摘要：本文主要介绍了我国目前隧道监控系统的主要内容和控制要求，同时以单隧道为例，具体说明了隧道监控系统的应用。

关键词：工业以太网;可编程序控制器;现场总线

中图分类号：U453.7;TP273文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）07-0035-01

Abstract：This paper mainly introduces the main content and control requirements of the tunnel monitoring system in China. At the same time， it takes single tunnel as an example to illustrate the application of the tunnel monitoring system.

Key words：Industrial Ethernet;Programmable controller;The fieldbus

1概述

隧道监控系统指的是对隧道中的条件、隧道中行车情况、照明及通风设施、供电设施和配电设施进行监控、检验的系统。通常而言，该系统包含供配电监控系统、火灾检测及报警系统、照明控制系统、中央计算机管理系统、交通诱导及控制系统、环境监测系统、闭路电视系统、通风控制系统、紧急电话与广播系统等，发挥着监控行车情况、确保交通安全、减小能源消耗等重要效能。

2隧道监控系统的中心内容与控制标准

为确保隧道中交通条件优良，和在有需要的情况下可以对车辆进行科学的指引，一般在隧道中配备确保行车安全与利于交通诱导的电力设施。以功能为依据能够分成控制设施、通风检测设施、交通检测与诱导设备等，为让这些设备稳定运行，配备了相关的通风检测管控系统与交通检测系统。

2.1交通检测控制系统。该系统中包括可变信息情报板、交通信号灯、车道指示灯等发挥管控交通作用的诱导设施。交通信号灯、车道指示灯所获得的信息依托PLC程序所具有的输出继电器进行管控，可变信号情报板所获得的信息依托PLC的串行通讯接口输出进行管控、调整。

2.2通风检测控制系统。该系统包括一氧化碳检测仪、能见度检测仪与风速检测仪。这个系统的功能体现在即时检测环境指标的情况下，对隧道中风机的启动、各种空气参数进行管控，让其达到行车要求，以实现交通环境安全与能耗减少的目标。

2.3照明检测控制系统。该系统包括两个部分，其一是洞外光强检测仪，其二是洞内光强检测仪。旨在检测洞中与洞外光强度的差异，调整隧道入口与出口等区域的照明系统，让隧道中的光照度适宜行车。

3应用案例

下文将湖南省龙山到永顺高速公路隧道作为案例，详细论述隧道监控系统的运用情况。

案例：砂子坡隧道监控

湖南省龙山至永顺高速公路，路线全长91.086公里，设计速度80km/h，路基宽24.5m，为双向四车道高速公路。项目起于恩施至来凤公路终点，终于张家界至花垣高速公路海洛互通。本路全线有隧道16座，包括砂子坡隧道（3450m、3418m），茅坪隧道（3087m、3092m）， 庙岭界隧道（714m、730m），撮箕坡1号隧道（717m、835m）， 撮箕坡2号隧道（97m、156m）， 水畲村隧道（511m、524m），红岩溪隧道（1699m、1680m），观音岩隧道（335m、350m），永龙界隧道（1311m、1315m），大干溪1号隧道（465m、485 m），大干溪1号隧道（465m、485 m），大干溪2号隧道（552m、498 m），大干溪3号隧道（885m、878 m），大干溪4号隧道（412m、413 m），响米坳隧道（654m、684 m），利布坳隧道（537m、460m），大坝隧道（2238m、2264 m）。本文以砂子坡隧道机电监控系统为中心加以阐述。

隧道监控系统主要由隧道中的本地控制器、监控通信中心、通讯线路构成，监控系统配备有行车情况模拟屏显、CCTV视频墙、打印机、工作站、服务器、监控计算机群等设施，功能是便于工作人员监控与引导隧道中行车状况。

砂子坡隧道监控系统中，共包含本地控制器十六套，一套位于砂子坡隧道1号房变电所中，剩下的十五套零散分布在筛子破隧道上行与下行的多个地点，全部的本地控制器依托100Mbps速率的工业以太网交换机构成光纤冗余环网。该网络能够让环路上任一2个区域控制器间的通讯有2条物理链路，这种情况下即便某个地方光纤产生问题，系统依旧能够智能找到和其方向相反的通讯链路保持正常通讯，一方面提升了通讯稳定性，另一方面还能够在不停止机器运行的情况下对其进行修理。砂子坡隧道变电所中的核心本地控制器同样依托速率为百兆的光纤以太网和监控通信中心实现连接，确保监控信息與指令的大量海量信息的传输。

所有的PLC对本地控制系统、通风系统、照明系统的数据进行获取，另外依照所设计的流程和上位机的指令完成有关操作。获取的信息依托光纤网上传到中央计算机，达成网络的连接。此外，主控制器上配备液晶显示屏，具有触摸操作功能，用以给机械运行与信息显示提供便利，另外其能够替代手持型编程器完成PLC的程序编写;并且，在隧道监控中心的服务器上集聚了隧道所有设施的即时数据，为此本地控制器不但要能够迅速交换即时信息，获取有关信息，且可以接受上位机的指令并完成有关操作，依托服务器能够为现场的所有设施（本地控制器、通风设备、照明设备）等发出操作指令。在砂子坡隧道变电所运用的是西门子400系列的控制系统，该系列的PLC拥有两个CPU，两个电源，能够实现热插拔，在很大程度上提升了主控制器的稳定性，能够让系统在机器运行的情况下对机器进行维修。

4结语

受篇幅的限制，PLC在高度公路现代化监控系统中的应用不仅局限于此，在隧道十分恶劣的环境下，采用PLC是较为实用合理的，该种监控模式让工业计算机与PLC的优越性得到全面地体现，有效运用了PLC与工业计算机的特点，有效运用了工业计算机在数据搜集、加工等方面的突出功能，有效运用了PLC在控制操作中所具有的灵活性，为此该系统应当逐渐增大推广应用力度。

参考文献：

[1]夏国华.高速公路隧道PLC的选型和应用《中国交通信息产业》.

[2]赵忠杰.高速公路隧道监控系统讲稿.

[3]孙小明.高速公路隧道监控系统的PLC应用分析[J].可编程控制器与工厂自动化.

作者简介：李谟珍，男，汉族，湖南娄底，湖南省交通科学研究院有限公司，助理工程师，本科，机电工程。