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智能化集成技術在上海大連路越江隧道監控系統中的應用
摘要：上海大連路越江隧道工程監控系統集成項目，采用先進的自主考分的監控系統一體化平臺（iCentro View），充分利用和挖掘信息資源，形成高度集中監控系統和實現各子系統密切連鎖關系，解決以往隧道監控系統自動化孤島問題。采取必要的措施，保證系統運行的安全性和穩固性，正常運行近半年以來表現出系統的堅固性和耐久性，成為上海市乃至該行業技術領域令人矚目的一項工程
關鍵詞：智能化集成技 越江隧道 監控系統
工程概況
人們普遍認為十九世紀是大橋發展世紀，二十世紀是高層建筑世紀，二十一世紀是向地下開挖世紀。我國“十五”期間，隧道建設長度將達到3000公里，除鐵路隧道500公里外，其它主要為公路、地鐵等用途的隧道。隨著水底隧道建造技術的發展和國家經濟實力的增強，我國將會建造更多的越江跨海隧道，其中提高機動車輛隧道監控系統集成水平也顯得越來越重要。下面以上海市大連路隧道監控系統集成項目為例，闡述如何提高城市機動車輛隧道監控系統集成的集中度、響應度、可靠度基本思路。上海市大連路隧道全長2526m，是連接黃浦江兩岸機動車輛往來的交通樞紐。隧道結構為雙孔雙向四車道盾構式，每條車道寬3．75m、高
4．5m，設計車速為40km／h。01年5月動工，03年9月正式通車。
隧道監控系統集成項目實施中兩個重要特點
2．1總包管理的特點
由一家技術實力強的集成商實行總承管理，總承范圍包括系統集成結構設計、軟件設計、接口設計、設備采購、物流管理、施工管理、調試與開工管理等。業主僅對口一家，集中精力監管技術指標、質量、進度，這種做法符合國際工程管理慣例。集成商從系統集成設計階段開始，直到調試開工為止負總責，因此必須始終把握弱電工程每一環節的特殊要求，使專業技術在設備采購、施工安裝、綜合調試等過程中發揮作用，采用規范的項目管理體制，使弱電工程整體品質得到有效地控制。
2．2系統集成管理的特點
隧道監控系統共有14個子系統(見圖1監控系統構成)，面對系統集成管理存在兩個問題需要解決：
(1)統一的人機界面管理
在設備采購技術交流過程中了解到，各主要子系統都可以配置獨立的操作站，并有獨立的人機界面和操作系統。面對設置眾多不同類型的子系統操作站，給隧道運行操作和維護將帶來諸多不便。因此有必要建立一個統一的人機界面。
(2)統一的信息管理
隧道監控系統中，存在許多跨子系統之間的連鎖關系，如火災報警系統與廣播、視頻、大屏、設備監控等系統需要實現聯動功能，可變情報板和廣播系統存在著許多的文字顯示和廣播預案，這些預案的觸發信息來自不同的子系統等等�？紤]實現這些復雜的聯動功能，有必要建立一個監控一體化平臺軟件，統一處理和存儲相關數據。
2．3解決方案
監控一體化軟件平臺 (iCentroView)就上述兩個問題提出解決方案，該軟件在交通監控領
域經多年使用和不斷完善，已成為成熟的智能化軟件產品，是基于CMM4軟件開發體系，集TCPAP網絡協議、微軟操作系統、數據庫、C 、Java和其它軟件產品于一體，采用模塊組合式架構，形成具有與多種單體監控設備連接能力的實時監控軟件平臺。實時數據庫隨時收集和存儲各種人機界面所需的數據，同時通過特定功能模塊的處理，向各有關子系統發送控制指令，使視頻、音頻、無線頻道、控制數據在一體化軟件平臺上實現綜合監控，有效地解決隧道監控系統自動化孤島問題。
在系統集成設計過程中，子系統設備本身的性能與品質固然重要，但在此基礎上還要強調該子系統連網能力是否滿足系統集成統一接口要求。作為系統集成商必須考慮提高系統集中度、降低通信接口處理成本、提供可靠而成熟的通信關系、滿足系統響應度等要求，并作為設備選型和衡量系統總體品質的標準。在此先決條件下，中央監控系統與各子系統才能有效地進行雙向數據交換，柔韌有余地進行復雜的綜合控制，實現跨子系統之間的各種聯動控制功能。
隧道監控系統結構和特點
3．1監控系統結構
實現集中管理、分散控制系統的三層結構(見圖2大連路隧道監控系統結構總圖)。
(1)上層采用基于NT平臺和交換式快速以太網的管理信息網；
(2)中層采用基于雙光環網的設備控制網；
(3)下層采用基于現場總線方式的現場設備網。
3．2監控系統特點
為了保證系統長期運行的穩定性采取如下措施：
(1)監控系統最重要的設備監控系統采用冗余的帶有自愈功能的雙環光纖網；
(2)主服務器和中央交換機采用冗余結構；
(3)由于人機界面數據采集來源與中央數據庫，所以中央操作室的5臺操作站形成互為冗余關系，即4臺操作站停機，另一臺操作站仍能完成所有監控功能；
(4)中央和遠距離控制站使用的UPS設備與監控系統保持實時通信，對電源旁路、斷電、故障、電池充電容量(％)等中央隨時掌握情況；
(5)監控系統的供電電源裝置采用三級防雷措施，確保供電系統安全可靠；
(6)中央控制室和弱電間均考慮防靜電措施，連油漆、裝飾布、操作臺、窗簾也考慮選用防靜電材料。采用精密空調和電動鎖玻璃門，有效地控制室內溫度、濕度和塵埃。
監控系統的主要品質
(1)在局域網內CRT畫面數據刷新和設定數據響應時間均小于1秒，滿足隧道監控需求；
(2)整體監控系統運行近半年各項技術指標和功能均保持穩定。
4監控系統的功能概略描述
根據監控系統數據結構的特點，形成充分利用和挖掘信息資源的條件，建成高度集中的監控系統和實現各子系統之間密切聯動關系，進一步提高監控水平。
(1)隧道兩端人口處設置的大型可變情報板和隧道內江中段的可變情報板根據觸發條件和預案，可自動顯示動態文字。其中觸發條件有手動和自動2種方式，自動方式主要用于緊急狀態處理，如火災報警預案等；
(2)消防聯動功能經現場多次隨機實際點火測試，根據火災報警信息實現多項跨子系統聯動功能，如：1)中央軟件選擇距火災現場最近的攝像機鏡頭，并將火災現場視頻畫面自動切換到中央操作室大屏幕上，供操作人員判斷發生火災的嚴重情況，可快速、準確地選擇不同類別的緊急處理預案；2)同時廣播系統也自動切換到火災區域，反復進行警告性自動廣播；3)在隧道人口處的可變情報板自動顯示火災報警動態文字； 4)隧道通風用的射流風機和集中排風機有選擇性停止；5)安全逃生通道的正壓風機自動啟動；6)交通禁閉燈有選擇性地點亮。連同消防處理系統的動作，如噴淋裝置在火災位
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