng)整合較為完美。
四、典型應(yīng)用案例
1,、陜西小康隧道高速公路監(jiān)控系統(tǒng)
小康高速監(jiān)控系統(tǒng)是多種混合監(jiān)控系統(tǒng)的典型項(xiàng)目,，其中王家臺(tái)隧道群和大棕坡隧道群是群控隧道的典型，而包家山特長隧道又是長隧道的典型,。
全線隧道監(jiān)控系統(tǒng),，不僅實(shí)現(xiàn)了交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控以及信息發(fā)布等監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能,，在此基礎(chǔ)上,，結(jié)合實(shí)際道路運(yùn)營情況實(shí)現(xiàn)了多種預(yù)案方式，包含時(shí)序,、時(shí)間段,、分層分段控制，用戶可通過靈活多樣“一鍵監(jiān)控”為隧道安全運(yùn)營提供有效保障,；實(shí)現(xiàn)了“路隧結(jié)合”的三級控制模式,，意義重大；在報(bào)表模塊中,，為用戶提供了“下鉆”功能,，使用戶可以多角度多維度對隧道相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為隧道運(yùn)營管理提供必要的參考和決策支持,。
2,、寧波灣長溪嶺隧道監(jiān)控系統(tǒng)
長溪嶺隧道分左右兩條隧道，右線隧道為上海至寧波方向,，進(jìn)口位于慈溪掌起鎮(zhèn)長溪村,，出口位于江北南聯(lián)村，長765米,；左線隧道為反方向,，長775米，左右隧道凈寬各14.75米,，高度7.5米,，按三車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，時(shí)速為120公里,。長溪嶺隧道是杭州灣跨海大橋南岸連接線工程首條隧道,。
3、廈門翔安海底隧道監(jiān)控系統(tǒng)
力控科技憑借自身軟件的技術(shù)優(yōu)勢和在隧道監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的豐富經(jīng)驗(yàn),，伴隨我國內(nèi)地首條海底隧道——廈門翔安海底隧道的全面貫通,，力控監(jiān)控組態(tài)軟件在國家重大工程項(xiàng)目中再次成功應(yīng)用。
翔安隧道是國內(nèi)第一條大斷面海底隧道,，是廈門的交通基礎(chǔ)設(shè)施工程,。隧道起自廈門島五通,，接廈門島內(nèi)仙岳路和環(huán)島公路，工程規(guī)模宏大,，工程全長8.695km,，其中海底隧道長6.05km，跨越海域?qū)捈s4200m,，其規(guī)模與難度都堪稱世界級海底隧道工程,。貫通后，廈門島與翔安區(qū)的車程將由1個(gè)半小時(shí),，縮短至8分鐘,，大大推動(dòng)了海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的開發(fā)建設(shè)。
力控監(jiān)控組態(tài)軟件在該項(xiàng)目隧道監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大作用,。該系統(tǒng)主要包括：隧道多級控制,、聯(lián)動(dòng)控制、通風(fēng)控制,、信息采集,、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及報(bào)表打印等多種功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測隧道內(nèi)的一氧化碳濃度及能見度（CO/VI）等信息,，結(jié)合氣象監(jiān)測,、路況信息、火災(zāi)報(bào)警等,，構(gòu)建成一個(gè)智能的,、強(qiáng)大的軌道交通指揮系統(tǒng)。
底層的PLC通過以太網(wǎng)與力控的IO 服務(wù)器上傳到監(jiān)控中心,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享,，充分發(fā)揮了力控監(jiān)控組態(tài)軟件通訊穩(wěn)定、傳輸效率高的特點(diǎn),。
五,、結(jié)束語
交通隧道監(jiān)控系統(tǒng)引入組態(tài)軟件是交通隧道管理的必然趨勢，目前大部分隧道系統(tǒng)都利用組態(tài)軟件預(yù)留了數(shù)據(jù)接口,，供管理層對未來實(shí)施信息化的全方位管理奠定基礎(chǔ),，以力控監(jiān)控組態(tài)軟件為核心的信息化平臺(tái)也將發(fā)揮其重要的作用。
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