本實(shí)用新型涉及公路隧道監(jiān)控設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種高速公路隧道本地控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隧道本地控制系統(tǒng)，是指對隧道內(nèi)設(shè)備，包括車道控制燈、交通信號(hào)燈、車輛檢測器、CO/VI檢測器、光照光強(qiáng)檢測器、風(fēng)機(jī)、照明、消防水泵等進(jìn)行監(jiān)控和控制的系統(tǒng)。隨著車流量不斷增大，隧道里環(huán)境惡劣，現(xiàn)有的隧道本地控制系統(tǒng)已經(jīng)不能很好的滿足營運(yùn)管理對隧道安全舒適行車的需求，而且現(xiàn)有控制設(shè)備的使用時(shí)間較長，維護(hù)難度不斷加大。在信息化營運(yùn)管理的浪潮下，尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，車流量不斷增大，隧道安全形勢日益嚴(yán)峻的今天，需要建立一個(gè)更具智能化、更具人性化、更具擴(kuò)展性的本地控制系統(tǒng)，才能進(jìn)一步提高營運(yùn)管理水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種高速公路隧道本地控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種高速公路隧道本地控制系統(tǒng)，包括隧道控制器、監(jiān)控中心和控制系統(tǒng)；所述隧道控制器設(shè)置在隧道電控柜內(nèi)，其包括CPU模塊、UPS、WIFI模塊和3G模塊，所述CPU模塊分別與UPS、WIFI模塊和3G模塊相連，所述CPU模塊為帶觸摸屏的嵌入式CPU模塊，其連接有數(shù)字IO接口和模擬IO接口；所述監(jiān)控中心通過具備光纖接口的以太網(wǎng)模塊與隧道控制器通訊；所述控制系統(tǒng)包括交通控制系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)、通風(fēng)控制系統(tǒng)和情報(bào)板控制系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述CPU模塊還連接有串口接口，所述串口接口連接串口設(shè)備。

優(yōu)選地，所述數(shù)字IO接口連接中間繼電器，所述模擬IO接口連接模擬量輸入。

優(yōu)選地，所述交通控制系統(tǒng)用于對車道控制燈和交通信號(hào)燈進(jìn)行控制，所述照明控制系統(tǒng)用于對隧道內(nèi)的照明燈進(jìn)行控制，所述通風(fēng)控制系統(tǒng)用于對隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，所述情報(bào)板控制系統(tǒng)用于對情報(bào)板的顯示信息進(jìn)行編輯和發(fā)布。

優(yōu)選地，所述交通控制系統(tǒng)還包括用于對車道控制燈和交通信號(hào)燈進(jìn)行邏輯互鎖控制的邏輯閉鎖模塊。

優(yōu)選地，所述照明控制系統(tǒng)還包括用于自動(dòng)調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的照明燈投入數(shù)目的自動(dòng)檢測控 制模塊。

本實(shí)用新型的有益效果為：設(shè)計(jì)了一套新型的具有多種功能集成的、具有較高智能化的、具備穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的、具備較高處理性能的隧道本地控制器系統(tǒng)，其能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，在不開柜的情況下收集數(shù)據(jù)，且供電可靠；IO數(shù)據(jù)直接進(jìn)出交換機(jī)，減少了PLC的環(huán)節(jié)，每個(gè)觸摸屏都是一個(gè)控制主機(jī)，組成多機(jī)冗余，運(yùn)行可靠性高；3G模塊的設(shè)置使得在出現(xiàn)斷電、斷網(wǎng)的情況下，仍可以及時(shí)通知監(jiān)控中心。

附圖說明

利用附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本實(shí)用新型的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：CPU模塊-1；WIFI模塊-2；3G模塊-3；串口接口-4；模擬IO接口-5；數(shù)字IO接口-6；監(jiān)控中心-7；交通控制系統(tǒng)-8；照明控制系統(tǒng)-9；通風(fēng)控制系統(tǒng)-10；情報(bào)板控制系統(tǒng)-11。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

如圖1所示的一種高速公路隧道本地控制系統(tǒng)，包括隧道控制器、監(jiān)控中心7和控制系統(tǒng)。隧道控制器設(shè)置在隧道電控柜內(nèi)，其包括CPU模塊1、UPS、WIFI模塊2和3G模塊3，所述CPU模塊1分別與UPS、WIFI模塊2和3G模塊3相連。UPS(交流不停電系統(tǒng))用于為隧道控制器提供后備持續(xù)供電保證，WIFI模塊2使得維護(hù)人員可利用手持智能終端(IPAD或安卓系統(tǒng)智能終端)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程無線控制，在不開柜的情況下收集數(shù)據(jù)。3G模塊3使得在出現(xiàn)斷電、斷網(wǎng)的情況下，仍可以及時(shí)通知監(jiān)控中心(靠近隧道口就有信號(hào))。

CPU模塊1還連接有數(shù)字IO接口6和模擬IO接口5，數(shù)字IO接口6連接中間繼電器，模擬IO接口5連接模擬量輸入。CPU模塊1還連接有串口接口4，串口接口連接串口設(shè)備。監(jiān)控中心7通過具備光纖接口的以太網(wǎng)模塊(圖中未示出)與隧道控制器通訊。CPU模塊1為帶觸摸屏的嵌入式CPU模塊，在嵌入式操作平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用擴(kuò)展，只需將程序下載到隧道控制器即可，無需像PLC那樣需要高級(jí)專業(yè)維護(hù)人員。

控制系統(tǒng)包括交通控制系統(tǒng)8、照明控制系統(tǒng)9、通風(fēng)控制系統(tǒng)10和情報(bào)板控制系統(tǒng) 11。交通控制系統(tǒng)8用于對車道控制燈和交通信號(hào)燈進(jìn)行控制，在隧道入口、出口和隧道內(nèi)每250～300米均設(shè)置有車道控制燈，指示每條車道的狀況，車道控制燈采用LED顯示方式，顯示板上可顯示紅色“×”或綠色“↑”，分別表示本車道處于關(guān)閉或通行狀態(tài)。車道控制燈的控制狀態(tài)包括：通行、逆行和禁行。為了在緊急情況發(fā)生時(shí)，被封閉在隧道內(nèi)的駕駛員能安全駛出隧道以及將隧道的單向變成雙向行駛，車道控制燈采用雙面顯示的方式。交通信號(hào)燈設(shè)置在隧道的入口，用于表示此時(shí)隧道內(nèi)的交通情況，交通信號(hào)燈有紅、綠、黃三種狀態(tài)，綠色表示隧道內(nèi)交通正常，黃色表示交通異常，應(yīng)注意行駛，紅色表示此時(shí)隧道關(guān)閉，禁止通行。

交通控制系統(tǒng)8還包括用于對車道控制燈和交通信號(hào)燈進(jìn)行邏輯互鎖控制的邏輯閉鎖模塊(圖中未示出)，具體而言，即不允許出現(xiàn)同一車道控制燈正反兩面同時(shí)為綠箭頭的情況，也不允許交通信號(hào)燈顯示矛盾狀態(tài)，如紅色和綠色不能同時(shí)顯示。其中，車道控制燈的閉鎖邏輯如下：對于同一車道正反兩面的指示燈LS-1、LS-2，當(dāng)需要將LS-1改為綠箭頭時(shí)，首先判斷LS-2是否為綠箭頭，如果不是則執(zhí)行LS-1切換；如果LS-2是綠箭頭，則發(fā)出邏輯沖突操作失敗的信號(hào)，禁止LS-1切換，并強(qiáng)制LS-1顯示紅叉。

照明控制系統(tǒng)9用于對隧道內(nèi)的照明燈進(jìn)行控制。在正常情況下，照明系統(tǒng)對駕駛員的影響最大，同時(shí)也是能耗最大的一個(gè)系統(tǒng)，所以對照明系統(tǒng)的完善也是很重要的。隧道內(nèi)的照明燈可分為加強(qiáng)照明燈、基本照明、應(yīng)急照明燈三類，其自動(dòng)控制包括模式控制、時(shí)序控制和自動(dòng)檢測控制三種：

(1)模式控制

模式控制是根據(jù)晴天、云天、陰天、夜間車流量大、夜間車流量小五級(jí)模式進(jìn)行照明控制，用戶可自定義各種模式下各類照明的開關(guān)狀態(tài)。

(2)時(shí)序控制

時(shí)序控制是根據(jù)每天不同的時(shí)間段，設(shè)定各類照明的開關(guān)狀態(tài)，各時(shí)序起止時(shí)間可調(diào)。本實(shí)施例中優(yōu)選的時(shí)序控制如表1所示：

表1

(3)自動(dòng)檢測控制

自動(dòng)檢測控制是閉環(huán)自動(dòng)控制，其功能是由自動(dòng)檢測控制模塊(圖中未示出)來實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)實(shí)測的隧道內(nèi)外亮度值進(jìn)行分級(jí)，實(shí)時(shí)、自動(dòng)調(diào)節(jié)洞內(nèi)的照明，從而達(dá)到正常照明和節(jié)能的雙重目的。隧道內(nèi)的照明亮度應(yīng)該跟隧道外的亮度機(jī)密聯(lián)系起來，以消除“白洞”效應(yīng)和“黑洞”效應(yīng)。照明系統(tǒng)應(yīng)該能根據(jù)外界環(huán)境亮度的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)洞內(nèi)照明亮度。外界亮度越亮，隧道內(nèi)亮度就要越亮，外界亮度越低，隧道內(nèi)亮度也要越低。既要滿足正常照明的需求，也要節(jié)約能源。通過亮度檢測設(shè)備(包括洞外亮度檢測器和洞內(nèi)照度檢測器)檢測的數(shù)據(jù)對比來確定照明燈投入的數(shù)目，從而達(dá)到正常照明和節(jié)能的雙重目的。另外，調(diào)節(jié)隧道內(nèi)照明燈時(shí)，應(yīng)當(dāng)給予適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲，以避免在臨界狀態(tài)下過于頻繁地轉(zhuǎn)換。照明等級(jí)的劃分主要按實(shí)測的光照度/光亮度檢測儀測得的洞外亮度值為主要依據(jù)進(jìn)行照明等級(jí)劃分。洞內(nèi)的照明燈具可依據(jù)照明等級(jí)劃分的需要進(jìn)行分組，這樣可以分組控制照明設(shè)備的開關(guān)，以滿足洞內(nèi)照明的需要，其中劃分照明等級(jí)的閾值可在系統(tǒng)運(yùn)行過程中調(diào)整，洞內(nèi)照度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)向監(jiān)控中心發(fā)出報(bào)警。

本實(shí)施例中優(yōu)選的自動(dòng)檢測控制的標(biāo)準(zhǔn)如表2所示(此實(shí)施例中將照明燈分為晴天加強(qiáng)照明燈、陰天加強(qiáng)照明燈、傍晚加強(qiáng)照明燈和全日燈)：

表2

另外，在隧道發(fā)生火災(zāi)的情況下，隧道內(nèi)將存在大量的濃煙，這個(gè)時(shí)候?yàn)榱吮ＷC隧道內(nèi)車輛和人員能及時(shí)逃生，同時(shí)方便消防人員滅火，應(yīng)該把全部照明燈組都打開(與設(shè)置在隧道內(nèi)的煙霧檢測器或者火災(zāi)報(bào)警器聯(lián)動(dòng))，隧道照明達(dá)到最大限度。

所述通風(fēng)控制系統(tǒng)10用于對隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，控制方式有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種，其中自動(dòng)控制是將環(huán)境檢測設(shè)備(主要是一氧化碳濃度檢測器、粉塵濃度檢測器和風(fēng)向 風(fēng)速檢測器)檢測到的數(shù)據(jù)，作為判斷隧道空氣質(zhì)量狀況的依據(jù)，按照預(yù)先設(shè)定的閾值調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)。具體來說，可以設(shè)定一氧化碳濃度階梯閾值和粉塵濃度階梯閾值，濃度每達(dá)到一個(gè)閾值就啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的射流風(fēng)機(jī)進(jìn)行送風(fēng)；同時(shí)檢測隧道內(nèi)的風(fēng)速與風(fēng)向，以確保污濁氣體和粉塵能快速排出隧道內(nèi)，在空氣質(zhì)量良好的情況下可以關(guān)閉風(fēng)機(jī)，節(jié)約能源，延長風(fēng)機(jī)壽命。

所述情報(bào)板控制系統(tǒng)11用于對設(shè)置在隧道內(nèi)的情報(bào)板的顯示信息進(jìn)行編輯和發(fā)布。情報(bào)板上的信息包括動(dòng)態(tài)天氣信息、交通誘導(dǎo)信息、路段費(fèi)率信息等。操作員可以根據(jù)實(shí)時(shí)的路況編輯要發(fā)布的信息，以便把路況信息及時(shí)通知給道路使用者。應(yīng)用程序?qū)⑿畔l(fā)布命令發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器偵聽到消息報(bào)文后，將其解析并轉(zhuǎn)發(fā)給通信服務(wù)程序，由其執(zhí)行命令的發(fā)送。數(shù)據(jù)處理器接收到成功發(fā)布的消息后，將相關(guān)操作的事件日志記錄寫入數(shù)據(jù)庫。另外，情報(bào)板可以根據(jù)光亮度檢測儀檢測到的外界環(huán)境光線的變化，自動(dòng)調(diào)整情報(bào)板屏幕的顯示亮度，監(jiān)控員可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)時(shí)情況手動(dòng)設(shè)置情報(bào)板亮度等級(jí)，一般分為0～31級(jí)。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。