基于易控組態(tài)軟件的高速隧道監(jiān)控系統(tǒng)
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交通信號(hào)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(hào)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(chǔ)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)，報(bào)告給監(jiān)控室，并且接受監(jiān)控室命令對(duì)外場設(shè)備進(jìn)行控制；另外它還具有本地自動(dòng)控制的功能，在維修或測試等需要時(shí)可由隧道內(nèi)的本地主控制器作為中心進(jìn)行控制。
交通信息除傳送至隧道管理所外，還將通過網(wǎng)絡(luò)傳送至平浪監(jiān)控分中心，并接受來自監(jiān)控中心的控制指令。
交通子系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控交通信號(hào)燈、車道指示器、車輛檢測器、可變情報(bào)板等外場設(shè)備。可監(jiān)視或控制交通信號(hào)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)(根據(jù)現(xiàn)場車道設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中已禁止使用正面綠箭反面綠箭此狀態(tài)，禁止出現(xiàn)雙面通行的交通誤導(dǎo))；可實(shí)時(shí)獲取任意車輛檢測器的各項(xiàng)交通數(shù)據(jù)(車流量、平均車速、占有率等等)，同時(shí)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)、淡紅(緩慢)、無色(正常)三種狀態(tài)反饋給監(jiān)控人員；可實(shí)時(shí)動(dòng)畫模擬現(xiàn)場所有情報(bào)板所發(fā)布的文字、圖片等信息，同時(shí)可下發(fā)指令給情報(bào)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(shí)，調(diào)動(dòng)各外場設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，保障隧道交通正常運(yùn)行。
4.2 消防子系統(tǒng)
消防子系統(tǒng)為獨(dú)立子系統(tǒng)。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(duì)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(duì)火災(zāi)的檢測。本子系統(tǒng)由隧道管理所火災(zāi)報(bào)警工作站、隧道火災(zāi)報(bào)警控制器、隧道內(nèi)手動(dòng)報(bào)警按鈕、光纖光柵火災(zāi)探測器、光纖光柵感溫火災(zāi)探測信號(hào)處理器以及傳輸通道等組成，可及時(shí)、準(zhǔn)確的反映出隧道內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)。
消防子系統(tǒng)，在隧道出現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)，及時(shí)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(shí)，結(jié)合現(xiàn)場情況，及時(shí)關(guān)閉事故路段入口的交通信號(hào)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(bào)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。本子系統(tǒng)同時(shí)控制照明系統(tǒng)，將隧道內(nèi)所有照明設(shè)備開啟到最大范圍和強(qiáng)度的照明，并控制cctv系統(tǒng)捕獲火災(zāi)事發(fā)地三路視頻信號(hào)以及本隧道入口處的一路視頻信號(hào)自動(dòng)切換至監(jiān)控主機(jī)中，供管理所內(nèi)監(jiān)控人員及時(shí)處理現(xiàn)場事故。
4.3 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(shí)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(huì)議電話功能實(shí)現(xiàn)本路的指令電話系統(tǒng)，指令電話子系統(tǒng)主要用于隧道內(nèi)防災(zāi)、電力以及交通管理方面的集中服務(wù)通信。本子系統(tǒng)可實(shí)時(shí)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(shí)，管理所的監(jiān)控畫面上將自動(dòng)切換出電話呼叫位置，并用相應(yīng)的動(dòng)畫閃爍來描述報(bào)警類型，同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)控制cctv系統(tǒng)，將報(bào)警點(diǎn)處的三路實(shí)時(shí)視頻信號(hào)以及當(dāng)前隧道入口處的一路視頻信號(hào)自動(dòng)切換至監(jiān)控主機(jī)中，供管理所內(nèi)監(jiān)控人員及時(shí)了解現(xiàn)場的情況。
4.4 通風(fēng)子系統(tǒng)
由于隧道內(nèi)汽車排放的廢氣、行駛時(shí)帶起路面上的煙氣和粉塵不易擴(kuò)散，對(duì)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(tái)數(shù)、風(fēng)向、運(yùn)行時(shí)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(shí)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。
由于消防系統(tǒng)為一獨(dú)立系統(tǒng)并且具有一定的優(yōu)先性，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，隧道通風(fēng)系統(tǒng)將由消防系統(tǒng)予以控制。
4.5 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(shí)會(huì)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(duì)隧道的照明回路實(shí)施控制的依據(jù)，對(duì)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。除朝塘隧道外，茶子腳隧道、河尾沖隧道等六個(gè)隧道均設(shè)置照明回路設(shè)施，包括每個(gè)單洞設(shè)置4路加強(qiáng)燈、2路全日燈、1路洞口路燈等。
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(shí)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)。
4.6 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(gè)電力設(shè)備監(jiān)控單元對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，以保證各個(gè)電力設(shè)備可靠穩(wěn)定運(yùn)行(除ups設(shè)備監(jiān)控集成于本系統(tǒng)中，其余電力設(shè)備監(jiān)控均由電力監(jiān)控工作站獨(dú)立完成，不在本次設(shè)計(jì)范圍之內(nèi))。
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)茶子腳隧道中的2套u(yù)ps設(shè)備以及蘇屋隧道群中的6套u(yù)ps設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在隧道管理所中的監(jiān)控畫面中，可實(shí)時(shí)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。
4.7 cctv子系統(tǒng)
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(shí)顯示，隧道管理所可對(duì)隧道外場遙控?cái)z像機(jī)進(jìn)行控制，并對(duì)隧道視頻圖像進(jìn)行循環(huán)編碼存儲(chǔ)，當(dāng)有事件時(shí)，有觸發(fā)信號(hào)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(shí)視頻圖像信號(hào)，并使用監(jiān)控系統(tǒng)工作站中的模擬云臺(tái)控制臺(tái)對(duì)矩陣cpu卡下發(fā)命令來控制帶云臺(tái)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(shí)切換一路、兩路、四路三種模式視頻信號(hào)，保證可隨意查看隧道各個(gè)攝像頭的視頻信號(hào)。
4.8 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)
本子系統(tǒng)可實(shí)時(shí)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(bào)警狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各個(gè)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)。
4.9 事件錄入子系統(tǒng)
本子系統(tǒng)可在系統(tǒng)中結(jié)合實(shí)際需要，輔助操作員錄入各種類型的事故信息，并配合報(bào)表、曲線查詢統(tǒng)計(jì)出各種類型的事故信息。
系統(tǒng)在事故發(fā)生后可記錄事故的發(fā)生時(shí)間、事故類型、發(fā)生點(diǎn)起始樁號(hào)、事故描述、事故解除時(shí)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(shí)，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(shí)，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(huì)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，以在最快的時(shí)間內(nèi)有效處理隧道內(nèi)的緊急事故。
4.10 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(bào)警點(diǎn)，針對(duì)每一個(gè)獨(dú)立的報(bào)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(dòng)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(dòng)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(shí)，本監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)檢測出事故發(fā)生地點(diǎn)、事故類型等信息，同時(shí)在監(jiān)控畫面的相應(yīng)事故點(diǎn)以動(dòng)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(dòng)切換當(dāng)前事故點(diǎn)畫面為當(dāng)前畫面，將事故點(diǎn)最為明顯的反饋給操作員；與此同時(shí)，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)案，列舉出當(dāng)前此事故點(diǎn)可用的有效預(yù)案反饋給操作員，操作員瀏覽各種預(yù)案以及預(yù)案中的相關(guān)步驟和執(zhí)行動(dòng)作后，選擇一種預(yù)案進(jìn)行下發(fā)執(zhí)行；操作員可進(jìn)行人工單步預(yù)案執(zhí)行，亦可交給本系統(tǒng)進(jìn)行全預(yù)案自動(dòng)執(zhí)行。
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(shí)，它將調(diào)動(dòng)所集成的所有子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，包括控制交通信號(hào)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(bào)板的文字/圖片的命令下發(fā)、交通/火災(zāi)/電話事故報(bào)警單元的動(dòng)畫報(bào)警、照明的控制、監(jiān)控畫面的自動(dòng)切換、事故點(diǎn)的自動(dòng)定位、cctv子系統(tǒng)各個(gè)攝像頭視頻信號(hào)的自動(dòng)切換等等。
5系統(tǒng)特色
5.1 大畫面漫游
如圖4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(huì)自動(dòng)定位至相應(yīng)監(jiān)控區(qū)域，方便了用戶對(duì)于大畫面定位的需求，同時(shí)，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(dòng)畫面，以瀏覽整個(gè)隧道內(nèi)的任意位置。
圖4監(jiān)控主界面布局圖
“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(shí)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(shí)刻判斷出相應(yīng)路段的道路狀況是否擁堵，在漫游區(qū)中，通過淡紅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，如圖5所示。
圖5隧道內(nèi)的交通狀監(jiān)控圖
5.2 情報(bào)板操作控制
可變情報(bào)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(dòng)畫顯示效果，在上位監(jiān)控工作站中實(shí)時(shí)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(dòng)畫模擬效果?？勺兦閳?bào)板插件不僅可實(shí)時(shí)反饋下位設(shè)備的內(nèi)容以及動(dòng)畫外，可提供用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)下發(fā)信息的編輯工作。
評(píng)論