高速公路长大隧道机电系统联动控制管理平台研究
时间:2017-08-11


本课题以河北承赤高速公路为依托,首先对公路隧道交通状况及突发事件进行了综合分析,并就承赤高速公路隧道机电运营管理情况和机电系统设置情况进行了总体方案分析,继而对高速公路长大隧道机电系统的联动控制方案与联动控制管理平台等重点内容开展了深入的研究,完成并提出了相应的技术解决方案。

1.研究对山区高速公路长大隧道的道路和交通特征、突发交通事件特征和交通影响性进行总体分析,并进一步提出隧道交通行车安全保障措施。与此同时,针对隧道火灾情况下人的行为及逃生途径进行了归纳分析,概括性阐明了人的主观因素种类以及采用的逃生途径方式。

2.承赤高速公路地处山区,隧道较多,通过实地调查和资料收集,研究对承赤高速公路隧道机电运营管理情况进行全面了解分析,包括管理机构设置、运营管理体制、机电运营业务需求;并对承赤高速公路机电系统设置进行了总体方案分析,包括监控、消防、通风、供电照明等各专业子系统的设计规模及设备设施配置等内容。

3.为能够充分发挥高速公路长大隧道机电系统的功效和作用,应对隧道在不同工况下的交通运营管理和控制需求,研究结合承赤高速公路机电系统设置情况,明确提出了隧道机电系统联动控制方案。

(1)制定了隧道机电系统联动控制的总体框架、技术流程,对隧道运行状态和联动控制方式进行了分类,提出“四类别/三层次”的应用体系结构。隧道运行状态分为四类:“正常运营模式、一般事件状态、较严重事件状态、严重事件状态”;联动控制方式分为三个层次:“第一层次是隧道单类设备自身的联动,第二层次是隧道某专业子系统内同类设备的联动,第三层次是隧道各个专业子系统之间的联动”。

(2)详细阐明了有关交通监控、通风监控、照明监控、火灾监控等的联动控制方案。其中,交通监控包括:“隧道单向行车方案、隧道封闭行车方案、隧道单车道阻塞行车方案、隧道双车道阻塞(完全阻塞)行车方案、隧道双向行车方案”等;通风监控包括:“风机时间分段控制方案、COVI联动控制方案、火灾联动控制方案”等;照明监控包括:“照明时间分段控制方案、光强检测联动控制方案、应急照明控制方案”等。

(3)提出了隧道在不同工况下的机电系统运行管控预案,并以承赤高速公路的大庙隧道为例给出了火灾应急救援案例及处置流程。机电系统运行管控预案可根据隧道运行状态的分类而定制,包括:“正常运营模式管控预案、一般事件管控预案、较严重事件管控预案、严重事件管控预案”,研究也进一步给出了每种管控预案下隧道各专业子系统相匹配的控制方案,以及各子系统设备设施的运行情况说明。

4.研究从满足用户的业务管理需求和系统应用角度出发,完成并提出了承赤高速公路长大隧道机电系统联动控制管理平台的技术解决方案。

(1)制定了隧道机电系统运行模式及管理策略,隧道机电系统的运行模式可以分为三类:“人工手动控制模式、系统半自动控制模式、系统全自动控制模式”,隧道交通控制应具备“远程控制、本地控制”两种手段。

(2)阐明了隧道机电系统联动控制管理平台的业务功能与构成,包括平台工作流程、平台逻辑结构、基于传输的数据流转结构、平台GUI界面等。

(3)提出了一整套隧道机电系统联动控制管理平台的技术实现方案,运用基于SOA(Service-Oriented Architecture)面向服务的体系架构,按GUI客户端、后台调动服务两部分构建,业务功能模块化设计,整个平台系统可按需划分为若干子系统,主要包括:“隧道交通控制、隧道通风控制、隧道照明控制、隧道火灾与消防控制、隧道紧急电话与广播监控、隧道电力监控,以及设备信息采集、后台服务、预案管理”等子系统,并进一步给出了“功能描述、界面原型、数据流程、接口及输入输出项、限制条件、异常信息处理、性能、测试要点等详细说明。

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