PLC在高速公路隧道监控系统的应用

刘玉君

摘 要：文章对高速公路隧道监控系统中PLC的应用原理等内容进行了总结，对基于PLC的高速公路隧道监控系统总体构架和子系统的构架进行了分析，从而更好的提高高速公路隧道监控系统的运营水平。

关键词：PLC；高速公路；隧道监控系统

1 引言

道路交通逐渐发展隧道是道路交通中的重点管理对象，也是其重要组成部分之一，高速公路不断修建也使得隧道的数量不断增加，我国虽然国土辽阔，但是地域环境复杂，所以隧道中的监控系统的运行效率和作用在道路交通监控中占有重要比例。则隧道监控系统的经济稳定性、可开发扩展性以及先进性等特点成为当前各个建设部门以及公路运输部门都比较关注的问题。随着计算机信息技术、通信技术以及微子技术的发展，让公路交通的信息化以及智能化管理越来越高端，再结合上PLC的3C技术等特点，使其成为隧道监控系统中的核心监控工具，配合网络通信，更好的管理和监控隧道中的交通情况。

2 PLC系统概述

隧道环境有着比较特殊的环境，其中安放的控制箱由于环境影响而容易变潮湿并影响其信道系统，再加上长期监控过程可能会由于隧道中汽车产生的尾气、隧道中的颗粒烟尘物质等也会造成PLC部分组件的损伤，因此隧道监控系统必须要有着较高的质量要求和技术要求。隧道监控系统中最主要的组件就是PLC，只有其能够满足以上所述条件，再加上其自身特点更能高效、稳定的运行。

3 隧道监控系统的主要内容和基本要求

随着我国社会经济的不断发展，高效的交通系统是社会经济发展的基木条件，在高速公路逐渐成为我国交通系统中的主要组成部分的同时，在高速公路中交通事故的发生频率也有了一定程度的增加，尤其是在高速公路的隧道中、为了降低频发的隧道交通事故，保证车辆顺利通行，目前主要是采用在高速公路隧道中配置监控系统，对隧道中的通风、行车以及照明系统实现即时全方位的监控，实现高速公路隧道中主要信息的及时采集、因此隧道中各方面信息如何高效采集，如何实现信息的准确性和精度是保证隧道中车辆顺利通行的关键。

3.1 交通检測控制

隧道中良好行车环境是车辆通行顺畅及安全的前提，交管部门通过了解高速公路隧道中的信息还能够及时的对行车作出合理的引导、高速公路隧道中监控内容主要包括交通检测、照明检测及通风检测等，相应的控制这些内容的系统分别为交通检测系统、照明检测系统及通风检测系统。

3.2 通风检测控制

隧道内的通风情况是行车环境的重要内容，目前通过在隧道内设置风速仪来检测隧道内的通风情况、如果高速公路隧道设立在海拔较高的地区，还要配备一氧化碳浓度检测仪和能见度检测仪，通风控制系统在对这些环境数据进行实时的检测和采集后，针对性的控制隧道内风机的工作状态，以此来实现各项空气指标符合行车所需的各项指标、采用通风控制系统不仅能够有效的保证隧道内的车辆通行安全，还能提高能源的利用效率符合我国科学发展观的要求。

3.3 照明检测控制

照明检测控制系统的主要作用是不断监测隧道内外的光照强度，根据外在天气条件及时的调解隧道洞及内部照明回路的光照强度，保证隧道内行车能够随时获得行车需要的光照条件，尽量避免行车司机出现所谓的黑洞效应和眩光效应，即从光照强度较强的白天进入隧道内产生的光照强度的反差，为驾驶员能够轻松的适应隧道内部光照强度的变化，有效的降低高速公路行车事故的发生。

4 基于PLC的高速公路隧道监控系统总体构架

高速隧道监控系统总体构成：高速公路隧道监控系统以中央计算机和前端PLC构成隧道自动化系统，既能完成隧道机电设备、隧道环境状况监控的功能，又可完成隧道信息管理的功能，其中的监控部分采用了具有高可靠性的PLC组成的，基于现场总线的集散控制结构的隧道可编程序控制器，使得整个自动化系统的可靠性得到保证。同时，PLC可以独立工作，完成基本控制任务；现场总线的采用将使各个区域的监控任务变成相应PLC的分散监控任务，使得隧道布线更加简单、合理。PLC的灵活配置使得隧道监控系统形成模块结构，PLC系统可大可小，可根据现场要求进行合理分布。

隧道监控实行的是两级管理方式，即值守点和隧道监控中心共同管理。前端PLC采集隧道内设备数据，通过隧道内架设的双环光纤冗余现场总线上传到值守点主控PLC，值守点可通过近端工控机对所管辖隧道内的数据进行整合，并对需要调整设备运行的情况的指令进行近端下发，完成对隧道设备的近端控制；各值守点汇集数据信息，通过站点节点机（VOX节点机）和整条高速公路组成的VOX环网上传到隧道监控中心，隧道监控中心通过中心工控机对高速所有隧道设备数据进行整合，并根据实际道路情况向近端PLC下发运行指令。

5 基于PLC的高速公路隧道监控子系统的构架

5.1 交通监控

隧道内采用车辆的微波检测器以及车道指示标志和限速标志，加上信息可变情报板和交通信号灯等信息，对微波车辆检测器提供的车道信息进行处理，以判断隧道内交通状况；根据隧道及路段状况调整可变信息情报板显示内容；将隧道内采集处理后的数据上传到隧道监控管理中心服务器。

5.2 照明系统控制

通过采集隧道洞内外光强检测器的数值，根据光强参数进行隧道照明控制。也可以根据时间参数来进行隧道照明控制。

5.3 消防控制

消防控制子系统中的报警是有双层方案的，即自动报警与手动报警，PLC根据串口协议与火警控制器相连，可准时获取火灾情况并进行反馈。同时中心控制区的计算机系统有着各样的控制方案以针对各种交通情况，例如灭火系统、通风系统以及照明系统等，这都是为了方便隧道管理以及意外情况发生等。

5.4 通风控制

隧道内所含有的一氧化碳的透过率检测后所得数据再结合相关准则进行判断能够对风机的转动、转速以及转向等进行控制，使得隧道内的安全状况在保持的情况下还能够达到节省资源、保护环境的目的。

6 结语

高速公路隧道监控系统的设计目的是让相关监管人员及时、全面了解隧道内的交通情况，及时发现公路运行障碍并给与及时处理。PLC成为了当前隧道监控系统的核心装备，使用PLC系统可以大幅提高高速公司隧道监管系统的效率，节约资源，减少成本，提高总体经济效益和社会效益。

参考文献

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[2] 李金，郑晓鸣，白小果，PLC及网络技术在高速公路供电系统中的应用[J].上海船舶运输科学研究所学报，2013（02）.

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[4]张哲.浅析PLC在高速公路隧道监控系统中的应用[J].数字技术与应用，2013（09）.

（作者单位：广东新粤交通投资有限公司）