【正文】 報警系統(tǒng)設(shè)計 13 隧道照明監(jiān)控系統(tǒng)由 :隧道監(jiān)控中心照明控制計算機、照明燈具、洞口外光強檢測器、洞口內(nèi)光強檢測器等構(gòu)成。 (11)對門架式可變情報板、立柱式可變情報板、可變限速標(biāo)志顯示內(nèi)容進 行控制。 (3)實時檢測交通信號燈的狀態(tài) (紅燈、綠燈、黃燈、綠燈 +右箭頭 )。 在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故或火災(zāi)等情況下 ,供司乘等人員進行緊急呼救之用 ,向監(jiān)控中心緊急電話控制臺報告隧道內(nèi)發(fā)生的事故情況。 系統(tǒng)主要功能有 : ； ,并儲存在儲存單元內(nèi) ； ,將存儲單元中處理好的信息上傳給隧道監(jiān)控中心計算機 ； ,并將控制命令發(fā)送到相應(yīng)的執(zhí) 行設(shè)備 (如發(fā)送控制指令給可變情報板、交通信號燈、車道控制標(biāo)志等 )； ,當(dāng)設(shè)備檢修、通信中斷或發(fā)生火災(zāi)時 ,可進行手動操作 ,且手動優(yōu)先 ； 。 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 10 對采集的信息進行分析處理進而進行判斷決策 ,執(zhí)行相應(yīng)決策或預(yù)案。主要采集設(shè)備有 :車輛檢測儀、光強檢測儀、 CO 濃度檢測器、可見度檢 測儀、風(fēng)速風(fēng)向檢測儀、火災(zāi)報警設(shè)備、 CCTv 視頻圖像檢測儀、緊急電話和廣播設(shè)備等。 系統(tǒng)包含的其它子系統(tǒng) 高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)除了包括電視圖像監(jiān)視系統(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)、電力監(jiān)控系統(tǒng) (不在本項目范圍 )相對獨立的子系統(tǒng)外 ,還包括隧道本地控制子系統(tǒng)、通風(fēng)控制子系統(tǒng)、照明控制子系統(tǒng)、交通控制子系統(tǒng)。萬開隧道集中控制層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 31 所示： 3．高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)采用專用的網(wǎng)絡(luò)通信線路與設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)控中心與下層網(wǎng)絡(luò)硬件進行互聯(lián) ,采用 TCP/IP 協(xié)議實現(xiàn)隧道監(jiān)控中心管理層與下層網(wǎng)絡(luò)進行通信 ,實現(xiàn)信息的集中與控制命令的下發(fā)。 由于以太網(wǎng)采用 CSMA/CD(CarriesSenseMultipleAeCesswithCollision Detection,載波檢測多路偵聽 )介質(zhì)訪問控制方式 ,其本質(zhì)上是非實時的 ,可導(dǎo)致信息傳輸?shù)臏?,且其滯后是隨機的 ,可能會造成響應(yīng)時間是不確定的 ,信息不能按要求及時傳遞。另外 ,隧道監(jiān)控中心管理層也提供北京交通大學(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 7 了服務(wù)器雙機兀余熱備份 ,來進一步保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的可靠性。 高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)的管理層和隧道集中控制層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) : 1. 隧道監(jiān)控中心和隧道本地工作站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 由于以太網(wǎng)已成為局域網(wǎng)的事實標(biāo)準(zhǔn) ,所以隧道監(jiān)控中心采用目前在技術(shù)上和管理經(jīng)驗上都比較成熟的以太網(wǎng)技術(shù)。 隧道 火災(zāi)檢測與報警 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)采用四層管理模式：第一層是設(shè)在隧道管理站的監(jiān)控中心 ,在此監(jiān)控中心設(shè)有監(jiān)控主機 ,用于管理本路段的高速隧道。在每條隧道的本地都建有本地隧道監(jiān)控工作站 (為節(jié)約成本往往與隧道變電所合建 ),在本地隧道監(jiān)控工作站內(nèi)設(shè)有監(jiān)控計算機和控制柜 ,火災(zāi)報警主機等設(shè)備 ,主要完成對隧道采集的信息進行上傳下發(fā)工作。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 5 第三章 高速隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)概括 山西 省公安廳交管局在官方網(wǎng)站山西公安交警網(wǎng)上發(fā)布， 山西 省超過 5000 米的隧道有 32 條。限制客戶數(shù)目就是限制同時存在的線程數(shù)目。例如，基于進程的多任務(wù)允許您在使用電子制表軟件或者瀏覽 Inter 的同時運行文字處理程序。所以線程基本上是輕量級的進程，它負(fù)責(zé)在單個程序里執(zhí)行多任務(wù)。 論文組織結(jié)構(gòu) 第一章為緒論 ， 主要介紹了項目的選題來源及項目背景， 從 ETC 的定義及工作原理為引線開端，對 ETC 不停車收費系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及本項目所具有的理論和實際意義等內(nèi)容 做一個簡單的介紹 。 1963 年建設(shè)名神高速公路時，隨著技術(shù)的提高，科技的進步，安裝了輻射式火焰探測報警器。 計劃到 2020 年，建成 山西省高速公路規(guī)劃“ 三縱十二橫十二環(huán) ”，為 全省 119 個縣（市、區(qū)）實現(xiàn)縣縣通高速公路 ， 由于山西省的特殊地理環(huán)境， 高速公路隧道作為一種特殊的建筑物，成為山西高速的一部分，由于其地形復(fù)雜，結(jié)構(gòu)封閉，交通量大。 3. To be able to accurately locate the coordinates of temperature and smoke in the tunnel, and assist on duty personnel to quickly respond to the emergency response and report to the superior。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。為使用高速公路的用戶營造良好的出行環(huán)境。 北 京 交 通大 學(xué) 碩士 專 業(yè)學(xué) 位 論文 AB S T R A C T v 6. The tunnel in the manual alarm device and automatic alarm device with double insurance, if the other abnormal conditions in addition to the fire occurred in the tunnel, tunnel driver can still manually trigger alarm mechanism, suggesting that staff monitor the timely detection and treatment of abnormal situation. By following the theory of software engineering to develop the system, the final results of the system is achieve realtime tunnel fire detection and alarm, to provide more security and better quality of service for traffic drivers in highway tunnel. KEYWORDS： Highway tunnel。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(dāng)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。 國內(nèi)隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)的現(xiàn)狀 二十世紀(jì)九十年代起，我國新建的高速公路隧道也開始采用隧道火災(zāi)報警技術(shù)，典型的工程如： 1992 年成渝高速公路龍泉山隧道安裝了點煙式感煙探測器； 2021 年雁蕩山隧道群、重慶市石黃隧道、京珠高速公路粵境北段隧道雙波長火焰探測器。 第四章結(jié)合 ETC 系統(tǒng)的功能需求概述，對本項目停車場 ETC 系統(tǒng) 軟件 進行詳細(xì)的設(shè)計并實現(xiàn)。線程又稱為輕量級進程，它和進程一樣擁有獨立的執(zhí)行控制，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)度。線 程是在同一時間需要完成多項任務(wù)的時候被實現(xiàn)的 。同時利用該數(shù)組來管理這些動態(tài)存在的線程及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路。 500 米以上隧道共 206 條（含 5000 米以上隧道）， 5000 米以上隧道有 32 條。隧道內(nèi)的機電設(shè)備包括 :通風(fēng)設(shè)備 (風(fēng)機 )、照明燈、車輛檢測儀、 CO/VI 檢測儀 、光強檢測儀、情報板、可變限速標(biāo)志、 CCTV 閉路電視、交通指示燈、火災(zāi)報警器等。第二層為各隧道的本地監(jiān)控站 ,在各條 隧道的兩端設(shè)有監(jiān)控室 (或變電所 ),控制和管理各區(qū)域控制器 (PLC),對各區(qū)域控制器 PLC 采集的數(shù)據(jù)進行加工處理 ,并把所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)加工處理后送入監(jiān)控中心。三是擴展性好、容易安裝以及高可靠性。鐵峰山 2隧道全長 6021m,為特長隧道。并且由于以太網(wǎng)使用 TCP/IP 進行數(shù)據(jù)傳輸，這樣可以很容易實現(xiàn)下層網(wǎng)絡(luò)對上層網(wǎng)絡(luò)的通信 [17]。 圖 33 路側(cè)單元車道位置圖 火災(zāi)檢測與報警 系統(tǒng)包含的獨立子系統(tǒng) 高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)由：隧道監(jiān)控中心控制系統(tǒng)、隧道現(xiàn) 場控制系統(tǒng)、電視圖像監(jiān)視系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、隧道通風(fēng)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)、電力監(jiān)控系統(tǒng) (不在本項目范圍 )等系統(tǒng)構(gòu)成。如圖 35 所示： 隧 道 火災(zāi)檢測與報警 系統(tǒng)總體功能需求 高速公路隧道火災(zāi)檢測與報警系統(tǒng)實現(xiàn)對三條隧道進行集中監(jiān)控。實時監(jiān)控隧道的運營狀態(tài)和各機電設(shè)備的運行狀態(tài)。同時向司乘人員提供有關(guān)隧道交通、氣象等有關(guān)信息。外場攝像機將反映隧道內(nèi)及洞口外的交通狀況、道路狀況、能見度狀況的圖像傳到監(jiān)控中心 ,在監(jiān)控中心閉路電視監(jiān)視器上顯示 ,為選擇控制方案提供依據(jù)并可對所有的視頻圖像進行錄像 ,以便分析及取證。 廣播主要用在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故、交通擁擠、火災(zāi)事故等緊急情況下。 (6)控制車道控制器 (紅色“ X”、綠色“ 4” )。 (2)實時檢測射流風(fēng)機的運行狀態(tài) (正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、報警 )。 (3)控制照明燈具開啟、關(guān)閉 。 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 14 、先進性。 本 章小結(jié) 本章首先對萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)的概況、萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)以及萬開高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行了介紹。 從系統(tǒng)本身的實時性要求方面來看 ,監(jiān)控系統(tǒng)要求具有較高的實時性 ,要求系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成各種數(shù)據(jù)的上傳與命令數(shù)據(jù)的下發(fā)工作。當(dāng)火災(zāi)監(jiān)控主機與隧道監(jiān)控主機通信時 ,火災(zāi)監(jiān)控北京交通大學(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 16 主機做為客戶端而隧道監(jiān)控主機則做為服務(wù)器 。如圖 41 所示 : 萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)在隧道 監(jiān)控中心設(shè)有一臺火災(zāi)報警監(jiān)控計算機 ,該計算機通過網(wǎng)絡(luò)與南山隧道、鐵峰山 1隧道、鐵峰山 2隧道的火災(zāi)報警主機相連 ,同時也通北京交通大學(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 17 過局域網(wǎng)與監(jiān)控中心的三臺隧道監(jiān)控主機相連。隧道監(jiān)控主機收到火災(zāi)監(jiān)控主機的報警報文后 ,對隧道監(jiān)控系統(tǒng)的其它子系統(tǒng)進行相應(yīng)的聯(lián)動控制 ,實現(xiàn)對整個隧道的有效控制。 火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理主要包括以下幾個部分 ： 火災(zāi)數(shù)據(jù)查詢模塊主要是用來查詢滿足條件的火災(zāi)數(shù)據(jù) ,可以按火災(zāi)發(fā)生的起始時間和結(jié)束時間來查詢某一時間段內(nèi)所發(fā)生的火災(zāi)情況 ,若不選擇此條件 ,則默認(rèn)為對所有時間段內(nèi)的火災(zāi)數(shù)據(jù)都進行查詢 :也可以按火災(zāi)發(fā)生的隧道號來進行查詢 ,分別查詢南山隧道、鐵峰山 1隧道或者是鐵峰山 2隧道內(nèi)所發(fā)生的火災(zāi)情況 ,如果 不選擇則默認(rèn)為查詢所有的隧道內(nèi)所發(fā)生的火災(zāi)情況。 ,操作員在隧道監(jiān)控系統(tǒng)上執(zhí)行正常交通預(yù)案即可。在重要的火災(zāi)報警的網(wǎng)絡(luò)選擇兩條通信線路 ,把 重要的報警信息傳到監(jiān)控中心。 (1)系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)量少而且相對比較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采用 .dat 文件的格式和數(shù)據(jù)表來存取 ,主要用來保證取數(shù)據(jù)的可靠性 ,如各 PLC 的配置信息 ,各主機的 IP 和端口數(shù)據(jù)就保存在文件中和數(shù)據(jù)庫之中。 (4)系統(tǒng)對于可控設(shè)備的各種配 置信息 ,是通過組件的方式 ,把各種配置信息配置到相應(yīng)的組件中 ,通過序列化保存在系統(tǒng)文件中。 (3)對系統(tǒng)需要保存的各種檢測值和各種操作的日志記錄這類動態(tài)數(shù)據(jù)表采用數(shù)據(jù)庫表的形式進行存取 ,這些數(shù)據(jù)量比較大 ,主要做為歷史數(shù)據(jù)，以便進行統(tǒng)計、查詢、和繪制各種曲線。 ,具有一定的安全性。當(dāng)一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時 ,另一臺服務(wù)器馬上接管故障機器的工作 ,使系統(tǒng)能正常運行。 此模塊就是把系統(tǒng)記錄在文件上的火警日志的詳細(xì)信息進行打印 ,保存在紙質(zhì)文檔上?；馂?zāi)監(jiān)控主機首先啟動監(jiān)聽套接字 ,等待客戶端火災(zāi)報警主機的連接。接著更新隧道監(jiān)控中心火災(zāi)監(jiān)控 系統(tǒng)畫面 ,動態(tài)顯示火災(zāi)報警信息、進行聲光報警 ,提示操作人員進行火災(zāi)處理。 為了保證火災(zāi)報警信息能準(zhǔn)確及時的傳到隧道監(jiān)控中心的火災(zāi)報警主機和隧道監(jiān)控中心監(jiān)控主機 ,萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)對火災(zāi)報警系統(tǒng)采用單獨的軟、硬件組成獨立的子系統(tǒng)。 根據(jù)萬開高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的以上特點 ,本系統(tǒng)選用 C/S 模式架構(gòu)。兩臺服務(wù)器主要處理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) ,隧道監(jiān)控主機通過網(wǎng)絡(luò)把各條隧道的現(xiàn)場設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進行處理 ,然后把處理后的數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)服務(wù)器中。 (4)人機界面各種圖表、文字均為中文顯示 ,中文輸入方法為中國大陸流行的漢語拼音或五筆字型輸入法。 通過分析可知萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸具有以下特點 : ,滿足隧道監(jiān)控中心距離隧道口長距離的要求。 (6)現(xiàn)場控制柜有手動開關(guān) ,當(dāng)設(shè)備檢修、通信中斷或發(fā)生火災(zāi)時 ,可進 行手動操作 ,且手動優(yōu)先。 (10)控制車行指 示標(biāo)志、人行指示標(biāo)志 (開啟、關(guān)閉、報警 )。 (2)設(shè)置車輛檢測器參數(shù) (如