桃墅岭隧道监控系统设计方案探讨

罗东伟　秦治斌

摘要：本文针对横跨两省桃墅岭隧道的特点，并依据两方业主达成的会议纪要，提出了监控系统设计的方案。

G35济广高速安庆至景德镇段桃墅岭隧道位于皖赣省界处，安徽端位于安徽省东至县马坑乡老屋村，江西端位于江西省浮梁县西湖乡牛石村，隧道位于分离式路基段，为左右分离式单向行车隧道。

两方业主达成的《安景、景鹰高速公路省界隧道建设与管理工作商洽会会议纪要》主要内容有：统一设计、分别建设、统一管理；隧道内监控、报警、救援等信息实现共享。

1隧道监控管理模式

根据预测交通量、按照国标《公路隧道交通工程设计规范》JTG/TD71-2004的隧道等级划分，桃墅岭隧道的监控等级划分如下表所示。

桃墅岭隧道由安徽、江西两省合建，隧道具体划分见下表：

根据两省之间高速公路的管理模式，安徽方的隧道管理站设置在马坑主线收费站，江西方的隧道管理站设置在经公桥。在桃墅岭隧道变电所设置无人值班现地控制站，其中无人现地控制站仅当隧道管理站与隧道现场系统通讯发生中断时，才接替隧道管理站的功能隧道管理站，待通讯正常后自动切换至正常的工作状态，并上传临时存储的数据。另外，无人现地控制站平时还起到系统维护与检修等功能。

桃墅岭隧道监控管理模式：路段监控中心+隧道管理站+现场监控设备三级管理模式。

路段监控中心+隧道管理站+现场监控设备三级管理模式

2隧道监控数据传输方案

桃墅岭隧道监控设备由PLC通过光纤收发器传输至隧道管理站。

3隧道图像传输方案

隧道图像传输方案采用节点光端机传输到隧道管理站。

4隧道现地控制网络结构方案

桃墅岭隧道由于监控设备的种类多而复杂，为了保证各监控设备的监控数据传输的可靠性和实时性，桃墅岭隧道的控制网络结构方案采用环形结构：

隧道内各监控设备的监控数据首先由布置在隧道内和隧道变电所的本地控制器（PLC）进行实时采集和控制，本地控制器（PLC）通过工业以太环网将监控数据传至隧道变电所监控室的现地管理计算机，用于现地控制，同时经光纤收发器将数据传送到隧道管理站管理。

5隧道控制方案

（隧道控制网络结构图见下页）桃墅岭隧道由安徽、江西两省合建，统一设计、分开管理。隧道内本地区域控制器（PLC）通过工业以太网交换连接为10/100M光纤冗余工业以太网。在此一级，各本地控制器设置为主从关系，在隧道变电所内设置的本地主控制器（主PLC）为主控，配有触摸显示屏，可连动控制各本地控制器所接设备，加强火灾、事故时的现场控制功能。通过软件编程对安徽、江西两省主控PLC进行控制级别划分，安徽段主PLC可对安徽省境内的PLC及PLC下的监控数据进行读写功能，对江西省境内的PLC及PLC下的监控数据只具有只读功能；相反，江西段主PLC可对江西省境内的PLC及PLC下的监控数据进行读写功能，对安徽省境内的PLC及PLC下的监控数据只具有只读功能。隧道监控数据通过主PLC传输至隧道管理站，隧道管理站内的监控计算机对隧道内CO/VI值、风速风向值、光亮度值等数据进行分析处理，当检测到的数据超过标准值或发生异常时进行相应的控制指令，隧道管理站监控计算机能显示隧道内整个区域的控制模式，当两省隧道管理站一方更改控制指令时，另一方隧道监控计算机能及时显示报警信号同时能接收到对方发送的更改控制模式网络提示短信及时做出相应控制方案，保证隧道内监控模式统一。

6结束语

G35济广高速安庆至景德镇段于08年11月建成通车，桃墅岭隧道横跨皖、赣两省，后期运营期间两省需要紧密合作，确保隧道内发生事故时及时处理。于各个厂家的技术保护，本文中所提方案的工业交换机由两省需通过协商保持一致。