【正文】 通過對一段時間內(nèi)的交通數(shù)據(jù)檢測值的分析 ,可以知道隧道內(nèi)的交通流的情況 ,可以采取相應(yīng)的交通控制措施。為了有效的操作和組織這些數(shù)據(jù) ,系統(tǒng)使用了目前最為流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 MSSQLServer2021。 ,使設(shè)備能適應(yīng)較為苛刻環(huán)境的 要求。 ,自動切換相應(yīng)的監(jiān)控畫面 ,自動切換監(jiān)視器畫面到電視墻 (切換的攝像機個數(shù)定為 5 個 ,可修改 ,要切換的監(jiān)視器也定為 5 個 ,也可動態(tài)設(shè)定 ),向 DVR 視頻網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)發(fā)出錄像命令 ,存 儲數(shù)據(jù)庫 ,同時彈出讓操作員確認的火災(zāi)提示信息框 ,顯示報警點位置 (以動畫火效果顯示 ),增加報警列表 ,驅(qū)動監(jiān)控系統(tǒng)上的報警燈 ,發(fā)出聲音報警。則進一步檢測該接收套接字是否可讀 ,若可讀就進行數(shù)據(jù)接收、處理 ,接收完畢就關(guān)閉接收套接字 ,等待下一次連接請求的到來。隧道監(jiān)控中心監(jiān)控主機通過隧道監(jiān)控系統(tǒng)對火災(zāi)報文進行處理、執(zhí)行火災(zāi)報警預(yù)案 ,對隧道交通進行誘導(dǎo)、控制 ,對隧道內(nèi)外相關(guān)機電設(shè)備進行聯(lián)動控制 ,確保隧道行車安全 ,減少二次事故的發(fā)生。第二條通道為火災(zāi)報警主機的串口信號經(jīng)過一轉(zhuǎn)二后 ,再經(jīng)過一轉(zhuǎn)二把信號接入本地隧道監(jiān)控計算機 ,由本地隧道監(jiān)控系統(tǒng)把火災(zāi)報警信號二次轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控中心的火災(zāi)監(jiān)控計算機和中心的隧道監(jiān)控計算機。 在萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)中 ,各主機 根據(jù)與其通信對象的不同而所擔任的角色也 不同。 萬開隧 道監(jiān)控系統(tǒng)的管理結(jié)構(gòu)層次比較固定 :監(jiān)控系統(tǒng)主要由一個監(jiān)控中心 ,三個隧道本地監(jiān)控工作站 (或變電所 )以及三條隧道構(gòu)成。 (2)用戶的所有操作將會記錄到數(shù)據(jù)庫中 ,做到所有操作都有據(jù)可查 。 、電磁干擾強等苛刻環(huán)境下的可靠傳輸?shù)囊蟆? (l)采集洞口外光強值、洞口內(nèi)光強值 。 隧道通風監(jiān)控系統(tǒng)由 :隧道監(jiān)控中心通風控制計算機、射流風機、軸流風機、 CO/VI 檢測器、風速風向檢測器等構(gòu)成。 (4)控制交通信號燈 (紅燈、綠燈、黃燈、綠燈 +右箭頭 )。經(jīng)過工作人員確認之后 ,根據(jù)事故性質(zhì)和嚴重程度進行組織救護車、搶險隊、事故排障車和工作人員前往救援、事故處理、疏導(dǎo)交通、采取相關(guān)交通控制預(yù)案 ,減少事故所造成的損失及保障隧道的行車安 全。 北京交通大學(xué) 碩士專業(yè) 學(xué)位論文 高速 隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)設(shè)計 11 電視圖像監(jiān)視系統(tǒng) (CCTV),由隧道監(jiān)控中心視頻切換控制矩陣 (包括控制鍵盤、字符疊加器等 )、視頻分配放大器、錄像機、外場攝像機等構(gòu)成。并對各種信息進行統(tǒng)計、分析、保存等。 隧道監(jiān)控中心對采集的各種信息進行綜合處理 ,以圖形的形式表示當前設(shè)備的狀態(tài) ,以數(shù)值的形式顯示采集的數(shù)值信息。系統(tǒng)組成如圖 34 所示： 北京交通大學(xué) 碩士專業(yè) 學(xué)位論文 高速 隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)設(shè)計 9 系統(tǒng)總體功能模塊圖 萬開高速隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括三大部分 ,分別為南山隧道監(jiān)控子系統(tǒng)、鐵峰山 1隧道和鐵峰山 2隧道監(jiān)控系統(tǒng)。 其系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖 32 所示： 北京交通大學(xué) 碩士專業(yè) 學(xué)位論文 高速 隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)設(shè)計 8 高速公路 隧道 火災(zāi)檢測與報警 系統(tǒng)的組成 由于高速公路隧道采用的是隧 道群集中監(jiān)控 ,所以高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)一套軟件可以同時監(jiān)控三個隧道 ,包括南山隧道、鐵峰山 1隧道、鐵峰山 2隧道。針對以太網(wǎng)的這個問題可以采用在每個現(xiàn)場區(qū)域控制器加以太網(wǎng)交換機 ,將網(wǎng)絡(luò)分成若干網(wǎng)段。 2．高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)的各隧道的現(xiàn)場集中控制層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[17] 按照隧道分類標準南山隧道全長為 4873m,為特長隧道 。一是由于目前以太網(wǎng)巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 和長期的經(jīng)驗積累 。監(jiān)控主機以高速以太網(wǎng)進行連接 ,組成高速的以太網(wǎng)局域網(wǎng)。當其與上級監(jiān)控中心通信中斷時可以自主完成對下級區(qū)域控制器的控制工作。針對與之相關(guān)的安全問題，省交管部門 對于高速隧道火災(zāi)檢測與報警的問題相當重視。這些動態(tài)建立的線程對象 存放在數(shù)組中。在基于進程的多任 務(wù)中，程序是調(diào)度程序可以分派的最小代碼單元。通常由操作系統(tǒng)負責多個線程的調(diào)度和執(zhí)行。 第二章介紹了 有關(guān) 停車場 ETC 系統(tǒng)的概念、 功能構(gòu)成 及 關(guān)鍵技術(shù) ，以及對項目涉及的相關(guān)技術(shù)和理論進行分析， 制訂可行性實施方案。到了 1979 年研發(fā)出新的雙波長火災(zāi)探測器，目前日本 90%的隧道采用該產(chǎn)品，并在我國亦有采用。在其道路運營過程中，一旦發(fā)生火災(zāi)便會造成隧道主體工程損 壞，產(chǎn)生極大的危害性且逃生困難。 4. The use of optical fiber munication, to ensure that the data from the tunnel back to the monitoring center without delay, to achieve data transmission without delay。由于隧道環(huán)境密閉、交通量大、人員密集，逃生和救援工作相當困難，若一旦發(fā)生火災(zāi)后不能迅速報警和及時處理，必將導(dǎo)致交通堵塞、重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。 為保障高速公路隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故能夠做到實時響應(yīng)，高速公 路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)應(yīng)運而生，使得隧道火災(zāi)發(fā)生時盡最大程度減少不必要的損失。 5. Using advanced detection equipment, to achieve the fire in the tunnel ahead of the response and anticipation, no fire has reached the point of no control to trigger the alarm。隧道火災(zāi)的發(fā)生往往是由于汽車相撞、車輛裝載物品燃燒或爆炸、電力電氣線路短路等事故引發(fā)，其火災(zāi)特點是起火速度快、明火事故多于陰燃火。 在歐洲國家則傾向于纜線式傳感 器報警，研究方向在光纖傳感及金屬電纜傳感方面，英國的 Rotherhithe 隧道是其第一條安裝了光纖火災(zāi)報警系統(tǒng)的公路隧道，首次將火災(zāi)檢測報警系統(tǒng)接入中央 控制和監(jiān)控系統(tǒng)；希臘的 Tempi 隧道是一條雙北京交通大學(xué) 碩士專業(yè) 學(xué)位論文 緒論 2 線鐵路隧道，采用了光纖分布式溫度檢測系統(tǒng)。 第三章針對項目目前 的 現(xiàn)狀及 現(xiàn)場考察的環(huán)境 ， 針 對系統(tǒng) 的 功能需求進行 分析 概述 并根據(jù)停車場 的 實際環(huán)境 進行 系統(tǒng) 硬件 的需求分析 設(shè)計，總結(jié)了在硬件設(shè)計上的優(yōu)點及不足 。 多線程是這樣一種機制，它允許在程序中并發(fā)執(zhí)行多個指令流，每個指令流都稱為 一個線程，彼此間互相獨立。 多線程是為了使得多個線程并行的工作以完成多項任務(wù)，以提高系統(tǒng)的效率。通過查找該數(shù)組是否有空槽，來決定是否達到最大數(shù)目。 截至目前，山西省高速公路共有隧道 354 條，隧道總里程 451 公里，約占全省高速公路總里程的 6%，其中最長的西山隧道長度達 13654 米。在每條隧道都在安裝了多個區(qū)域控制器 ,完成對隧道內(nèi)各機電設(shè)備的控制。三臺監(jiān)控主機之間互為備份 ,在其一臺或兩臺監(jiān)控主機出現(xiàn)故障時 ,其它正常運行的主機可以接管其它主機所監(jiān)控的任務(wù) ,增強了系統(tǒng)的可靠性。二是目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序也都是與以太網(wǎng)兼容的 。鐵峰山 1隧道全長2318m,為長隧道 。而且以太網(wǎng)交換機具有數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)發(fā)功能 ,使各端口之間的輸入、輸 出的數(shù)據(jù)幀能得到緩沖 ,不再發(fā)生碰撞沖突；同時交換機對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行包過濾 ,使每個網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)結(jié)點之間數(shù)據(jù)的傳輸僅限于本地網(wǎng)段內(nèi)進行 ,不需要經(jīng)過主干網(wǎng) ,不占用其他網(wǎng)段的帶寬 ,從而降低所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負荷。每個隧道監(jiān)控系統(tǒng)又包括了若干個子系統(tǒng) :隧道監(jiān)控管理中心控制系統(tǒng)、電視圖像監(jiān)視系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、隧道通風監(jiān)控系統(tǒng)、隧道照明監(jiān)控系統(tǒng)、隧道火災(zāi)檢測報警系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)等多個系統(tǒng)構(gòu)成 能夠被路側(cè)單元識別、通訊并完成交易。 根據(jù)萬開高速公路隧道監(jiān)控的實際情況以及用戶需求 ,本監(jiān)控系統(tǒng)被劃分為以下幾個子系統(tǒng) :交通監(jiān)控模塊、通風監(jiān)控模塊、照明監(jiān)控模塊、火災(zāi)報警模塊、緊急電話 /廣播模塊、 CCTV 電視監(jiān)控模塊、通信管理模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、圖形應(yīng)用模塊。對采集的信息進行處理、分析、判斷 ,做出合理決策 ,下達各種控制命令 ,對各現(xiàn)場設(shè)備進行控制。 系統(tǒng)通過監(jiān)控中心地圖板實時顯示隧道內(nèi)各種檢測數(shù)據(jù)和各設(shè)備的運行狀態(tài) ,動態(tài)顯示各種數(shù)據(jù)信息和各種報警信息 ,監(jiān)聽緊急 電話。視頻切換控制矩陣、監(jiān)視器設(shè)在隧道監(jiān)控中心 ,外場攝像機設(shè)在隧道洞外轉(zhuǎn)向車道處和隧道內(nèi) ,洞外為遙控攝像機 ,每個洞口 1 套 ,隧道內(nèi)為固定攝像機 ,每間隔約 15Om 設(shè) 1 套。隧道內(nèi)緊急電話既可向監(jiān)控中心通報緊急事件信息 ,又可監(jiān)聽隧道內(nèi)廣播效果。 (5)實時檢測車道控制器的狀態(tài) (“ x”、“ 4” )。 (1)采集 CO 濃度、 VI 值、風向風速值 。 (2)實時檢測照明燈具的運行狀態(tài) (開啟、關(guān)閉、報警 )。 ,下級具有自主控制能力 ,能夠?qū)ο聦釉O(shè)備進行有效的管理與控制。 (3)對于系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)都有密碼保護 ,具有一定的安全性。 萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)的使用人員比較固定 ,各操作人員在固定的監(jiān)控中心或隧道本地監(jiān)控工作站進行操作 ,不允許公司以外人員進行異地操作。如火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機與隧道火災(zāi)報警主機通信時 ,火災(zāi)監(jiān)控主機做為服務(wù)器而隧道火災(zāi)報警主機做為客戶端 。 ,設(shè)計兩條通路降低了火災(zāi)報警信號丟失的可能性 ,以保證火災(zāi)報警信號可以準確傳達。火災(zāi)監(jiān)控程序控制火災(zāi)流程如圖 42 所示 監(jiān)控中心火災(zāi)監(jiān)控主機與其它主機間的通信 隧道監(jiān)控中心火災(zāi)監(jiān)控主機通過套接字接收隧道報警主機發(fā)過 來的火災(zāi)報警北京交通大學(xué) 碩士專業(yè) 學(xué)位論文 高速 隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)設(shè)計 18 報文 ,然后把接收到的火災(zāi)報警報文通過 TCP/工 P 協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的隧道監(jiān)控主機。具體通信流程如圖 43 所示： 火災(zāi)監(jiān)控主機做為客戶端與做為服務(wù)器的隧道監(jiān)控主機進行連接 ,通過 TCP/IP協(xié)議進行通信 ,把接收到的火災(zāi)報警報文轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的隧道監(jiān)控主機 ,具體通信流程如圖 44 所示 : 火災(zāi) 監(jiān)控系統(tǒng)從隧道本地報警主機或隧道本地監(jiān)控主機上接收火災(zāi)報警信息 ,把接收的報警信息進行解析 ,保存到文本文件中形成火災(zāi)報警日志 ,以便查詢、預(yù)覽和打印。 ,迅速確認報警的真實性及報警位置 ,確認后執(zhí)行相應(yīng)區(qū)段的火災(zāi)聯(lián)動預(yù)案 ,并且通知消防、執(zhí)法隊、做出記錄等。 ,考慮了系統(tǒng)的可靠性 ,在隧道內(nèi)各個區(qū)域撲制器的連接上使用光纖兀余自愈環(huán)網(wǎng)。 在該系統(tǒng)中各區(qū)域控制器 PLC采集各外場設(shè)備的信息 ,把信息上傳到隧道監(jiān)控中心監(jiān)控主機 ,監(jiān)控主機經(jīng)過解析處理之后把數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫中 ,以便系統(tǒng)查詢、統(tǒng)計、打印、決 策之用。各種操作日志記錄主要用來保證系統(tǒng)的安全性 ,對操作人員的所有操作進行詳細的記錄 ,可以防止操作員操作的隨意性。有些歷史數(shù)據(jù)可以輔助系統(tǒng)決策 ,如風機運行時間等。 隧道監(jiān)控系統(tǒng)要管理隧道內(nèi)外眾多設(shè)備 ,種類繁多 ,并且系統(tǒng)要采集大量的數(shù)據(jù) ,與此同時系統(tǒng)在運行過程中也將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。 北京交通大學(xué) 碩士專業(yè) 學(xué)位論文 高速 隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)設(shè)計 20 ,正常時每臺主機主監(jiān)控一條隧道 ,當其它主機出現(xiàn)故障時其余正常主機可以及時接管故障主機的工作 ,實現(xiàn)三臺主機互為熱冗余 ,大大地增加了系統(tǒng)的可靠性。 隧道監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)子系統(tǒng)的聯(lián)動控制流程圖 ,如圖 46 所示 ： 描述如下 : ,在相應(yīng)的畫面上顯示火災(zāi)報警點的位置、區(qū)段、報警類型等 ,驅(qū)動火災(zāi)聲光報警器發(fā)出帶聲光的火災(zāi)報警 ,同時把火災(zāi)報警信號傳送至隧道監(jiān)控系統(tǒng)。當有連接請求時 ,火災(zāi)監(jiān)控主機進行接收連接 ,創(chuàng)建接收套接字。當隧道監(jiān)控中心火災(zāi)監(jiān)控計算機對火災(zāi)報文進行解析之后 ,把相應(yīng)報文進行轉(zhuǎn)換后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給隧道監(jiān)控中心隧道監(jiān)控主機。 為保障監(jiān)控系統(tǒng)能更加可靠和及時地采集火災(zāi)報警信號 ,火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計上考慮了雙備用形式 ,如下所述： 信號 ,第一條通路為火災(zāi)報警 主機的串口信號經(jīng)過一轉(zhuǎn)二后 ,通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)信號直接上送至中心火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) ,由火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)把火災(zāi)報警信號再傳給隧道監(jiān)控系統(tǒng) 。系統(tǒng)間通訊采用成熟可靠的 TC 尸 /IP 協(xié)議 ,系統(tǒng)通信除了監(jiān)控主機與緊急電話系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)采用 UDP 連接外 ,監(jiān)控主機與其它子系統(tǒng)的通信都采用 TCP 可靠連接方式 ,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。隧道監(jiān)控中心監(jiān)控主機通過網(wǎng)絡(luò)與隧道內(nèi)外各個 PLC 和隧道本地監(jiān)控主機進行通信 ,收集現(xiàn)場設(shè)備采集的數(shù)據(jù) ,并把對現(xiàn)場設(shè)備進行控制的命令通過隧道內(nèi)相應(yīng)的 PLC 下發(fā)到各相應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備。 (l)系統(tǒng)具有多級用戶管理功能 ,所有的用戶都有其對應(yīng)的用戶名及密碼 ,不同級別的用戶具有不同的管理權(quán)限 ,依據(jù)口令進入系統(tǒng)后具有相應(yīng)的控制操作功能 。 ,由多臺 控制器進行控制 ,應(yīng)滿足龐大的數(shù)據(jù)量傳輸及較高的實時性要求。 北京交通大學(xué) 碩士專業(yè) 學(xué)位論文 高速 隧道火災(zāi)檢測與