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为什么要建立隧道综合安全监控系统?

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13717811933 发表于 2019-11-28 08:41:20 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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随着我国经济的快速发展,公路及公路隧道的建设项目与日俱增,隧道安全运营问题显得越来越突出,除隧道本身的土建施工质量外,隧道的监视与控制管理成为公路隧道安全正常运行的重要课题。从20世纪60年代开始,国外就相继开始研究先进的隧道控制系统,欧洲、美国、日本等西方发达国家先后开发了相应的隧道控制系统,随着计算机技术、图像处理技术、通讯技术、控制技术的发展,以太网技术和总线技术突破了原有的技术瓶颈,使隧道的监视与控制系统高速信息共享成为可能。

                               
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一、隧道综合监控系统重要性:
1、高速公路由于车速快,极易发生车祸,且一但发生就是严重车祸,其中隧道是高速车祸的高发地段,因此建立智能、高效的隧道自动化监测系统是非常必要的。

                               
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2、高速公路隧道的监控方案主要是实时图像状况、隧道内车流量和流速检测、通风设备工作状态检测、电力设备参数检测和交通监视,隧道内环境状况的监测等。

                               
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二、什么是隧道综合监控系统
城市道路隧道智能监控系统是一个综合性的控制信息系统,是构筑整个监控系统的重要组成部分,通过设置在中控室的中央计算机信息网络系统,与其他如设备监控,火灾报警,闭路电视,有线广播,紧急电话等各子系统建立起快速响应,耦合密切的通信网络,并在相互交换,传递,处理和协调信息的过程中,实现隧道的智能化管理。

                               
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1、由于高速公路更多路段是分布于无人的偏远地区,布线极其不便,且费用极高,因此,我们采用无线监测方案。
2、隧道无线监测系统主要是对隧道内的车流量、流速等状态进行检测,同时对隧道内的环境状况,如颗粒物、可见度、隧道渗水状况,通风状况等进行实时检测。

                               
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3、隧道无线监测系统主要采用无线工业级路由器为核心数据传输设备,将前端采集的车流量、环境状况等信息传输到远端服务中心,并由服务中心进行数据分析、监测、控制等。

                               
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二、隧道综合监控系统标志性:
1、其中隧道复线监控系统是现代城市建设标志性工程之一,目前已成功使用在上海延安东路隧道复线工程,有力缓解浦东陆家嘴浦西外滩一带过江营运管理,以及隧道内安全行车和功能最大量发挥。其系统响应约为30-60秒,采用二级计算机网络、下级网选用双环光网,响应时间<10秒,并设有电力、交通、CCTV、交通、收费、广播、无线通讯、调度电话、火灾报警、模拟屏显示等九个子系统,在中央计算机系统的统一指挥下有机协调运作。本系统包括电力监控和数据采集系统,交通监控及数据采集系统、双机设备、模块化软件设计、MTBF指标达到106小时以上。收费效率提高30%以上,营运能力提高20%,经济效益明显提高。

                               
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2、为了保证隧道电力电缆安全稳定、正常的工作。对电力电缆隧道进行集中监测、展示(护层接地电流参数,电缆温度参数,电缆局部放电参数,电缆井盖状态,电缆隧道内氧气、CO、CH4等气体含量,电缆隧道内水位状况,电缆隧道照明状况,电缆隧道重要部位的视频图像)及控制(水泵、风机、照明、摄像机),做到管控一体化。

                               
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三、隧道综合监控系统功能:
隧道无线监测系统集隧道内车流量监测、环境监测、隧道状况监测等监测功能,工业级无线数据传输,中心数据处理及控制等功能于一体,实现高速公路隧道实时无线监测,及时掌握隧道内的车流状况,环境能见度,隧道安全状态等一切信息,及时采取相关措施,杜绝隧道事故的发生。

                               
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四、隧道综合监控各系统:
高速公路机电系统包括通信、收费和监控三大子系统,而隧道监控作为监控系统的重要部分,其稳定性对于高速公路的运营是非常重要的;隧道监控系统按照各个子系统分可分为:照明系统、通风系统、交通诱导系统、CCTV系统、火灾报警系统、消防控制系统、紧急电话系统、广播系统等等;

                               
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隧道监控的核心思想就是实现这些子系统的联动及本地控制。而实现这一切必须依靠控制中心与这些区域控制器之间的通讯网络。
(一)、电缆状态在线监测系统

                               
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主要对电缆局部放电、温度、接地电流进行在线监测,将监测信号上传至工业服务器进行处理存储,可实现对各技术监测量进行界面显示,谱图分析,报表打印,数据查询,报警等功能。

                               
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(二)、电缆隧道环境监控系统
电缆隧道内的智能接入装置需采集电缆隧道区间投料口及廊道的设备工况、各种采集器的实时数据等,送至电缆隧道在线监控平台软件进行集中分析、管理、存储与展示。电缆隧道智能接入装置还可接收隧道综合在线监控平台软件或者相关报警控制设备所发来的控制指令,并根据指令要求控制隧道现场的风机、照明、井盖、水泵等设备。

                               
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(三)、应急通信系统
应急通信系统通过以太网可实现各电话(含控制中心处电话机电缆隧道现场电话)之间的相互呼叫。

                               
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(四)、隧道安全警卫系统
主要是对非法进出入隧道的人员进行监视和管理,目的在于防止非法入侵。如遇非法入侵能够自动报警。配以视频监控能实时而直观的观察和记录现场的实际情况。

                               
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(五)、消防系统
于电缆隧道内设线型光纤感温火灾探测器、手动报警按钮、声光报警器及烟感探测器,并于中控室内设置火灾报警控制器,火灾发生时,可自动报警并联动相关设备进行灭火工作。

                               
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(六)、人员进出定位管理系统
1、人员进出管理系统可分为人员进出考勤管理、人员定位信息管理。主要由监控主机、读卡基站、人员识别卡、传输数据接口转换器等组成。

                               
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2、监控主机(现场服务器):独立计算机,负责整个系统设备及人员检测数据的管理、通讯、统计存储以及屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。 读卡基站(读卡器):实时采集接收人员卡的信息,并及时通过通信线路实时反馈到系统当中。可以分为定位基站和识别基站。 人员识别卡:编程有全球唯一的识别码,仅提供给读卡基站去识别,一般在安全帽上安装或是身上佩戴,健康认证,安全可靠。

                               
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3、传输数据接口器:包括一些信号转换。
(七)考勤系统:
在每个施工隧道内装2台读卡器。1台读卡器装在隧道洞口的入口处,另一台读卡器装在洞口往里10米处,根据读卡器读到卡的先后顺序来判断施工人员的进出情况,施工人员何时进、何时出、洞内有多少作业人员都能反映到系统软件中,并体现到大屏幕上,使考勤情况一目了然。施工人员将该系统考勤卡佩戴在安全帽内侧,无须主动刷卡便能实现自动考勤,方便省力、准确度高。

                               
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(八)定位系统:
在每个施工隧道二衬台车附近安装2台读卡器,一个安装台车前一个安装在台车后,台车前读卡器主要是对掌子面开挖或是其他靠近掌子面工作的人员定位,台车后,主要是负责台车附近工作的人员定位(若要加安装定位读卡器,可以按500米一个点位计算)。 施工人员只要将该系统考勤卡佩戴在安全帽内侧,无须主动刷卡,在每个读卡器的有效识别范围内,根据识别到的人员标识卡的情况对施工人员进行区域定位识别管理,使管理人员在监控室就能及时掌握施工现场的具体情况。同时特殊人员卡上可以有按钮,实现洞内洞外双向通讯,当洞内有危险情况的时候,可以通过按钮,及时通知洞外值班室,以便做好危险预防及救助。洞外获取信息后,亦可以通过广播的形式通知到现场所有带识别的人员。

                               
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(九)、人员/车辆门禁通道系统
门禁通道系统主要利用自动刷卡机制限制人员的进出,保障禁止非工作人员私自进出施工区域,同时也可用来来保障数据的真实性和有效性,避免因人为因素而导致考勤失效,或是管理出错。车辆的门禁可以提升对现场车辆的及时管控,做到更加有效的车辆利用率。

                               
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主机(现场服务器):负责整个系统设备及人员检测数据的管理、通讯、统计存储,以及屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。 控制板:实时采集接收人员卡的信息,并及时通过通信线路实时反馈到系统当中并生成控制摆闸的指令,根据数据有效性就行控制,保证人员进出正常。 道闸:主要安装在入口处,对车辆进出限制作用。 地感检测器:及时检测是否有车辆经过,并发送信息至控制系统,产生相关联动。 三辊闸:也安装在隧道入口处,对人员进出限制作用。

                               
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读卡器:远距离读卡器,通过靠近自动刷卡方式,获取人员/车辆携带的电子标签信息,并传输到后台控制中央去。
(十)、有害气体监测系统
1、有害气体监测系统是在隧道应用方面的重要拓展功能,系统主要测定气象参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。有害气体监测系统主要包含监控服务器、前端感知监测器、传输接口转换器等。

                               
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2、监控服务器:主要负责接收、处理、反映从前段监控设备返回的相关数据,并做保存查看。 前端感知监测器:一般多指采集数据设备,如瓦斯监测器等。可以实时采集现场环境参数,并实时的通过系统通讯系统及时的传回服务器。

                               
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3、传输接口转换器:包括一些信号转换器,主要实现对信号的转换以便系统更好的接收处理数据。
(十)、LED显示系统
1、将LED大屏幕安装在施工入口附近,靠近门房或是值班室为佳,用于实时显示公路工程施工人员的信息,使管理先进化,透明化。系统组成:服务器、同步系统卡、LED显示屏。
2、服务器:主要实现对显示内容的编辑、控制。 同步显示系统卡:系统的核心部分,同步实现电脑与LED屏的显示内容。对信号进行编译传输。

                               
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3、LED显示屏:由 32X16 led灯点(P10单红)阵组成的模组拼装而成,根据实际情况可以选择拼装的大小。
(十一)、视频监控系统
在电缆隧道重要部位及出入口处安装视频监控摄像机,全面覆盖附近所有敏感区域,保证监控中心24小时处于监控状态。

                               
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1、网络视频监控系统包括前端视频采集设备、网络视频编解码、通讯传输设备,以及后端的监控接收客户端软件。安装在隧道各主要的监控点执行信号采集传输,软件主要是安装在监控室电脑上,两者之间通过平台管理中心系统授权,对其前端视频点进行多点对多点的实时监控管理。在实际的隧道现场,一般在在掌子面以及洞口附近分别安装摄像头,实时显示查看监控区域的情况,让管理者更直接的了解现场情况。系统组成:服务器、摄像机、视频服务器、传输数据接口转换器以及通讯传输部分。

                               
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2、服务器:监控平台终端,对系统返回的信息进行显示,并通过平台软件对各个监控点位的摄像机进行操控,以及提供录像、播放视频、云台控制等多个功能。  
3、摄像机(网络摄像机):前段监测设备,实时采集信号。提供云台设备,实现摄像角度的改变,提供全方位式立体式监控。 

                               
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4、视频服务器:主要是实现将声音图像的模拟信号转换成数字信号进行传输,通过通讯线路回传给监控平台。  
5、传输数据接口转换器:包括一些信号转换器,主要实现对信号的转换以便系统更好的接收处理数据。

                               
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6、通讯传输:主要是一些RVVP线缆和网线构成,实现视频信号的及时传输。
五、通讯系统及后台系统
1、根据现场实际环境,现场选用多种通讯系统,包含有线通讯、无线通讯、光纤通讯以及卫星通信系统,合理搭配各种通讯系统,保证最优最合理的通讯传输。

                               
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2、后台系统根据需求分析,采用最前沿的电视墙技术,通过平台服务,及时的将数据呈现到电视墙上面,以供管理员及时分析处理。
六、指挥部联网-综合远程管理
利用各个隧道口的网络通讯,可以将各个隧道的采集到的人员数据,包括进出记录以及定位信息等,实时传送到指挥部调动中心,及时了解各隧道人员分布情况,方便指挥调度。

                               
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七、隧道综合监控系统平台
隧道监控管理平台利用电力监控现场设备实时采集告诉公路运营中收费站、停车区、服务区供配电设施及隧道通风照明与消防用电设备的运行状态,用电负荷数据,供配电线路的运行状态,故障情况,通过高速公路通信光纤通道传送到路段管理监控分中心,通过人机界面通知运行检修人员及时了解设备的运行情况、耗电能量、故障情况以便及时处理,也可在监控分中心,通过人机界面远程控制各站点及隧道供配电回路开关的合、分闸或接触器的通断,确保告诉公路营运的正常运转。作为自身的自动化解决方案提供商,隧道监控平台能够有效地保护隧道行车安全和车道畅通,并在发生事故时有效地减少损失。

                               
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(一)平台构成:
1.隧道通风控制系统
2.隧道照明控制系统
3.交通监控系统
4.电力监控系统
5.服务区电力监控
6.隧道电力监控收费站电力监控
7.特长隧道轴流风机监控

                               
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转自今日头条,原创中国强弱电智能网


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