长大隧道照明监控系统的PLC控制

康慧慧

（西山煤电集团公司 机电厂，山西 太原 030053）

随着我国经济的发展，高速公路的增多，长大隧道也随之增多。长大隧道具有路程长，工程大，控点多，通讯对象多的特点，因此隧道的监控系统是保证隧道正常运行必不可少的设施。在隧道的监控中，照明系统，电力检测系统，车辆检测系统都是极其重要的监控环节。车辆在驶入隧道或驶出隧道，如果光照强度不合适，就会造成驾驶人员暂时性的失明现象，从而加大交通事故率，为了避免这一现象，本文设计的合适光照方案在现场光强传感器采集隧道外光照情况下，通过PLC比较功能模块调整隧道内实时光照强度来完成照明控制，最大限度地避免视觉“黑洞”现象的产生，确保隧道交通安全。

1 工业以太网系统

隧道设计上含有变电站中控室，内含中控柜、动力柜及供电系统等，中控装置支配关联的灯光、风机、区域控制等系统。中控通过PLC系统对灯光、风机、本地控制等设备的信息进行采集汇总，同时按照所设计的要求以及中控的指令作出相应的反应，汇总的信息经PLC10Mb／100Mb光纤以太冗余环网发送到中控的总部电脑上，从而完成联网。隧道工程主电脑采用PLC为区域控制器，它具有高速情况汇总分析功能和优秀调节能力。在每台PLC上安装有RS-485／RS422或RS-232通讯端口，方便与多功能变送器、限速控制器、可变情报板显示控制器等仪表控制设备连接，连接的通信协议是根据厂家的装置变化的。

在本套设计中关于控制灯光、风机、供电、路况等系统的各个区域控制器全部采用单独的控制方式，每两套区域控制器各装配了一台智能控制器，通过智能控制器完全控制对灯光、风机、供电系统、路况监控等各系统的监查、调控。中控室电脑则使用互联网与上级指挥中心交流。

光纤以太冗余环网为PLC提供一种主要的支撑，它提供PLC与PLC之间，PLC与主机之间的自主信息交换，也可提供数据服务进行可编程的信息传导。隧道监控系统用光纤以太冗余环网来进行数据通信。提供GlobalData中间件技术，完成对时效性信息输出。

2 计算机控制系统及通信系统

2.1 计算机控制系统

隧道中控室中控电脑是全部工程的核心部分，是各系统的收集汇总总部。其中不仅包括工业以太网进行信息的传输，而且还需要对计算机控制的信息处理。同时工业以太网的实现也离不开中控系统的硬件支持。中控室中控电脑收集和分析解决隧道监察调节系统中各子设备的信息，并发送调控指令控制各子设备，并使用触摸屏与隧道监控人员通信，实现对隧道有关设备设施的集中操作。

2.2 通信系统

1）通信系统主要包含紧急通信设备和有线广播设施。

2）通信系统设计应按照以下顺序设计：根据隧道交通工程等级，确定通信系统的信息化程度；从安全、信息化程度、成本等进行设备比对；根据实际地质要求，完成信息系统设计。

3 亮度检测与照明控制

隧道是一个特别的管道状结构构造，与隧道外亮敞的高速路不一样，汽车进入隧道经过一个从明转暗的失明过程。在此情况下司机的眼睛必须要有个反应时间。由于在一天中日照变化很大，入洞口亮度应该和洞内外亮度有很好的交替，否则在车辆进入隧道瞬间，司机眼睛会造成失明，即“黑洞效应”，可能诱发撞车事故。同样出洞口亮度和隧道外亮度也应一致，防止大车后紧跟小车，小车不容易被发现的情况。

目前，隧道灯光设计一般把隧道分为进口段、适应段、正常段、外出段四部分来设计，其中适应段有两个，分别在正常段的前后。对洞内最大亮度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定的，对于天气、车速等参数是以最大值来设计的，实现照明的自动控制非常有限。

照明控制图见图1.

图1 照明控制图

4 高速公路监控系统联动控制实施方案

高速公路监控系统作为高速公路信息化建设的一个主要组成部分，正逐渐引起各建筑公司和设计公司的重视，据分析，许多同行在机电三大系统的配置上，一般只要求硬件设备的高端，对软件方面例如对监控系统如何指挥实际运营的复杂情况处理程序不够重视，但实践表明，监控系统的软件是完成智能控制的重要基础。

4.1 数据采集

一切信息系统的可靠性都要求一个基本点，那就是信息收集的准确性。信息收集的准确来自于三个方面：1）感应设备的好坏。2）信息传送系统的稳定。3）核心信息收集系统的完善。

对于高速公路监控系统来说，信息收集设备主要为：交通流量检测设备（包括各种车检器），气象检测设备（如能见度仪、气象检测器、风速风向仪），隧道环境分析仪（如一氧化碳／能见度、亮度检测仪等）。

4.2 联动控制方案

在确保信息收集的准确可靠之后，完善、严密的联动控制方案的实现才有可能。控制的对象主要有三大类：路况监控、灯光控制、风机调节，三个部分互相独立，又互相协调。

隧道监控情况比较复杂多变，包含的信息收集控制设备较多，隧道监控实现方案如下：

当隧道内车流量过多或路况阻塞时，需要用隧道内车辆检测设备及隧道摄像设备来判断其阻塞情况，在相应隧道内外电子板上显示“隧道拥堵，注意安全”等提示。另外，电子设备探测到隧道内CO浓度升高，能见度降低，则由监控人员或智能控制器自动启动风机和调控照明系统。

隧道照明控制方案包括正常、火灾、交通事故、停电以及光强检测状况下各种天气、一天内各时段的照明灯开启等级。

5 结 论

本设计通过传感器采集隧道外光照情况，经过PLC对比后对隧道内照明情况进行实时调整，避免了“视觉黑洞”的产生。当照明监控系统开启后可自动运行不需人工调整，只需人工监控即可，达到了本设计的预计目标，控制准确、迅速。

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