浅谈高速公路机电工程的监控系统——侧记广州市新光快速路监控、收费、通信系统及收费站土建工程施工

1 监控系统概述

广州市新光快速路金山大道以北为城市快速路, 以南为城市主干道。新光快速路全长1 5.4 1 2 k m, 城市快速路设计行车速度为80km/h, 城市主干道的设计行车速度为60km/h。本项目设置监控中心一处, 负责管理本路段的监控业务。

2 监控系统构成及运行

监控系统主要由监控中心、主线监控外场设备、隧道监控设备构成。

2.1 监控中心系统构成及主要设备选型

监控中心系统主要由计算机系统、闭路电视系统、大屏幕投影系统综合控制台、电源系统等构成。以下主要谈以下计算机系统和闭路电视两个大系统。

计算机系统:监控中心计算机系统包括服务器 (双机热备份) 、交通监控计算机、视频控制计算机、火灾报警计算机、通风照明消防计算机、隧道事件管理计算机、多串口服务器, 外围设备有打印机、扫描仪、光盘刻录机和交换机、路由器以及其它网络连接设备等。各计算机通过交换机联成一个以太网E t h e r n e t (L A N) , 并使用100Base T技术进行物理连接。

监控中心交换机预留与上级监控中心联网的接口。

闭路电视系统:监控中心, 监控系统和收费系统的闭路电视系统合建, 由监控系统负责设计完成, 各系统所需的监视墙的显示监视器和硬盘录像机数量及其它设备统一由监控系统负责。

监控中心设置1套闭路电视系统, 主要由视频切换矩阵、控制键盘、大屏幕投影系统、视频分配器、多屏拼接控制器、数字硬盘录像机、监视器、监视墙架、监控大厅监控摄像机等构成。

监控中心共接收1 5 1路视频图像 (互通共5路图像、特大桥2路图像、监控中心大厅1路图像、视频车辆检测器共2 2路图像、收费共1 0 7路图像、隧道口带云台摄像机2路、隧道内固定摄像机图像12路) 进入视频矩阵, 其中:

视频车辆检测器2 2路图像、收费1 0 7路图像、隧道口带云台摄像机2路、隧道内固定摄像机图像1 2路图像需经过1分2视频分配器。

各个互通和隧道洞口的2 2路视频车检图像通过视频分配器, 分配图像到视频车辆处理器进行处理。

所有监控系统图像 (互通5路图像、特大桥2路图像、监控中心大厅l路图像、隧道口带云台摄像机2路、隧道内固定摄像机图像1 2路) , 共2 2路图像通过视频切换矩阵, 切换8路图像到硬盘录像机录像。

视频矩阵切换1 2路图像到大屏幕投影系统显示。

视频矩阵切换1路图像到监控台的液晶主监视器上显示。

视频矩阵切换1路图像到收费台的液晶主监视器上显示。

视频矩阵切换4路图像 (2路监控, 2路收费) 到上级监控中心。

视频矩阵配2套控制键盘 (监控控制键盘, 收费控制键盘) 。

2.2 主线监控外场设备构成

本项目主线上外场设备包括:视频车辆检测器、“F”型悬臂式可变情报板、外场摄像机、交通控制信号灯等。

在互通设置有视频车辆检测和彩色监控摄像机:在新光特大桥设有2套彩色监控摄像机;在龙潭、迎宾路、南大路、汉溪、金山大道互通以及新光特大桥设置有“F”型悬臂式可变情报标志。

视频车辆检测器的图像直接由通信系统负责传输到监控中心, 再通过视频分配器将图像输入到视频车辆检测处理器。图像传输由通信系统负责完成。视频传输所需的光端机和光缆由通信系统提供。

主线监控外场设备 (除彩色摄像机) 通过数据光端机传输到就近的通信站, 通过通信系统的低速率 (R S 2 3 2) 口传输到中心。监控中心所在的互通处的监控外场设备直接通过数据光端机传输到监控中心的多串口服务器, 其传输光缆由通信系统提供, 数据光端机由监控系统负责。

2.3 隧道监控外场设备及其现场构成

隧道监控外场设备主要有:视频车辆检测器V V D、单悬臂可变情报板F C M S、交通控制信号灯T S、彩色摄像机C C T V、风向风速仪W S、车道控制标志L S、一氧化碳/能见度检测器CO/VI、火灾检测器F D、声光报警器、火灾报警控制柜、人行横洞标志灯、隧道诱导标志。

隧道区段的设备 (除图像、火灾检测器、声光报警器、人行横洞标志灯) 就近与本地控制器构成的工业以太网光纤自愈环网连接, 再通过设置在隧道左洞入口前的配电房内的主本地控制器的l0/100M口将数据传输到就近的通信站。

火灾报警系统是隧道专有系统。要求火灾报警系统采用双波长火灾检测器。双波长火灾检测器:火灾检测设备、火灾报警按钮、声光报警器直接与火灾报警主机连接, 火灾报警主机通过RS232接口、数据光端机将火灾信号一路传输至就近通信站, 另一路与本地控制器相连, 作为备用传输通道。

3 监控系统运行模式

监控中心收集隧道一氧化碳/能见度检测器、风向风速检测仪、视频车辆检测器、隧道事件检测设备、火灾控制器、彩色摄像机, 道路沿线设置的视频车辆检测器等采集的信息以及沿线巡逻车收集管理区段的道路、交通、气象、事故等情报, 并进行分析、计算、处理、记录。同时利用计算机系统、闭路电视系统、大屏幕投影系统等设施, 把道路利用状况、车辆运行状况、设备工作状态等显示出来。值班人员综合上述情报, 形成统一的控制方案, 发布必要的指令, 通过隧道管理站管理区段设置的“F”型悬臂可变情报板、车道控制标志、交通信号灯、声光报警器等等, 向道路使用者提出警示、诱导或建议。

隧道采用二级控制模式, 即监控中心——隧道现场。隧道的运营管理由监控中心统一负责。

当监控中心的通信异常或无法实现对隧道进行运营管理时, 进行降级运行, 降级运行是由隧道本地控制器构成的自愈环网来实现自动控制, 以维持整个隧道基本运行功能和安全为主, 因此将执行预先设定的通风、照明、交通等自动控制程序。当进行手动控制时, 操作人员可通过隧道口配电房内的主本地控制器的触摸屏进行控制。

隧道通风:隧道通风主要取决于隧道内的环境标准。根据 (公路隧道通风照明设计规范) (JTJ026.1—1999) 对风机进行控制。一般CO/V I检测器检测的一氧化碳浓度和能见度值, 判断是否大于设定的门限值;如果超过门限值, 则产生报警, 并启动风机进行换气。本项目隧道均采用纵向射流风机排风。

隧道交通事故、道路维护、车辆故障、清洗隧道等都会造成交通异常, 导致一条车道以至一个隧道阻塞, 此时隧道中某车道标志显示红色×, 或洞口显示禁止通行标志, 甚至开启另一隧洞为可逆车道。当发生火灾时开启相应风机、调整风机吹风方向、照明亮度以及应用洞口信号标志、车道灯等引导车辆和人员疏散, 其中包括关闭火灾隧道, 开辟另一隧道为双向行驶等。

隧道照明控制模式为:晴天的时候全部照明开启, 重阴与夜间照明一样保留基本照明, 午夜照明为基本照明的一半, 应急照明结合在基本照明中, 由E P S供给电源不受控制。

摘要：高速公路交通监控系统是根据各种道路交通的具体情况和实际问题, 利用电子传感、计算机、自动控制、通信等技术实时地、动态地测量、控制道路及车辆的运行情况, 对高速公路的交通控制带来了新的方法。

关键词：高速公路,监控系统