高速公路运营隧道智能化变配电监控系统的应用

凌广宇

摘 要：近年来，国家十分重视对交通事业的建设，这也是我国人们生活水平提升以及经济良好发展对交通事业建设的需求。高速公路是交通事业建设中的重要部分，在高速公路建设中避免不了存在出现隧道情况，而隧道监控系统在高速公路运营与管理中具有着重要的作用，对其紧急预案的处理也具有保障作用。文章针对高速公路运营隧道智能化变配电监控系统的应用进行分析，来对其进行深入的研究。

关键词：高速公路运营；隧道；智能化；變配电监控系统

隧道是高速公路的运营中重要的管理内容，在高速公路隧道部分往往需要涉及大量的配电设备，而配电系统也是其监控系统发挥作用的前提保障。在新时期环境下，信息智能技术得到了快速的发展，这也为高速公路变配电监控系统的管理和发展提供了良好的条件，变配电监控系统智能化也是其为了未来发展的趋势，而高速公路运营隧道智能化变配电监控系统如何进行具体的应用和实现，就是本文主要研究的内容。

1 高速公路运营隧道监控系统作用

在新时期环境下，高速公路的发展十分迅速，高效的高速公路交通系统也是我国经济发展前提基础保障。高速公路是我国的交通系统内的重要组成部分，而高速公路运营中也常见一些交通事故发生，特别在高速公路隧道通行中，而在高速公路运营中隧道监控系统的应用有效降低了隧道内交通事故的发生频率，保证车辆安全的通行。通过高速公路运营隧道监控系统能够对隧道内通风、照明以及行车等情况实现全方位动态监控，其监控系统主要的功能是进行交通、照明及通风的检测，交通检测主要是对高速公路的隧道内主要的信息进行及时获取，相关部门根据高速公路的隧道内信息可以对行车进行合理指导；照明检测主要是对隧道中光照强度进行监测，结合外在的天气条件，及时进行隧道洞内部光照强度的调节和控制，保障隧道内的行车具有良好的光照环境和条件，保障交通的安全，使隧道中亮度的变化符合人眼适应的曲线；通风检测主要是对隧道环境内的数据实施实时检测和获取，来对隧道内的风机运行状态进行控制，保证隧道内各项空气的指标满足行车需要的指标要求[1]。

2 高速公路运营隧道智能化变配电监控系统的应用

2.1 系统构成

此系统主要由3层构架构成，根据现阶段高速公路隧道的供配电监控系统要求，此系统的3层架构主要有隧道监控中心主站、各隧道区域配电房的本地管理站和各隧道的前端测控装置。

第一层为隧道监控中心主站层，其主要包括服务器、前台的管理系统、报警系统以及后台的数据库等，主要的任务是进行本路段所有隧道的供配电相关监控系统全局管理。第二层为各隧道区域配电房的本地管理站，其主要是针对更好地进行上百公里区域路段各隧道整体对象的管理所进行的区域化管理方式，在本地的管理站中，指对本地的配电房供配电的监控系统进行管理。第三层为各隧道的前端各控装置，其主要有安装在各隧道的配电房各类监控的主机、智能设备的监控器和各类配电的测控模块部分。此系统第一层和第二层主要借助主干光纤的以太网进行一体化结合，而第二层和第三层借助区域内部的TCP/IP类型协议网络当作传输的通道，来和整个系统进行一体化结合。

根据高速公路隧道的供配电对监控实际状况以及具体的需求，按照TCP/IP的协议，通过高速公路的光纤IP网络当作传输的通道，来集中构建出高性能和可靠安全的网络化监控系统，在各隧道的配电所现场监测中，主要通过网络监控的主机和各类的测控模块来进行其各系统的监控，其监控主机通过IP网络对数据进行传输，借助现场总线进行控制技术的采集，和系统测控模块进行连接，来实现供配电的系统电流、电压、开关、刀闸以及智能电源等监控。另外，在各个隧道的配电所还设置本地的调度中心，并于高速公路的监控中心构建供配电的监控系统调度监控的中心[2]。

2.2 系统功能

2.2.1 配电监测

配电监测是隧道智能化变配电监控系统进行有效监视控制与数据采集基础，对于系统配电监测来说，其对配电数据的采集主要包括实时采集和定时采集两种方式，所采集数据量也可以分成模拟量以及开关量等，模拟量主要包括电流、电能、电压、温度以及有功的功率等，开关量主要是指设备运行的状态实时信号、断路器以及隔离开关的位置信号等。通过隧道智能化变配电监控系统人机控制界面，就能够以一种一次的系统图形式将现场所采集数据进行有效的显示，进而对所采集数据实施有效分析，并实时进行报警推送[3]。

2.2.2 交通监测

系统交通监测主要内容包括了交通监测的设备、交通的控制设备以及交通诱导设备等，交通监测设备有车辆的监测器、视频类型的监控设备以及摄像机等，主要对隧道内交通的信息情况进行监测，体现隧道内运营的状况；交通的控制设备以及交通诱导设备主要有交通的信号灯、指示灯、可变的情报板、限速的标志以及交通区域的控制单元等，主要进行交通信息的收集与处理，并将其传送到中央控制的计算机中，并接受中央控制计算机所传达的指示信息，根据所选定方案以及控制的制定，对隧道内的交通流量以及交通状态进行有效的控制。

2.2.3 通风监测

系统通风监测主要对隧道内通风的情况以及风机运行的状态实施有效的监测，在通风监测中具有对数据的采集和处理、风机的控制以及运转状态的反馈能力等，同时其还能够按照隧道内实际风向、风速、CO等信息数据以及风机的转向实际情况进行分析，从而制定出通风控制的方案，来对隧道内风机启动以及正反转的工作状态实现控制。另外，通风监测中不仅需要具有正常情况下通风的控制功能，还需要具备火灾情况下对通风的有效控制，同时对隧道内的CO浓度以及VI值保持在合理范围内[4]。

2.2.4 照明监测

照明监测是系统最为基本的功能，其目的是实现对隧道内良好照明条件的保障。照明检测主要针对隧道内照明情况以及照明回路的状态实施监测，对隧道内照明回路开关的状态实施控制，并根据当地实际的天气条件情况进行控制方案的制定，从而保证隧道内行车具有良好的视觉环境，保证隧道内行车的安全。照明控制需要对正常情况下的隧道明暗变化进行有效的控制，另外，其还需要具有在应急情况下的照明控制功能，为隧道通行的全过程和全周期实现有效的照明控制。

2.2.5 火灾监测

火灾监测能够有效地对隧道内火灾报警信号进行输出，和手动报警以及火灾自动的报警相比，其有效地实现了隧道变配电监控系统的智能化。火灾监测还能够对隧道内的火灾情况自动地记录、整理、储存，并打印报警的记录，通过系统显示器就能够对报警区域进行及时准确的显示，还能够对自动化探测器故障信息进行自动检测，其与交通监测的服务器进行联网就能够实现数据的分享和交换。同时，火灾监测能够和系统内的其他功能模块进行联动使用，在发生火灾情况时，就能够对风机、广播、交通管理的标志、隧道卷帘门以及消防等设备进行有效控制，从而制定出相应的处理和控制方案，就能够有效地实现对火灾形势的控制，保证隧道通行的安全性。

2.2.6 操作控制

在隧道智能化变配电监控系统中，最重要的是操作控制部分，其也是实现系统功能的基础保障。系统操作控制主要可以分为远程控制以及就地控制，远程控制主要是相关人员借助系统智能化手段来对目标进行远程的控制，同时设置防误闭锁的功能，这种控制方式主要使用主选控制的方式，在调度中心进行设置；就地控制主要是在各个开关柜远方/就地的控制中切换控制的方式，就地操作采用就地控制的按钮，这种控制方式主要用于开关的检修以及现场的调试用，是控制操作后备使用方式，远方控制和就地控制是相互闭锁的，在控制中只有一种控制方式是生效的。在操作控制中，还需要具有操作权限以及防误闭锁的手段，来保证其操作控制的安全可靠，操作权限主要是进行操作控制密码设置，来保证操作人员具有允许的操作行为；防误闭锁主要是进行误操作的判断，并对相关操作人員的操作情况进行记录，从而保证操作控制的安全性和正确性。

3 结语

综上所述，隧道智能化变配电监控系统对高速公路隧道安全通行具有重要的意义，其有效提高了隧道运营和管理的水平，这就需要相关单位对此系统不断进行研究，促进其得到更好的应用和作用的发挥。

[参考文献]

[1]李灵爱，陈蔚.基于“分级控制”的隧道照明智能控制系统研究分析[J].工程技术（文摘版），2016（6）：267.

[2]韩芳，王红梅，韩红生.高速公路遂道供配电监控系统设计[J].微处理机，2014（4）：47-49.

[3]马振林.高速公路运营隧道智能化变配电监控系统的应用[J].北方交通，2018（4）：146-147.

[4]陈斌.高速公路隧道节能通风控制系统的设计与开发[D].长沙：湖南大学，2014.