隧道工程机电设备智能监控及维护管理研究.pdf

交通建设建材与装饰2013年11月隧道工程机电设备智能监控及维护管理研究贺实意（重庆渝信路桥发展有限公司重庆市南岸区400060）摘要：随着隧道工程开展地不断深入，机电设备监控和维护管理工作变得更加重要。本文结合某下沉隧道工程建设，深入研究了基于隧道管理模式的隧道监控系统，分析了隧道运营管理及监控需求，构建了多系统、多功能、多管理方的隧道集成化、综合化的智能监控管理系统，介绍了系统处理流程的关键技术，优化隧道管理模式，保障隧道运营安全和服务质量。关键词：隧道；管理及监控需求；综合监控系统；管理；智能交通中图分类号：U453.7文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）33-0136-03前言随着经济社会不断发展，我国的交通系统不断发展和完善，隧道工程数量不断增加，对其的监控和维护工作也提出了更高的要求。在实际的系统创设和管理过程中，只有熟悉相关的系统及技术要求，并根据特定的隧道机电设备实际情况，才能够切实提高系统的管理水平，以提高隧道交通质量水平。1隧道工程机电设备监管系统概述某高速公路工程以下沉隧道工程为背景，通过集成电子技术、计算机技术、现代通信技术、现代信息处理技术、控制与系统技术、管理与决策支持技术和智能自动化技术等先进手段，以信息采集、传输、处理和共享为基础，通过高效利用所有资源，以较图1系统结构图综合监控系统由设备监控子系统、火灾自动报警及联动子系低的成本保障安全，提高了运输效率和效益。统、电力监控子系统和隧道紧急对讲电话组成，并与隧道智能交2隧道监控与维护管理需求分析通中心平台系统进行互联，系统结构如图2所示。基于信息共享和系统联动的理念，建立多系统、多功能、多管理方的智能化隧道监控管理系统，系统遵循安全可靠、功能合理、技术先进、实施简单、经济实用、维护方便的基本方针，以完善管理、实效操作为出发点，建立智能化操作模式。系统采用多管理方多级管理、三级控制的分层分布式结构。多管理方分别是交管中心、道桥处管理中心、排管处管理中心以及路灯处管理中心；三级控制分别是各管理中心、隧道监控中心和现场就地级。系统应具备多种运行模式，当出现异常情况需由正常运行模式转为灾害运行模式时，系统应能迅速转变为应急模式，为防灾、救援和事故处理指挥使用提供方便。系统具备独立运行和降级运行能力，就地级设备应保证相对独立的工作，即就地级脱离管理中心级和隧道监控中心级管理时，仍能独立运行。系统采用图2综合监控系统结构图统一的软件开发平台、统一的数据库平台，应用软件采用模块化3.1.1综合监控中心平台结构和统一的人机界面，系统易于扩充。系统要求24h不间断工监控中心局域网网络采用基于IEEE802.3标准以太网，作，系统设备具有较强的防尘、防腐蚀、防潮、防震、防霉、防电磁100Mbps，C/S结构，网络协议采用TCP/IP，为保证系统的可靠性，干扰和静电干扰的能力，确保适应隧道环境可靠运行。采用双网构成，具有热备、冗余、开放、易扩展等特点，任何模块3监管系统构成的单点故障不会影响其他设备的正常工作。根据隧道管理及监控的需求分析，隧道监控管理系统通过建3.1.2设备监控子系统立面向“高安全”目标的综合监控系统和面向“高品质”目标的智设备监控子系统采用分布分散式结构，由现场总线、冗余能交通系统，建立起一种实时、准确、高效的监控管理体系，从而PLC控制器、I/O模块、温湿度探测器等组成。系统由主PLC直接使交通设施得以充分利用并能够提高效率，保障安全。系统结构接入节点ISCS局域网，实现环境及机电设备信息的采集及控制如图1所示。功能。在主PLC与FAS接口实现在火灾情况下设备进入灾害模3.1综合监控系统式状态。·136· 2013年11月建材与装饰交通建设3.1.3火灾自动报警子系统测抓拍设备2套，于隧道东西两侧敞开段出人口LED龙门架处火灾自动报警子系统主要由火灾报警主机、感温光纤报警主安装大货车闯禁行检测抓拍设备2套。机、联动控制器、消防专用电话总机、隧道紧急电话主机、光电式4监管系统处理流程感烟探测器、感温探测器、感温光纤探测器、声光报警装置、手动4.1工作模式报警按钮、信号线缆等构成。对隧道内FAS系统信息和设备进行在系统的监控方案中，为了便于维护控制，设置了两种工作实时检测。发生火灾时，接收并确认灾情，发出报警，及时向各管模式：正常工况模式和异常工况模式，如图3所示。正常工况下，理中心及有关部门通报联络，传递灾害信息；启动消防广播，指通过适当的算法设计，发挥系统控制的自动化优势，对通风、照导人员疏散；联动控制人员对通风空调系统、给排水系统、照明明灯等机型自动调节，减少监控人员的工作强度，降低能耗；在系统、车道灯控系统、诱导发布系统等进行联动控制。异常工况下，采用人机结合方式，通过合理的组织机构设置和救3.1.4电力监控系统灾流程设计，发挥人在处理紧急事务时的智能判断能力，快速、变电所电力监控系统采用集中管理、分散布置的模式，分层、高效地排解灾情。分布式系统结构。系统由站级管理层、网络通信层、间隔设备层组成。系统以供电设备为对象，通过网络将所内的AC0.4kV保护测控单元、交直流自用电系统监控单元等间隔层设备与站级管理层设备连接起来。3.2智能交通系统智能交通系统由隧道中心监控平台、高清视频事件检测子系统、交通诱导发布子系统、隧道车道灯控子系统、警用无线通信子系统、违法抓拍子系统和大货车闯禁行违法抓拍子系统构成。图3系统监控方案分类3.2.1高清视频事件检测子系统4.2异常情况的工作模式前端设备由200万像素CCD高清彩色摄像机、电动变焦镜在异常情况下，应急指挥机构应该由隧道管理机构的监控中头、手动变焦镜头、云台、解码器、视频编码器、防雷模块、线缆等心、路政、救援、交管、排管、路灯以及当地消防、派出所等单位共相关设备和材料等组成。中心设备主要由视频转发服务器、中心同组成。各系统监控工作站及时提供相应数据，中央计算机系统控制服务器、系统管理服务器、视频存储服务器、IPSAN、高清视提出各种处方或预案，应急指挥中心负责事件的协调通报，整体频事件检测主机、高清视频事件检测服务器、监控终端、网络键控制，各救援单位接受应急指挥部的任务分配，同时各救援单位盘及视频监控管理软件等组成。实时监控隧道视频图像、交通状按各自的作业程序确保各项救援工作顺利开展，随时汇报事件况以及各种交通事故检测，并进行相应的交通组织和控制，保证处理进度及状况，异常工况系统流程如图4所示。隧道内良好的交通状况。3.2.2交通诱导信息发布子系统系统由交通诱导屏和诱导信息分析处理两部分构成，主要包括LED交通诱导屏、诱导屏控制单元、交通诱导服务器、操作终端等。根据实际交通状况的变化而改变显示内容，保证道路交通畅通。3.2.3隧道车道灯控制子系统系统由隧道车道灯组、车道灯信号机、中心管理主机及管理控制软件等组成，用于进行隧道交通管制。交通控制中心的计算机根据隧道内其他智能交通系统所采集到的各种信息如堵塞、事故或其他异常状况，发出指令，控制信号灯的开闭，配合交通诱导信息发布系统改变隧道运行方式，迅速阻止洞外车辆进洞，图4异常情况处理流程图以利于快速组织救援，减小损失。4.3火灾工况实例3.2.4警用无线通信子系统2013年上半年，某日上午时分，隧道监控中心的工作人员接警用无线通信子系统是公安部门和交管部门维持隧道日常到隧道紧急求助电话。通过对监控系统进行查看之后，明确是一交通秩序、处置突发事件的基本通信要求。工程中公安警用起交通事故引发的火灾，导致高速公路隧道的某一段大面积燃350M无线通信子系统和交管无线通信子系统合设，采用直放站烧。相关工作人员立即发出警报，启动消防广播，通知来往车辆加漏缆方式。在隧道外部龙门架上设置直放站和定向通信天线，绕行。联络公安消防等部门，并开启隧道给排水系统进行灭火处隧道顶部的中间位置设置漏缆。理。经过0.5h的紧急扑救，大伙被熄，无人员伤亡。通过隧道机电3.2.5隧道超速违法抓拍子系统和货车闯禁行抓拍子系统工程监控和管理系统，很好地维护了高速公路的安全运行。系统由前端违法抓拍设备、数据接收处理服务器、数据库服5系统关键技术务器、操作终端等组成。在隧道封闭端内安装机动车超速违法检结合公路隧道多管理方、多流程管理模式的实际情况，隧道·137· 交通建设建材与装饰2013年11月市政道路施工安全管理的有效措施分析肖桂生（桂林市市政建设有限公司广西桂林541000）摘要：本文主要就市政道路施工安全管理进行介绍，并结合笔者的实践经验进行分析，提出相应的建议加强市政道路施工安全管理的效率和质量，从而提高市政施工的安全性和施工质量，保证市政工程满足社会和人们的需求。关键词：市政道路施工；安全管理；现状；措施中图分类号：TU997文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）33-0138-02引言和监理合同；还有些单位开工之后还没有办理施工许可证、质量市政工程基本上存在于城市，并且其施工具有交叉施工、露监督手续等，等到检查时才临时补办；有些政府投资市政工程之天作业、施工工期长、环境恶劣、交通影响等特点，所以这也是市后为了追求最大化利益不断地缩短施工工期，所以导致施工质政工程有别于其他工程的一个重要方面，因此市政工程的施工量和施工安全性方面存在一定的隐患。安全性也具有一些不同之处。目前，市政工程施工安全性问题中1.2安全管理知识匮乏的最主要的部分就是市政道路施工的安全性，影响市政道路施许多单位的安全管理人员对安全管理的认识还停留在表层，工安全性的因素多种多样，并且每个因素都在不断地变化。而市并没有深入地进行探讨，也没有彻底地落实相应的安全管理措政道路施工安全管理的主要目的就是实现工程施工的最优化资施。同时，施工单位施工过程中没有严格按照施工规范进行施源配置，利用新型的设备和方法进行施工，保证施工的安全性和工，更别谈安全管理措施的落实，所以许多安全管理措施都是形质量，从而创造出一个优良的道路环境。式主义，并没有相应的实质效果。总之，企业要向实现经济效益1目前市政道路施工安全管理的状况的最大化就必须进行安全生产控制和管理，但是因为施工单位的管理人员对此并没有一定的认识，只是片面的在安全管理工根据我国目前市政道路施工安全管理的状况可知其中还存作中投入大量的资金，但是却没有相应的效果，还有一种片面的在着许多的问题和缺陷，具体表现在以下几个方面：认识不明确施工安全管理措施对于企业效益的提高的重要作1.1安全管理措施没有彻底落实用。近年来，我国市政道路施工企业都没有明确施工安全管理的1.3安全管理人员素质底下责任，所以导致施工安全管理措施无法得到有效的贯彻和落实，市政道路施工安全管理的工作人员从整体角度进行分析，总继而导致安全事故的发生。虽然发生安全因素有一些客观因素体的素质都比较低下，在实际的管理过程中都是说一套做一套，的影响，但是最主要的问题还是安全管理工作的缺陷。市政工程并没有结合实际情况进行分析和处理。并且，有些施工安全管理单位大多数都是当地的建设行政部门或者是经过授权委托的部人员的心态比较浮躁，安全意识不强，在日常施工管理过程中并门，所以有些单位或者部门自己都没有完善的施工制度和安全没有发挥相应的安全监管的责任，对于施工信息和具体情况的管理措施，甚至有些工程开工之后还没有签订相应的施工合同监控系统架构搭设不仅仅是技术问题，更是理念问题和管理问境。在接下来的运营管理阶段，将继续积累实际运行参数，对系题，两者相互促进且相互制约。隧道监控系统采用分层分区模统进行进一步优化，以便于在其他工程中应用推广，提高高速公型，纵向分为三级控制和三层管理，横向可根据不同的安全等级路隧道运营管理水平。和应用对象进行分区。基于开放式TCP/IP协议的实时信息共享，与机电系统实现无缝集成，同时将符合工业以太网接口设备（如参考文献高清摄像机、事件分析仪、数字IP电话等）集成或互联至监控系[1]陈志峰，凌峰.基于工业以太网的隧道监控系统[J].上海电气技术，统中，实现可靠的多级联网，提供前窥式的信息来源，以达到多2009，4（2）：18~23.级、多方管理控制。[2]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京：电子工业出版社，2004.6结束语[3]周晓梅，周旭，刘大伟.复兴东路隧道监控系统软件的设计与实现[J].上为了提高隧道的通行安全，建立一整套科学高效的机电设备海船舶运输科学研究所学报，2006（01）.智能监控及维护管理系统非常重要。隧道监控管理系统，以应急指挥和指挥流程为核心，具备综合监控、通信、交通监控系统集收稿日期：2013-9-25成和互联的功能，采用分布式的数据库结构，优化的硬件配置，作者简介：贺实意（1977-），男，工程师，本科，毕业于重庆大学计高效灵活的软件结构，以人机交互方式为管理者提供实时信息算机通信工程学院，主要从事高速公路机电工程的施工、管理工和数据，从而指导安全运营管理工作，保证良好的隧道营运环作。·138·