編者語：suidaojiankongxitongkongzhishebeidexuanzexuyaogenjusuidaodechangduhejiaotonglianglianggecanshulaiqueding，tongshihaixuyaokaolvsuidaodediliweizhijiqitateshuxing。suidaojiankongxitongdekekaoxingchengweishiguyuanheshiguhounengfouxunsuyingduidezhongyaoyinsu。作為隧道監控係統的核心，本地控製器和網絡係統（交換機）更成為係統安全可靠的核心。

　　近十年來，伴隨著國家綜合國力的全麵提升，我國的公路建設經曆了曆史性的跨越式發展，正突飛猛進地向山區
、水下及城市地下發展，帶來了大量的隧道建設，伴隨的隧道監控係統也迅速發展。

　　早期的隧道監控係統很不完善，隧道內的控製經曆了由單片機
、工控機
、PLC單機到網絡控製係統的發展曆程。但由於近年我國隧道建設規模大、renwujijigedisuidaojiankongxitongdeyingyongshuipingcanchabuqi，dailaidewentiqishihenduo。benwenjiangjiusuidaojiankongxitongdeyingyongyuanlijimuqiancunzaidezhuyaowentizuochufenxi


，zhongdiantantaobendikongzhiqijiqiwangluoxitongdefanganjishebeidexuanzeyuzhuyishixiang，xiwangnengqidaopaozhuanyinyudezuoyong。

　　隧道監控係統的需求

　　公路隧道監控係統具有如下作用和意義：

　　①監視和控製：完成對隧道內的交通狀況、運行環境、設備狀態的監視和控製，確保各種隧道設備（風機
、燈具、信號、情報板
、檢測設備及供電設施）安全有效地運行，降低運營成本；

　　②平滑交通：使車輛高效

、合理及迅速地通過
，增強隧道通行能力，提高運營管理水平
；

　　③保證安全：預yu防fang和he減jian少shao火huo災zai和he交jiao通tong事shi故gu發fa生sheng，增zeng強qiang對dui隧sui道dao交jiao通tong異yi常chang事shi件jian火huo災zai和he交jiao通tong事shi故gu的de應ying變bian和he處chu理li能neng力li，消xiao除chu和he減jian少shao事shi故gu中zhong人ren身shen和he財cai產chan的de損sun失shi
，迅xun速su恢hui複fu交jiao通tong

；

　　④節能與環保：最大限度地節約能源（特別是在交通量不大時）
，監視和控製隧道內的汙染狀況，限製和處理排放。

　　為(wei)了(le)完(wan)成(cheng)上(shang)述(shu)目(mu)的(de)，隧(sui)道(dao)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)的(de)選(xuan)擇(ze)需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)隧(sui)道(dao)的(de)長(chang)度(du)和(he)交(jiao)通(tong)量(liang)兩(liang)個(ge)參(can)數(shu)來(lai)確(que)定(ding)，同(tong)時(shi)還(hai)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)隧(sui)道(dao)的(de)地(di)理(li)位(wei)置(zhi)及(ji)其(qi)他(ta)特(te)殊(shu)性(xing)。隧(sui)道(dao)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)的(de)選(xuan)擇(ze)目(mu)前(qian)主(zhu)要(yao)依(yi)據(ju)中(zhong)華(hua)人(ren)民(min)共(gong)和(he)國(guo)標(biao)準(zhun)GB/T 18567-2001《高速公路隧道監控係統模式》。其中隧道監控係統按隧道長度和交通量大小劃分為四個等級（A、B、C及D）。

　　由於我國公路隧道建設發展迅猛
，這些標準和規範已滿足不了當今的需求，特別是缺乏對於大量湧現的8km以上特長隧道監控係統特殊要求的經驗，以及如LED照明燈具等新的高科技產品的相關描述，因此在設計隧道監控係統時，需要根據隧道的實際情況調整監控設備的安裝布置。

　　隧道監控係統結構

　　為了完成隧道監控任務，隧道中布置了監控係統，又可以劃分為10個子係統
，他們分別是隧道中央計算機管理子係統；隧道檢測子係統；隧道通風控製子係統；隧道照明控製子係統；隧道交通誘導及控製子係統；隧道火災檢測、消防報警子係統
；隧道閉路電視監視子係統；隧道緊急電話與廣播子係統；隧道電力監控子係統；隧道供電設施以及防火卷簾門與水幕控製。

　　根據隧道長短、交通量和地理位置的不同
，有些子係統可能會被省略。隧道監控係統中分布的各種設備，包括信號燈、情報板、車道指示器
、車檢器、CO/VI檢測、通風、照明及卷簾門等
，是通過均勻分布在隧道內的本地控製器和網絡將這些子係統有機地聯係起來
，從而完成對隧道的監控任務（圖1）。

　　隧道內一般每300～700m布置一台本地控製器，現代多采用PLC作為本地控製器。隧道內本地控製器前後的各種被控對象，如風機
、信號燈、車道指示器、照明燈具
、車檢器及CO/能見度儀等稱為外場設備，與附近的本地控製器相連。

　　設備的控製信號點數會根據不同廠家的設備選型而有所不同
，同時會根據隧道的控製要求而決定是否采用該控製設備。

　　網絡結構

　　高速公路隧道監控網絡係統一般考慮分為三級：第一級為隧道群監控中心；第二級就是每個隧道的監控分中心（一般位於隧道兩頭的配電間內）
；第三層是隧道內的區域控製器。通過區域控製器上的各種開關量、模擬量及RS232/485通信口與現場的各種設備相連，完成係統監控任務。

　　三級監控網絡係統中（圖2），最上麵為隧道群監控中心

，下麵分別表示了兩個隧道監控分中心（監控站）
，第三級就是PLC作為本地控製器的一級。對於每個隧道內的網絡，可以采用大家最為熟悉的光線以太環網，也可以采用更可靠的光纖冗餘Profinet環網。

　　控製係統的可靠性

　　曆史上曾發生過許多公路隧道交通的重大事故。歐洲阿爾卑斯山下有許多隧道穿過，2001年世界第二長的瑞士葛克特隧道，兩輛貨車相撞造成事發處溫度高達1000℃，10餘人死亡，23輛車被毀。早在1999年，穿越阿爾卑斯山的勃朗峰隧道大火，造成了41人死亡，43輛車燒毀的重大交通事故。2003年6月6日上午，韓國首都漢城發生一輛公共汽車與一輛吉普車在隧道裏相撞並引起大火，約30人受傷。隧道火災煙霧大、溫度高，由於隧道橫斷麵小且道路狹窄，疏散與撲救困難，危害非常大。

　　suidaodeanquanchuleyaocongsuidaodeshejihexiaofangfangmiankaolvwai

，suidaojiankongxitongdekekaoxingchengweishiguyuanheshiguhounengfouxunsuyingduidezhongyaoyinsu。zuoweisuidaojiankongxitongdehexin，bendikongzhiqihewangluoxitong（交換機）更成為係統安全可靠的核心。

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　　隧道工作環境的特點是空間狹小、濕度變化較大

、dianciganraoqianglie，yijidabufendiquleidianchongjipinfan，tebieshiqichefadongjipaichudeyanchenhanyoudaliangdetanfen，fuzhezaikongzhidianludeyinshuabanshanghenrongyiyinqiduanlu，congeryinqikongzhishebeiyunxingbuzhengchangshenzhisunhuaikongzhishebei。

　　隧道監控係統的特點是分散式網絡控製係統
，從每台本地控製器來看，控製點數很少。一般每個站隻有幾十個開關量輸入/輸出
，幾個點的模擬量和串行口。從這些功能要求看

，采用小型的PLC完全滿足要求。但由於小型PLC結構過於緊湊，在隧道內惡劣的環境下，包括潮濕、油煙和電磁幹擾
，這種PLC很難長期穩定地運行。因此從隧道安全的角度考慮，隧道監控係統一般采用中大型PLC，對於隧道變電站或控製站內的主控PLC往往要求采用雙CPU冗餘的雙機熱備係統，以進一步提高係統的可靠性。一般隧道內的本地控製器，可以采用不帶CPU的RTU終端
，也可以采用帶CPU的PLC。

　　現代隧道監控係統的網絡
，普遍采用環形光纖冗餘以太網結構。隨著網絡技術的進步，實時以太網現場總線技術（Field Bus）將更適合隧道監控係統
，比如菲尼克斯的Profinet網絡將成為隧道監控網絡的最佳選擇。

　　安全問題不容小視

　　本地控製器及其網絡是隧道監控係統的核心，其選型及方案的合理性影響隧道監控係統的效率
、穩定性，關係到整個隧道的安全性。不僅需從本地控製器功能上的實現來選型，更需要從保證隧道監控安全、可靠的角度來考慮。

　　另ling外wai
，在zai隧sui道dao監jian控kong係xi統tong中zhong有you一yi個ge簡jian單dan的de問wen題ti常chang常chang被bei忽hu略lve
，那na就jiu是shi安an裝zhuang本ben地di控kong製zhi器qi和he交jiao換huan機ji的de控kong製zhi箱xiang密mi封feng性xing問wen題ti。為wei了le防fang止zhi煙yan塵chen，多duo數shu隧sui道dao監jian控kong係xi統tong設she計ji單dan位wei都dou在zai設she計ji文wen件jian中zhong寫xie明ming，控kong製zhi櫃gui的de防fang護hu等deng級ji為weiIP65以上。但實際上

，許多係統商采用的控製櫃遠遠達不到IP65防護等級，加上現場安裝過程中
，控製櫃的變形和出線口密封處理不當，造成控製櫃實際失去了防護能力。

　　國guo內nei已yi建jian成cheng隧sui道dao大da多duo數shu存cun在zai著zhe本ben地di控kong製zhi器qi控kong製zhi箱xiang嚴yan重zhong的de密mi封feng不bu良liang問wen題ti。按an此ci情qing況kuang
，這zhe些xie控kong製zhi係xi統tong連lian續xu穩wen定ding運yun行xing不bu會hui超chao過guo三san年nian，這zhe是shi一yi個ge大da家jia都dou需xu要yao關guan注zhu的de嚴yan重zhong問wen題ti。還hai有you一yi個ge普pu遍bian存cun在zai的de問wen題ti是shi，對dui於yu雷lei暴bao區qu域yu的de隧sui道dao，防fang雷lei設she施shi的de布bu置zhi、選型、與安裝往往不被重視。這應該值得各個廠商對此給予重視，如采用菲尼克斯的防雷技術，真正防患於未然。