PLC在高速公路隧道监控系统中的应用研究

陈伟

山西交投忻阜高速公路管理有限公司 山西忻州 034000

高速公路的建设对两地的经济发展有十分重要的意义，还可提高沿线居民的收入水平，但也增加了交通事故的发生几率，其中，隧道区域是事故高发区，对其进行监控管理可以有效保证行车安全，促使我国社会经济快速发展。

1 PLC主要程序

PLC程序能够对一段区域内设备的检测信息进行收集，收集的主要检测部件有CO/VI检测器和车辆检测器。这项程序能够对收集到的信息进行预处理，比如：隧道内部的CO正常运营的浓度一般情况下处于150-250ppm，若隧道内部的车辆行驶速度都处于怠速，平均车速在10km/h时，浓度能够达到300ppm，隧道内对烟雾的允许浓度为7．0＊0．0011/m，这时就会自动启动通风设施进行气体疏散。隧道对正常的风速要求为10m/s，风速需要储蓄到本地单元里边。隧道内部的本地控制器需要将存储单元中的各项信息进行处理，像一些能见度和烟雾浓度等都需要处理，处理之后将其上传给服务器。PLC程序还能够接收隧道管理站内部计算机发出的控制命令，可以将设备运行状态和控制命令进行比较，通过比较后对下端设备发出控制指令[1]。

2 我国高速公路隧道监控系统的发展现状

近年来，随着我国经济的高速发展，高速公路及公路隧道建设的力度不断加大。高速公路隧道由于空间比较密闭，空气流通性不好，光线强度也较微弱，因此，出现交通堵塞和安全事故的可能性较大。鉴于对安全的重视，我国的道路建设部门在高速公路隧道建设中积极引用先进的技术和新的工艺设备，通过利用自动化技术和系统集成，逐步实现隧道监控系统的智能化，使隧道监控系统的功能更加强大。目前，随着我国道路桥梁建设技术的发展，我国建设的公路越来越多，高速公路建设的地理位置和环境复杂程度也更大，隧道长度也越来越长。为了防止隧道中交通事故和火灾情况的发生，近几年，在隧道设施配置时，我国加强对监控系统的配置，对通过隧道的车辆以及隧道周围和内部的结构、环境进行实时监控，确保隧道的通畅无阻和车辆行人的安全通行。通过利用组态软件和电气自动化软件，在越来越多的高速公路隧道中建立了集成化的综合监控系统，使我国高速公路隧道朝着安全、智能化方向发展。

3 PLC在高速公路隧道监控系统中的应用

3.1 交通控制

将PLC技术应用在高速公路隧道监控中，可对全程道路进行管理，为司机驾驶员提供了良好的行车环境。例如在隧道内设置控制车道指示灯、限速指示器等，可对隧道内的实际交通情况进行调整，保证车辆的通行安全。比如当隧道内发生车祸时，可及时更改限速信息，并对隧道口内外的交通信号灯进行控制，使驾驶员按照规定线路行车，可以降低车祸的危害程度，保证人员和车辆的安全。限速信息以及交通指示灯的变换都是通过PLC控制技术来实现的，可通过控制继电器来调节交通信号灯，并通过串行接口来控制限速信息，从而实现控制需求[2]。

3.2 照明控制

隧道照明控制程序可以对洞外的光强进行检测，然后根据检测的具体状况对隧道的照明系统进行控制，对隧道的出入口进行调节，让车辆能够行驶的更加安全，不但可以满足照明，而且还可以起到节能运行的目的。同时，还能够对洞内照明进行监视，照明控制程序还能够在洞内照明灯具故障的时候进行提示，可以根据洞内具体的光度进行采集，然后会发出报警，提示维修部门及时更换灯具。在自动控制程序中，不管任何时候应急照明回路的照明灯一直通亮，若一旦有火灾事故发生，隧道里边的所有回路的照明灯会瞬间全亮。隧道中的照明主要分为人工、自动和远控三种方式，其中自动方式可以由照明系统自动完成，远控一般由照明系统和监控系统相互协作完成，监控系统可以将远程控制的信息传递给照明系统。

3.3 通风控制

通风控制程序能够对交通量和通过率以及CO浓度数据进行检测，并根据检测的数据对运行台数以及风向和运行时间进行控制，让其能够实现节能运行，并让风机的寿命能够得到延长。一旦有火灾发生，可以根据具体情况采取相应的处理措施对火灾进行相应的排烟处理，让隧道能够安全的运行并提高舒适性。通风控制程序可以实现对风机各种状态下的控制，还可以将每台风机的具体运行状况显示出来，将具体的故障传给上位机。可以对风机的运行时间进行自动统计，运行时间最短的风机可以累积起来最先启动，这样能够让各个风机之间相互平衡，然后将风机能够在劳逸程度上相互结合，使风机的使用寿命得以延长。风机启动时由于启动电流较大，瞬时功率较高，故每台风机启动的时候，利用软启动器启动都需要短暂的延时，这样才能够将其他风机启动起来，让变电站供电的压力减小。通风控制主要控制可以分为四级，分别是监控分中心、隧道监控室、隧道配电室、风机配电箱，一般情况下，隧道配电室的风机控制都会放在“自动”位，由监控分中心对通风系统进行控制，能够自动将系统的各项功能完成。系统出现故障时，可以前面三个级里边任何一个级上让系统维持正常运行。对通风设备进行维修的时候，可以采用人工控制的方式[3-4]。

4 结语

PLC技术在我国工业自动化发展中取得的显著成绩，逐步替代了传统单片机系统。PLC控制器以其编程简单方便、运算速度快捷和逻辑运算功能强大等优点，不仅在国内的工业控制领域得到肯定，也逐渐的在公路隧道中得到大力应用，并在高速公路隧道监控系统中起着重要的作用。