【正文】 均采用工業(yè)以太網(wǎng)加 PLC 的方式進(jìn)行組網(wǎng)。而且以太網(wǎng)交換機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(shí)交換機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行包過濾 ,使每個(gè)網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的傳輸僅限于本地網(wǎng)段內(nèi)進(jìn)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(fù)荷。 由于以太網(wǎng)采用 CSMA/CD(CarriesSenseMultipleAeCesswithCollision Detection,載波檢測(cè)多路偵聽 )介質(zhì)訪問控制方式 ,其本質(zhì)上是非實(shí)時(shí)的 ,可導(dǎo)致信息傳輸?shù)臏?,且其滯后是隨機(jī)的 ,可能會(huì)造成響應(yīng)時(shí)間是不確定的 ,信息不能按要求及時(shí)傳遞。 工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù) ,在技術(shù)上與商用以太網(wǎng) (即 標(biāo)準(zhǔn) )相同。以上隧道均為雙洞單向二車道。鐵峰山 1隧道全長2318m,為長隧道 。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(cè)與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 了服務(wù)器雙機(jī)兀余熱備份 ,來進(jìn)一步保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)為了進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性 ,系統(tǒng)使用三臺(tái)隧道監(jiān)控主機(jī)互為熱備份。以太網(wǎng)接入采用異步工作方式 ,很適于處理 IP 突發(fā)數(shù)據(jù)流。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 。 高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)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(shí)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(yàn)上都比較成熟的以太網(wǎng)技術(shù)。第三層為各區(qū)域控制器 PLC 對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制 ,各個(gè)區(qū)域控制器 PLC通過光纖冗余自愈環(huán)網(wǎng)進(jìn)行連接 ,把采集到的信息送入隧道本地監(jiān)控主機(jī) ,各 PLC 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行直接的管理和控制 。同時(shí)接受監(jiān)控中心下達(dá)的監(jiān)控命令 ,把命令傳送給相應(yīng)的區(qū)域控制器 PLC。三臺(tái)監(jiān)控主機(jī)之間互為備份 ,在其一臺(tái)或兩臺(tái)監(jiān)控主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí) ,其它正常運(yùn)行的主機(jī)可以接管其它主機(jī)所監(jiān)控的任務(wù) ,增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。 隧道 火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)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(jī) ,用于管理本路段的高速隧道。 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(cè)與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 同時(shí) ,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)、交通事故、交通阻塞、隧道養(yǎng)護(hù)維修、緊急停電等異常情況時(shí) ,能提供各種報(bào)警聯(lián)動(dòng)預(yù)案 ,以便迅速及時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)處理事故。 高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的目標(biāo) 系統(tǒng)通過各硬件系統(tǒng)的配合 ,能對(duì)各機(jī)電設(shè)備、安全指標(biāo)、交通管理、環(huán)境參數(shù)等進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)、控制、智能化管理。在每條隧道都在安裝了多個(gè)區(qū)域控制器 ,完成對(duì)隧道內(nèi)各機(jī)電設(shè)備的控制。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(jì)算機(jī)和控制柜 ,火災(zāi)報(bào)警主機(jī)等設(shè)備 ,主要完成對(duì)隧道采集的信息進(jìn)行上傳下發(fā)工作。 一般來說，車輛發(fā)生自燃可以分為兩大類原因，一類是車輛運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)為?；锲?，可能在運(yùn)輸途中因特殊原因?qū)е缕鸹穑硪活悇t是由于車輛缺乏保養(yǎng)、行駛中電、油路短路等引起火災(zāi)。加上山西氣候較為干燥，易發(fā)生汽車自燃，隧道火災(zāi)事故的風(fēng)險(xiǎn)非常高。 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(dá) 13654 米。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(cè)與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 第三章 高速隧道火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)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。 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 車輛的技術(shù) 來 完成停車場(chǎng)收費(fèi)口對(duì)來往車輛的識(shí)別以及收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換 處理 ，從而實(shí)現(xiàn)車輛不停車就可以收費(fèi)的目的。整 個(gè)程序由 1 個(gè)主程序和提供 2 類服務(wù)的 2 個(gè)子程序組成。通過查找該數(shù)組是否有空槽，來決定是否達(dá)到最大數(shù)目。限制客戶數(shù)目就是限制同時(shí)存在的線程數(shù)目。另外限制需要同時(shí)提供服務(wù)的客戶數(shù)目。 多線程 的 應(yīng)用 為了簡化說明，假定該服務(wù)程序只提供 2 類功能，分別由函數(shù) funcl( )和 func2( )來實(shí)現(xiàn)。 多線程是為了使得多個(gè)線程并行的工作以完成多項(xiàng)任務(wù)，以提高系統(tǒng)的效率。例如，基于進(jìn)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(shí)運(yùn)行文字處理程序。進(jìn)程本質(zhì)上是正在執(zhí)行的程序。 多線程是多任務(wù)的特殊形式。 多線程是這樣一種機(jī)制，它允許在程序中并發(fā)執(zhí)行多個(gè)指令流，每個(gè)指令流都稱為 一個(gè)線程，彼此間互相獨(dú)立。所以線程基本上是輕量級(jí)的進(jìn)程，它負(fù)責(zé)在單個(gè)程序里執(zhí)行多任務(wù)。 多線程的定義 線程是一組指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里獨(dú)立執(zhí)行。 第五章對(duì)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的停車場(chǎng) ETC 不停車收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地 測(cè)試，以及對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析改進(jìn) ，總結(jié) 項(xiàng)目應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)及不足。 第三章針對(duì)項(xiàng)目目前 的 現(xiàn)狀及 現(xiàn)場(chǎng)考察的環(huán)境 ， 針 對(duì)系統(tǒng) 的 功能需求進(jìn)行 分析 概述 并根據(jù)停車場(chǎng) 的 實(shí)際環(huán)境 進(jìn)行 系統(tǒng) 硬件 的需求分析 設(shè)計(jì)，總結(jié)了在硬件設(shè)計(jì)上的優(yōu)點(diǎn)及不足 。 論文組織結(jié)構(gòu) 第一章為緒論 ， 主要介紹了項(xiàng)目的選題來源及項(xiàng)目背景， 從 ETC 的定義及工作原理為引線開端，對(duì) ETC 不停車收費(fèi)系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及本項(xiàng)目所具有的理論和實(shí)際意義等內(nèi)容 做一個(gè)簡單的介紹 。 課題來源 本論文 來源于作者供職的公司針對(duì)山西苛臨高速公路隧道開發(fā)的 高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)。 在這些工程應(yīng)用中，不同的火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警技術(shù)有著不同的應(yīng)用效果。 在歐洲國家則傾向于纜線式傳感 器報(bào)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(bào)警系統(tǒng)的公路隧道，首次將火災(zāi)檢測(cè)報(bào)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(cè)系統(tǒng)。 1963 年建設(shè)名神高速公路時(shí)，隨著技術(shù)的提高，科技的進(jìn)步，安裝了輻射式火焰探測(cè)報(bào)警器。隧道火災(zāi)監(jiān)控自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn) 必須做到可 靠、先進(jìn)并具有集成性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，這樣才能立足于防患未然及早期自救。 能夠及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi) 的 異常狀態(tài)， 采取行動(dòng) 快速組織施救， 才能 最大限度的地減少損失。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(diǎn)是起火速度快、明火事故多于陰燃火。 計(jì)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(gè)縣（市、區(qū)）實(shí)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。 the alarm。 Realtime response。 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。 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。 關(guān)鍵詞： 高速公路隧道 ； 實(shí)時(shí)響應(yīng)； 火災(zāi) 檢測(cè)； 報(bào)警 ； 北 京 交 通大 學(xué) 碩士 專 業(yè)學(xué) 位 論文 AB S T R A C T iv ABSTRACT Shanxi expressway is being more and more mature at the same time, as a special kind of building, the highway tunnel has bee a part of the Shanxi expressway, because of its plex terrain, close structure and large traffic volume. In the course of its road operation, once the fire will cause damage to the main body of the tunnel, resulting in great harm and difficult to escape. The occurrence of tunnel fire is often triggered by car collision, vehicle loading items were burning or explosion, power line electrical shortcircuit accident. The fire characteristics is fire speed, fire accident more than smoldering to the tunnel closed environment, heavy traffic, crowded, escape and rescue work is very difficult, if once the fire cannot quickly alarm and timely treatment, will lead to traffic jams, heavy casualties and property losses. For protection of the highway tunnel fire accident can do realtime response, highway tunnel fire detection and alarm system came into being, the tunnel fire occurs as to minimize unnecessary a good travel environment for users who use the decided to develop the highway tunnel fire detection and alarm system,The main work of this system is as follows: 1. Realize the realtime collection of temperature inside the tunnel and set the alarm temperature, when the temperature reaches the threshold will trigger the alarm mechanism, inform the officer on duty timely check and deal with abnormal and abnormal data saved to the database, eliminate to prepare for future fault。我們決定開發(fā)高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，本系統(tǒng) 主要 工作如下 ： 1. 實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)采集，并設(shè)置預(yù)警溫度，當(dāng)溫度達(dá)到閾值便觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，通知值班人員及時(shí)查看并處理異常情況，并將異常數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫中，以備日后進(jìn)行故障排除； 2. 實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)煙霧的實(shí)時(shí)采集，并設(shè)置預(yù)警閾值，一旦煙霧量超出閾值便觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，通知值班人員及時(shí)查看并處理異常情況，并將異常數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫中，以備日后進(jìn)行故 障排除； 3. 能夠?qū)λ淼纼?nèi)發(fā)生溫度及煙霧超過閾值的坐標(biāo)進(jìn)行精確定位，輔助值班人員迅速作出應(yīng)急響應(yīng)作出應(yīng)急處理措施并上報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)； 4. 采用光纖通信，確保從隧道傳回監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)無延時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸無延時(shí)； 5. 采用先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的提前響應(yīng)及預(yù)判，不會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)已經(jīng)到了無法控制的地步才觸發(fā)報(bào)警的情況 ； 6. 實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)手動(dòng)報(bào)警裝置與自動(dòng)報(bào)警裝置配合雙保險(xiǎn)，若隧道內(nèi)發(fā)生除火災(zāi)之外的其他異常情況，隧道內(nèi)的司機(jī)仍可手動(dòng)觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，提示監(jiān)控人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。 為保障高速公路隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故能夠做到實(shí)時(shí)響應(yīng)，高速公 路隧道火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，使得隧道火災(zāi)發(fā)生時(shí)盡最大程度減少不必要的損失。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(diǎn)是起火速度快、明火事故多于陰燃火。 碩士 專業(yè)學(xué)位論文 高速公路隧道