高速公路運(yùn)營(yíng)隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

凌廣宇

摘 要：近年來(lái)，國(guó)家十分重視對(duì)交通事業(yè)的建設(shè)，這也是我國(guó)人們生活水平提升以及經(jīng)濟(jì)良好發(fā)展對(duì)交通事業(yè)建設(shè)的需求。高速公路是交通事業(yè)建設(shè)中的重要部分，在高速公路建設(shè)中避免不了存在出現(xiàn)隧道情況，而隧道監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路運(yùn)營(yíng)與管理中具有著重要的作用，對(duì)其緊急預(yù)案的處理也具有保障作用。文章針對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析，來(lái)對(duì)其進(jìn)行深入的研究。

關(guān)鍵詞：高速公路運(yùn)營(yíng)；隧道；智能化；變配電監(jiān)控系統(tǒng)

隧道是高速公路的運(yùn)營(yíng)中重要的管理內(nèi)容，在高速公路隧道部分往往需要涉及大量的配電設(shè)備，而配電系統(tǒng)也是其監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮作用的前提保障。在新時(shí)期環(huán)境下，信息智能技術(shù)得到了快速的發(fā)展，這也為高速公路變配電監(jiān)控系統(tǒng)的管理和發(fā)展提供了良好的條件，變配電監(jiān)控系統(tǒng)智能化也是其為了未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，而高速公路運(yùn)營(yíng)隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)如何進(jìn)行具體的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，就是本文主要研究的內(nèi)容。

1 高速公路運(yùn)營(yíng)隧道監(jiān)控系統(tǒng)作用

在新時(shí)期環(huán)境下，高速公路的發(fā)展十分迅速，高效的高速公路交通系統(tǒng)也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展前提基礎(chǔ)保障。高速公路是我國(guó)的交通系統(tǒng)內(nèi)的重要組成部分，而高速公路運(yùn)營(yíng)中也常見(jiàn)一些交通事故發(fā)生，特別在高速公路隧道通行中，而在高速公路運(yùn)營(yíng)中隧道監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用有效降低了隧道內(nèi)交通事故的發(fā)生頻率，保證車(chē)輛安全的通行。通過(guò)高速公路運(yùn)營(yíng)隧道監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ淼纼?nèi)通風(fēng)、照明以及行車(chē)等情況實(shí)現(xiàn)全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)控，其監(jiān)控系統(tǒng)主要的功能是進(jìn)行交通、照明及通風(fēng)的檢測(cè)，交通檢測(cè)主要是對(duì)高速公路的隧道內(nèi)主要的信息進(jìn)行及時(shí)獲取，相關(guān)部門(mén)根據(jù)高速公路的隧道內(nèi)信息可以對(duì)行車(chē)進(jìn)行合理指導(dǎo)；照明檢測(cè)主要是對(duì)隧道中光照強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)合外在的天氣條件，及時(shí)進(jìn)行隧道洞內(nèi)部光照強(qiáng)度的調(diào)節(jié)和控制，保障隧道內(nèi)的行車(chē)具有良好的光照環(huán)境和條件，保障交通的安全，使隧道中亮度的變化符合人眼適應(yīng)的曲線；通風(fēng)檢測(cè)主要是對(duì)隧道環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)時(shí)檢測(cè)和獲取，來(lái)對(duì)隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，保證隧道內(nèi)各項(xiàng)空氣的指標(biāo)滿足行車(chē)需要的指標(biāo)要求[1]。

2 高速公路運(yùn)營(yíng)隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

此系統(tǒng)主要由3層構(gòu)架構(gòu)成，根據(jù)現(xiàn)階段高速公路隧道的供配電監(jiān)控系統(tǒng)要求，此系統(tǒng)的3層架構(gòu)主要有隧道監(jiān)控中心主站、各隧道區(qū)域配電房的本地管理站和各隧道的前端測(cè)控裝置。

第一層為隧道監(jiān)控中心主站層，其主要包括服務(wù)器、前臺(tái)的管理系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)以及后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)等，主要的任務(wù)是進(jìn)行本路段所有隧道的供配電相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)全局管理。第二層為各隧道區(qū)域配電房的本地管理站，其主要是針對(duì)更好地進(jìn)行上百公里區(qū)域路段各隧道整體對(duì)象的管理所進(jìn)行的區(qū)域化管理方式，在本地的管理站中，指對(duì)本地的配電房供配電的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管理。第三層為各隧道的前端各控裝置，其主要有安裝在各隧道的配電房各類(lèi)監(jiān)控的主機(jī)、智能設(shè)備的監(jiān)控器和各類(lèi)配電的測(cè)控模塊部分。此系統(tǒng)第一層和第二層主要借助主干光纖的以太網(wǎng)進(jìn)行一體化結(jié)合，而第二層和第三層借助區(qū)域內(nèi)部的TCP/IP類(lèi)型協(xié)議網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作傳輸?shù)耐ǖ?，?lái)和整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一體化結(jié)合。

根據(jù)高速公路隧道的供配電對(duì)監(jiān)控實(shí)際狀況以及具體的需求，按照TCP/IP的協(xié)議，通過(guò)高速公路的光纖IP網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作傳輸?shù)耐ǖ?，?lái)集中構(gòu)建出高性能和可靠安全的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)，在各隧道的配電所現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中，主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的主機(jī)和各類(lèi)的測(cè)控模塊來(lái)進(jìn)行其各系統(tǒng)的監(jiān)控，其監(jiān)控主機(jī)通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，借助現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行控制技術(shù)的采集，和系統(tǒng)測(cè)控模塊進(jìn)行連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)供配電的系統(tǒng)電流、電壓、開(kāi)關(guān)、刀閘以及智能電源等監(jiān)控。另外，在各個(gè)隧道的配電所還設(shè)置本地的調(diào)度中心，并于高速公路的監(jiān)控中心構(gòu)建供配電的監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度監(jiān)控的中心[2]。

2.2 系統(tǒng)功能

2.2.1 配電監(jiān)測(cè)

配電監(jiān)測(cè)是隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)，對(duì)于系統(tǒng)配電監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，其對(duì)配電數(shù)據(jù)的采集主要包括實(shí)時(shí)采集和定時(shí)采集兩種方式，所采集數(shù)據(jù)量也可以分成模擬量以及開(kāi)關(guān)量等，模擬量主要包括電流、電能、電壓、溫度以及有功的功率等，開(kāi)關(guān)量主要是指設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)實(shí)時(shí)信號(hào)、斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)等。通過(guò)隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)控制界面，就能夠以一種一次的系統(tǒng)圖形式將現(xiàn)場(chǎng)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的顯示，進(jìn)而對(duì)所采集數(shù)據(jù)實(shí)施有效分析，并實(shí)時(shí)進(jìn)行報(bào)警推送[3]。

2.2.2 交通監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)交通監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容包括了交通監(jiān)測(cè)的設(shè)備、交通的控制設(shè)備以及交通誘導(dǎo)設(shè)備等，交通監(jiān)測(cè)設(shè)備有車(chē)輛的監(jiān)測(cè)器、視頻類(lèi)型的監(jiān)控設(shè)備以及攝像機(jī)等，主要對(duì)隧道內(nèi)交通的信息情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，體現(xiàn)隧道內(nèi)運(yùn)營(yíng)的狀況；交通的控制設(shè)備以及交通誘導(dǎo)設(shè)備主要有交通的信號(hào)燈、指示燈、可變的情報(bào)板、限速的標(biāo)志以及交通區(qū)域的控制單元等，主要進(jìn)行交通信息的收集與處理，并將其傳送到中央控制的計(jì)算機(jī)中，并接受中央控制計(jì)算機(jī)所傳達(dá)的指示信息，根據(jù)所選定方案以及控制的制定，對(duì)隧道內(nèi)的交通流量以及交通狀態(tài)進(jìn)行有效的控制。

2.2.3 通風(fēng)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)通風(fēng)監(jiān)測(cè)主要對(duì)隧道內(nèi)通風(fēng)的情況以及風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)實(shí)施有效的監(jiān)測(cè)，在通風(fēng)監(jiān)測(cè)中具有對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理、風(fēng)機(jī)的控制以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的反饋能力等，同時(shí)其還能夠按照隧道內(nèi)實(shí)際風(fēng)向、風(fēng)速、CO等信息數(shù)據(jù)以及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)嶋H情況進(jìn)行分析，從而制定出通風(fēng)控制的方案，來(lái)對(duì)隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)以及正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)控制。另外，通風(fēng)監(jiān)測(cè)中不僅需要具有正常情況下通風(fēng)的控制功能，還需要具備火災(zāi)情況下對(duì)通風(fēng)的有效控制，同時(shí)對(duì)隧道內(nèi)的CO濃度以及VI值保持在合理范圍內(nèi)[4]。

2.2.4 照明監(jiān)測(cè)

照明監(jiān)測(cè)是系統(tǒng)最為基本的功能，其目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)良好照明條件的保障。照明檢測(cè)主要針對(duì)隧道內(nèi)照明情況以及照明回路的狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)，對(duì)隧道內(nèi)照明回路開(kāi)關(guān)的狀態(tài)實(shí)施控制，并根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的天氣條件情況進(jìn)行控制方案的制定，從而保證隧道內(nèi)行車(chē)具有良好的視覺(jué)環(huán)境，保證隧道內(nèi)行車(chē)的安全。照明控制需要對(duì)正常情況下的隧道明暗變化進(jìn)行有效的控制，另外，其還需要具有在應(yīng)急情況下的照明控制功能，為隧道通行的全過(guò)程和全周期實(shí)現(xiàn)有效的照明控制。

2.2.5 火災(zāi)監(jiān)測(cè)

火災(zāi)監(jiān)測(cè)能夠有效地對(duì)隧道內(nèi)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行輸出，和手動(dòng)報(bào)警以及火災(zāi)自動(dòng)的報(bào)警相比，其有效地實(shí)現(xiàn)了隧道變配電監(jiān)控系統(tǒng)的智能化?；馂?zāi)監(jiān)測(cè)還能夠?qū)λ淼纼?nèi)的火災(zāi)情況自動(dòng)地記錄、整理、儲(chǔ)存，并打印報(bào)警的記錄，通過(guò)系統(tǒng)顯示器就能夠?qū)?bào)警區(qū)域進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的顯示，還能夠?qū)ψ詣?dòng)化探測(cè)器故障信息進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，其與交通監(jiān)測(cè)的服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的分享和交換。同時(shí)，火災(zāi)監(jiān)測(cè)能夠和系統(tǒng)內(nèi)的其他功能模塊進(jìn)行聯(lián)動(dòng)使用，在發(fā)生火災(zāi)情況時(shí)，就能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)、廣播、交通管理的標(biāo)志、隧道卷簾門(mén)以及消防等設(shè)備進(jìn)行有效控制，從而制定出相應(yīng)的處理和控制方案，就能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)形勢(shì)的控制，保證隧道通行的安全性。

2.2.6 操作控制

在隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)中，最重要的是操作控制部分，其也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)保障。系統(tǒng)操作控制主要可以分為遠(yuǎn)程控制以及就地控制，遠(yuǎn)程控制主要是相關(guān)人員借助系統(tǒng)智能化手段來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，同時(shí)設(shè)置防誤閉鎖的功能，這種控制方式主要使用主選控制的方式，在調(diào)度中心進(jìn)行設(shè)置；就地控制主要是在各個(gè)開(kāi)關(guān)柜遠(yuǎn)方/就地的控制中切換控制的方式，就地操作采用就地控制的按鈕，這種控制方式主要用于開(kāi)關(guān)的檢修以及現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試用，是控制操作后備使用方式，遠(yuǎn)方控制和就地控制是相互閉鎖的，在控制中只有一種控制方式是生效的。在操作控制中，還需要具有操作權(quán)限以及防誤閉鎖的手段，來(lái)保證其操作控制的安全可靠，操作權(quán)限主要是進(jìn)行操作控制密碼設(shè)置，來(lái)保證操作人員具有允許的操作行為；防誤閉鎖主要是進(jìn)行誤操作的判斷，并對(duì)相關(guān)操作人員的操作情況進(jìn)行記錄，從而保證操作控制的安全性和正確性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高速公路隧道安全通行具有重要的意義，其有效提高了隧道運(yùn)營(yíng)和管理的水平，這就需要相關(guān)單位對(duì)此系統(tǒng)不斷進(jìn)行研究，促進(jìn)其得到更好的應(yīng)用和作用的發(fā)揮。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李靈愛(ài)，陳蔚.基于“分級(jí)控制”的隧道照明智能控制系統(tǒng)研究分析[J].工程技術(shù)（文摘版），2016（6）：267.

[2]韓芳，王紅梅，韓紅生.高速公路遂道供配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微處理機(jī)，2014（4）：47-49.

[3]馬振林.高速公路運(yùn)營(yíng)隧道智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].北方交通，2018（4）：146-147.

[4]陳斌.高速公路隧道節(jié)能通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2014.