探讨电气自动化在公路监控系统上的应用

■薛 源，凤晓航

■1.陕西省高速公路建设集团公司，陕西 西安 710065;2.陕西建工安装集团有限公司，陕西 西安 710068

随着科学技术的不断发展进步，人类在不断地获得发展的新动力与源泉，我国电气自动化行业在我国各行各业不断取得新的成就。在公路监控系统中，电气自动化行业由于新技术与新设备的加入取得了新的发展，受到相关科技研究人员的重视。公路监控实现电气自动化就是将公路控制系统的各个环节都能够进行有机结合，从而能够建立起一个较为完善的具有综合性的自动化公路监控管理系统，实现对整个工程安全、有效、直观的管理与控制。

1 公路自动化监控系统设计方案

公路自动化监控系统设计方案以陕西省作为具体案例，陕西省境内高速公路的桥隧比例大，且在其境内长隧道与特长隧道的数量较多，用于通风、照明的设备，以及相关的交通信号、火灾报警、配电以及视频监视的设备数量较多，分布范围也较为广泛。因此，对公路监控系统的实际控制能力提出了考验，检验公路监控系统是否能够适应如此难度的控制。所以在实际公路监控过程中，需要加强对交通情况、运行环境以及相关设备的运行情况进行控制与监管。加强提高相关管理部门对突发事件(如发生交通事故等)的应急处理能力，尽量减少事故的发生。需要保证各类外围设备(如风机、照明以及配电等设备)能够安全、稳定、有效运行。同时需要相关部门能够提升自身的运营管理能力，降低隧道运营成本，延长隧道的使用寿命。并且能够与当前先进的控制技术相结合，建立起由中央监控系统与区域监控系统、现场控制系统、工业控制网络系统以及外场设备系统组成的公路监控系统[1]。

2 自动化监控系统

2.1 中央监控系统

(1)系统组成。中央监控系统中包括有监控中心中的中央监控计算机、打印设备以及大屏幕投影显示设备。通过紧急电话系统、交通环境参数检测系统、闭路电视监控系统以及火灾自动检测报警系统等收集到交通与环境异常的信息，通过监控计算机向所在区域发布相应的处理应急指令，从而实现对道路各类设备的控制与监管。

(2)系统功能。中央监控系统主要拥有两种方式，即自动控制与人工干预控制。正常情况下，系统处于自动控制状态，当发生异常情况时，系统会及时中断正常的运行程序，进入应急处理状态，做好相应的应急处理预案与指令，并向值班工作人员预警，值班人员在经过确定后执行控制方案。

第一，系统具有报警自动管理功能。主要是火灾报警、高位消防水池水位出现异常、CO浓度与烟雾浓度出现异常、交通拥挤报警等。

第二，系统对的设备进行远程、分级、分区、联动控制。系统能够对现场的视频信号能够进行显示、录像、报警等。对网络攻击具有一定的防御能力。

第三，系统能够对交通与环境数据进行分类分析汇总分析，自动生成交通量历史对比图。显示模拟出的交通运行情况，并能定时生成相应的统计图表。根据实际的交通运行情况，发布相应的交通信息。自动备份重要的数据信息。并能够检测计算机硬件及软件的运行状况、区域控制器与工业控制网络的实际运行状况，出现异常情况时，能够自动报警并打印出相关的诊断报告。

2.2 区域监控系统

区域监控系统是由变电所的触摸屏组成。其主要是对全部的外场设备进行控制和监视。区域监控系统能够实时收集现场控制系统网络中的交通与环境信息，并依据方案，对与之关联的交通控制设备进行控制与监视。

3 现场控制系统

3.1 系统组成

现场控制系统包含区域控制器与变电所区域控制。前者是对的外场设备进行监视与控制，后者是对变电所内的配电设备进行监视与控制。全部的区域控制器是利用工业级以太网环网与中央监控系统进行联系，将外场设备的实际运行情况及时上传至中央监控系统，并接受中央监控系统下发的各类控制指令。

3.2 系统功能

第一，在正常情况下，能够进行自动控制。在发生紧急情况后，能够及时向操作人员预警，并为操作员提供必要的控制方案，待工作人员确认或修正后，及时下发控制指令。

第二，系统的控制分为自动和手动，手动控制是在触摸屏上进行的。在进行自动控制时，能够不断地收集交通参数，来判断交通情况进行交通的自动控制。

4 工业控制网络系统

(1)现场总线网络。现场总线网络实现了外场设备间的数据交换，并将各类外场设备的实际运行情况上传区域控制器，并能够将区域控制器的控制指令下发到相应的外场设备。

(2)工业以太网环网。监控中心与区域控制器之间会采用100M工业级以太网环网，并使用单模光纤连接，实现两者之间数据的交换与信息的交流，并将外场设备的实际情况上送中央监控系统，并将中央监控系统的控制指令下发区域控制器。

5 外场设备系统

(1)现场总线设备。主要是对外场设备、本体控制器与数据进行交换。(2)隧道通风、照明与交通控制系统。通风与照明控制系统能够对通风和照明设备的信号进行采集、控制等。交通控制系统主要是对消防设备的信号采集和监视等。(3)通信系统和闭路电视系统。通信系统能够对隧道内、监控分中心及省交通骨干网等的数据进行交换。闭路电视系统是以对的视频进行传输和处理等。(4)事故报警系统。火灾检测报警系统能对消防设备的信号进行采集、监视和控制等。紧急电话系统则可对的事故进行紧急求助与报警等。

[1]刘继红.浅谈电气自动化在公路监控系统上的应用[J].世界华商经济年鉴·城乡建设，2012，19(11):134.