【正文】 CO/VI 檢測儀、風速風向檢測儀、車輛檢測儀、光強度檢測儀、緊急電話、 CCTV 攝像機、有線廣播、火災報警器 (差溫光纖自動報警器和手動報警按鈕 )、車道指示器、可變情報板和可變限速標志等隧道機電設備 []。不過 ,工業(yè)以太網(wǎng)在材料的選擇上、產(chǎn)品的適用性、產(chǎn)品的強度、實時性和抗干擾能 力、可靠性和本質(zhì)安全等方面都得到了進一步的強化與提高 ,能滿足工業(yè)現(xiàn)場苛刻的環(huán)境要求。電視圖像監(jiān)視系統(tǒng)、隧道火災檢測報警系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)均提供通信協(xié)議 ,作為其應用軟件與隧道監(jiān)控系統(tǒng)軟件的接口 。采集的信息包括 :車流量、車速、車道占有率、風速、風向、 CO 濃度、能見度、光強度、風速運行狀態(tài)、設備故障信號、火災自動或手動報警信息、 CCTV 視頻圖像、緊急電話信號等。以便操作人員根據(jù)當前隧道的情況 進行直觀的了解與觀察 ,對其它檢測設備檢測報警和人為報警事件做出確認判斷的主要依據(jù) ,同時能對隧道內(nèi)外發(fā)生的報警事件等進行自動或手動錄像 ,以便事后進行分析取證。 (10)控制車行指 示標志、人行指示標志 (開啟、關(guān)閉、報警 )。 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。兩臺服務器主要處理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) ,隧道監(jiān)控主機通過網(wǎng)絡把各條隧道的現(xiàn)場設備采集的數(shù)據(jù)進行處理 ,然后把處理后的數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)服務器中。 為了保證火災報警信息能準確及時的傳到隧道監(jiān)控中心的火災報警主機和隧道監(jiān)控中心監(jiān)控主機 ,萬開隧道監(jiān)控系統(tǒng)對火災報警系統(tǒng)采用單獨的軟、硬件組成獨立的子系統(tǒng)。火災監(jiān)控主機首先啟動監(jiān)聽套接字 ,等待客戶端火災報警主機的連接。當一臺服務器出現(xiàn)故障時 ,另一臺服務器馬上接管故障機器的工作 ,使系統(tǒng)能正常運行。 (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。 (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。 ,操作員在隧道監(jiān)控系統(tǒng)上執(zhí)行正常交通預案即可。隧道監(jiān)控主機收到火災監(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)進行相應的聯(lián)動控制 ,實現(xiàn)對整個隧道的有效控制。當火災監(jiān)控主機與隧道監(jiān)控主機通信時 ,火災監(jiān)控北京交通大學 碩士專業(yè) 學位論文 高速 隧道火災檢測與報警系統(tǒng)設計 16 主機做為客戶端而隧道監(jiān)控主機則做為服務器 。 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。 (3)控制照明燈具開啟、關(guān)閉 。 (6)控制車道控制器 (紅色“ X”、綠色“ 4” )。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。實時監(jiān)控隧道的運營狀態(tài)和各機電設備的運行狀態(tài)。 圖 33 路側(cè)單元車道位置圖 火災檢測與報警 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)、隧道通風監(jiān)控系統(tǒng)、隧道照明監(jiān)控系統(tǒng)、隧道火災檢測報警系統(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。鐵峰山 2隧道全長 6021m,為特長隧道。第二層為各隧道的本地監(jiān)控站 ,在各條 隧道的兩端設有監(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。 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。線 程是在同一時間需要完成多項任務的時候被實現(xiàn)的 。 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 進行詳細的設計并實現(xiàn)。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)生火災后不能迅速報警和及時處理， 必 將導致交通堵塞、重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。為使用高速公路的用戶營造良好的出行環(huán)境。 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。 1963 年建設名神高速公路時，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。所以線程基本上是輕量級的進程，它負責在單個程序里執(zhí)行多任務。限制客戶數(shù)目就是限制同時存在的線程數(shù)目。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)設有監(jiān)控計算機和控制柜 ,火災報警主機等設備 ,主要完成對隧道采集的信息進行上傳下發(fā)工作。 高速公路隧道火災檢測與報警系統(tǒng)的管理層和隧道集中控制層的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) : 1. 隧道監(jiān)控中心和隧道本地工作站的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 由于以太網(wǎng)已成為局域網(wǎng)的事實標準 ,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)。 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 ,可導致信息傳輸?shù)臏?,且其滯后是隨機的 ,可能會造成響應時間是不確定的 ,信息不能按要求及時傳遞。 系統(tǒng)包含的其它子系統(tǒng) 高速公路隧道火災檢測與報警系統(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)、通風控制子系統(tǒng)、照明控制子系統(tǒng)、交通控制子系統(tǒng)。 北京交通大學 碩士專業(yè) 學位論文 高速 隧道火災檢測與報警系統(tǒng)設計 10 對采集的信息進行分析處理進而進行判斷決策 ,執(zhí)行相應決策或預案。 在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故或火災等情況下 ,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。 (11)對門架式可變情報板、立柱式可變情報板、可變限速標志顯示內(nèi)容進 行控制。 ,由多臺 控制器進行控制 ,應滿足龐大的數(shù)據(jù)量傳輸及較高的實時性要求。隧道監(jiān)控中心監(jiān)控主機通過網(wǎng)絡與隧道內(nèi)外各個 PLC 和隧道本地監(jiān)控主機進行通信 ,收集現(xiàn)場設備采集的數(shù)據(jù) ,并把對現(xiàn)場設備進行控制的命令通過隧道內(nèi)相應的 PLC 下發(fā)到各相應的現(xiàn)場設備。 為保障監(jiān)控系統(tǒng)能更加可靠和及時地采集火災報警信號 ,火災監(jiān)控系統(tǒng)在設計上考慮了雙備用形式 ,如下所述： 信號 ,第一條通路為火災報警 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)絡信號直接上送至中心火災監(jiān)控系統(tǒng) ,由火災監(jiān)控系統(tǒng)把火災報警信號再傳給隧道監(jiān)控系統(tǒng) 。當有連接請求時 ,火災監(jiān)控主機進行接收連接 ,創(chuàng)建接收套接字。 北京交通大學 碩士專業(yè) 學位論文 高速 隧道火災檢測與報警系統(tǒng)設計 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。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。 在該系統(tǒng)中各區(qū)域控制器 PLC采集各外場設備的信息 ,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。 ,迅速確認報警的真實性及報警位置 ,確認后執(zhí)行相應區(qū)段的火災聯(lián)動預案 ,并且通知消防、執(zhí)法隊、做出記錄等?；馂谋O(jiān)控程序控制火災流程如圖 42 所示 監(jiān)控中心火災監(jiān)控主機與其它主機間的通信 隧道監(jiān)控中心火災監(jiān)控主機通過套接字接收隧道報警主機發(fā)過 來的火災報警北京交通大學 碩士專業(yè) 學位論文 高速 隧道火災檢測與報警系統(tǒng)設計 18 報文 ,然后把接收到的火災報警報文通過 TCP/工 P 協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給相應的隧道監(jiān)控主機。如火災監(jiān)控系統(tǒng)主機與隧道火災報警主機通信時 ,火災監(jiān)控主機做為服務器而隧道火災報警主機做為客戶端 。 (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。 (2)實時檢測照明燈具的運行狀態(tài) (開啟、關(guān)閉、報警 )。 (5)實時檢測車道控制器的狀態(tài) (“ x”、“ 4” )。視頻切換控制矩陣、監(jiān)視器設在隧道監(jiān)控中心 ,外場攝像機設在隧道洞外轉(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 1 套。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)場設備進行控制。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。鐵峰山 1隧道全長2318m,為長隧道 。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 ,增強了系統(tǒng)的可靠性。 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。 多線程是為了使得多個線程并行的工作以完成多項任務，以提高系統(tǒng)的效率。 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 設計，總結(jié)了在硬件設計上的優(yōu)點及不足 。隧道火災的發(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)，其火災特點是起火速度快、明火事故多于陰燃火。 為保障高速公路隧道內(nèi)發(fā)生火災事故能夠做到實時響應，高速公 路隧道火災檢測與報警系統(tǒng)應運而生，使得隧道火災發(fā)生時盡最大程度減少不必要的損失。 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。到了 1979 年研發(fā)出新的雙波長火災探測器，目前日本 90%的隧道采用該產(chǎn)品，并在我國亦有采用。通常由操作系統(tǒng)負責多個線程的調(diào)度和執(zhí)行。這些動態(tài)建立的線程對象 存放在數(shù)組中。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。一是由于目前以太網(wǎng)巨大的網(wǎng)絡基礎(chǔ) 和長期的經(jīng)驗積累 。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)絡分成若干網(wǎng)段。系統(tǒng)組成如圖 34 所示： 北京交通大學 碩士專業(yè) 學位論文 高速 隧道火災檢測與報警系統(tǒng)設計 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)。并對各種信息進行統(tǒng)計、分析、保存等。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、疏導交通、采取相關(guān)交通控制預案 ,減少事故所造成的損失及保障隧道的行車安 全。 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。 、電磁干擾強等苛刻環(huán)境下的可靠傳輸?shù)囊蟆? 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。第二條通道為火災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)把火災報警信號二次轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控中心的火災監(jiān)控計算機和中心的隧道監(jiān)控計算機。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。 ,使設備能適應較為苛刻環(huán)境的 要求。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。 ,自動切換相應的監(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)設定 ),向 DVR 視頻網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)發(fā)出錄像命令 ,存 儲數(shù)據(jù)庫 ,同時彈出讓