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智能化集成技術(shù)在上海大連路越江隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：上海大連路越江隧道工程監(jiān)控系統(tǒng)集成項(xiàng)目，采用先進(jìn)的自主考分的監(jiān)控系統(tǒng)一體化平臺(tái)（iCentro View），充分利用和挖掘信息資源，形成高度集中監(jiān)控系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)密切連鎖關(guān)系，解決以往隧道監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化孤島問(wèn)題。采取必要的措施，保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)固性，正常運(yùn)行近半年以來(lái)表現(xiàn)出系統(tǒng)的堅(jiān)固性和耐久性，成為上海市乃至該行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域令人矚目的一項(xiàng)工程
關(guān)鍵詞：智能化集成技 越江隧道 監(jiān)控系統(tǒng)
工程概況
人們普遍認(rèn)為十九世紀(jì)是大橋發(fā)展世紀(jì)，二十世紀(jì)是高層建筑世紀(jì)，二十一世紀(jì)是向地下開(kāi)挖世紀(jì)。我國(guó)“十五”期間，隧道建設(shè)長(zhǎng)度將達(dá)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(shù)的發(fā)展和國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，我國(guó)將會(huì)建造更多的越江跨海隧道，其中提高機(jī)動(dòng)車(chē)輛隧道監(jiān)控系統(tǒng)集成水平也顯得越來(lái)越重要。下面以上海市大連路隧道監(jiān)控系統(tǒng)集成項(xiàng)目為例，闡述如何提高城市機(jī)動(dòng)車(chē)輛隧道監(jiān)控系統(tǒng)集成的集中度、響應(yīng)度、可靠度基本思路。上海市大連路隧道全長(zhǎng)2526m，是連接黃浦江兩岸機(jī)動(dòng)車(chē)輛往來(lái)的交通樞紐。隧道結(jié)構(gòu)為雙孔雙向四車(chē)道盾構(gòu)式，每條車(chē)道寬3．75m、高
4．5m，設(shè)計(jì)車(chē)速為40km／h。01年5月動(dòng)工，03年9月正式通車(chē)。
隧道監(jiān)控系統(tǒng)集成項(xiàng)目實(shí)施中兩個(gè)重要特點(diǎn)
2．1總包管理的特點(diǎn)
由一家技術(shù)實(shí)力強(qiáng)的集成商實(shí)行總承管理，總承范圍包括系統(tǒng)集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、設(shè)備采購(gòu)、物流管理、施工管理、調(diào)試與開(kāi)工管理等。業(yè)主僅對(duì)口一家，集中精力監(jiān)管技術(shù)指標(biāo)、質(zhì)量、進(jìn)度，這種做法符合國(guó)際工程管理慣例。集成商從系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，直到調(diào)試開(kāi)工為止負(fù)總責(zé)，因此必須始終把握弱電工程每一環(huán)節(jié)的特殊要求，使專(zhuān)業(yè)技術(shù)在設(shè)備采購(gòu)、施工安裝、綜合調(diào)試等過(guò)程中發(fā)揮作用，采用規(guī)范的項(xiàng)目管理體制，使弱電工程整體品質(zhì)得到有效地控制。
2．2系統(tǒng)集成管理的特點(diǎn)
隧道監(jiān)控系統(tǒng)共有14個(gè)子系統(tǒng)(見(jiàn)圖1監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成)，面對(duì)系統(tǒng)集成管理存在兩個(gè)問(wèn)題需要解決：
(1)統(tǒng)一的人機(jī)界面管理
在設(shè)備采購(gòu)技術(shù)交流過(guò)程中了解到，各主要子系統(tǒng)都可以配置獨(dú)立的操作站，并有獨(dú)立的人機(jī)界面和操作系統(tǒng)。面對(duì)設(shè)置眾多不同類(lèi)型的子系統(tǒng)操作站，給隧道運(yùn)行操作和維護(hù)將帶來(lái)諸多不便。因此有必要建立一個(gè)統(tǒng)一的人機(jī)界面。
(2)統(tǒng)一的信息管理
隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，存在許多跨子系統(tǒng)之間的連鎖關(guān)系，如火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與廣播、視頻、大屏、設(shè)備監(jiān)控等系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)功能，可變情報(bào)板和廣播系統(tǒng)存在著許多的文字顯示和廣播預(yù)案，這些預(yù)案的觸發(fā)信息來(lái)自不同的子系統(tǒng)等等�？紤]實(shí)現(xiàn)這些復(fù)雜的聯(lián)動(dòng)功能，有必要建立一個(gè)監(jiān)控一體化平臺(tái)軟件，統(tǒng)一處理和存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。
2．3解決方案
監(jiān)控一體化軟件平臺(tái) (iCentroView)就上述兩個(gè)問(wèn)題提出解決方案，該軟件在交通監(jiān)控領(lǐng)
域經(jīng)多年使用和不斷完善，已成為成熟的智能化軟件產(chǎn)品，是基于CMM4軟件開(kāi)發(fā)體系，集TCPAP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、微軟操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、C 、Java和其它軟件產(chǎn)品于一體，采用模塊組合式架構(gòu)，形成具有與多種單體監(jiān)控設(shè)備連接能力的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺(tái)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)隨時(shí)收集和存儲(chǔ)各種人機(jī)界面所需的數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)特定功能模塊的處理，向各有關(guān)子系統(tǒng)發(fā)送控制指令，使視頻、音頻、無(wú)線頻道、控制數(shù)據(jù)在一體化軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控，有效地解決隧道監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化孤島問(wèn)題。
在系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)過(guò)程中，子系統(tǒng)設(shè)備本身的性能與品質(zhì)固然重要，但在此基礎(chǔ)上還要強(qiáng)調(diào)該子系統(tǒng)連網(wǎng)能力是否滿足系統(tǒng)集成統(tǒng)一接口要求。作為系統(tǒng)集成商必須考慮提高系統(tǒng)集中度、降低通信接口處理成本、提供可靠而成熟的通信關(guān)系、滿足系統(tǒng)響應(yīng)度等要求，并作為設(shè)備選型和衡量系統(tǒng)總體品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。在此先決條件下，中央監(jiān)控系統(tǒng)與各子系統(tǒng)才能有效地進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，柔韌有余地進(jìn)行復(fù)雜的綜合控制，實(shí)現(xiàn)跨子系統(tǒng)之間的各種聯(lián)動(dòng)控制功能。
隧道監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
3．1監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
實(shí)現(xiàn)集中管理、分散控制系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2大連路隧道監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖)。
(1)上層采用基于NT平臺(tái)和交換式快速以太網(wǎng)的管理信息網(wǎng)；
(2)中層采用基于雙光環(huán)網(wǎng)的設(shè)備控制網(wǎng)；
(3)下層采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線方式的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)。
3．2監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)
為了保證系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性采取如下措施：
(1)監(jiān)控系統(tǒng)最重要的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用冗余的帶有自愈功能的雙環(huán)光纖網(wǎng)；
(2)主服務(wù)器和中央交換機(jī)采用冗余結(jié)構(gòu)；
(3)由于人機(jī)界面數(shù)據(jù)采集來(lái)源與中央數(shù)據(jù)庫(kù)，所以中央操作室的5臺(tái)操作站形成互為冗余關(guān)系，即4臺(tái)操作站停機(jī)，另一臺(tái)操作站仍能完成所有監(jiān)控功能；
(4)中央和遠(yuǎn)距離控制站使用的UPS設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)通信，對(duì)電源旁路、斷電、故障、電池充電容量(％)等中央隨時(shí)掌握情況；
(5)監(jiān)控系統(tǒng)的供電電源裝置采用三級(jí)防雷措施，確保供電系統(tǒng)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(tái)、窗簾也考慮選用防靜電材料。采用精密空調(diào)和電動(dòng)鎖玻璃門(mén)，有效地控制室內(nèi)溫度、濕度和塵埃。
監(jiān)控系統(tǒng)的主要品質(zhì)
(1)在局域網(wǎng)內(nèi)CRT畫(huà)面數(shù)據(jù)刷新和設(shè)定數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間均小于1秒，滿足隧道監(jiān)控需求；
(2)整體監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行近半年各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和功能均保持穩(wěn)定。
4監(jiān)控系統(tǒng)的功能概略描述
根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，形成充分利用和挖掘信息資源的條件，建成高度集中的監(jiān)控系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間密切聯(lián)動(dòng)關(guān)系，進(jìn)一步提高監(jiān)控水平。
(1)隧道兩端人口處設(shè)置的大型可變情報(bào)板和隧道內(nèi)江中段的可變情報(bào)板根據(jù)觸發(fā)條件和預(yù)案，可自動(dòng)顯示動(dòng)態(tài)文字。其中觸發(fā)條件有手動(dòng)和自動(dòng)2種方式，自動(dòng)方式主要用于緊急狀態(tài)處理，如火災(zāi)報(bào)警預(yù)案等；
(2)消防聯(lián)動(dòng)功能經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次隨機(jī)實(shí)際點(diǎn)火測(cè)試，根據(jù)火災(zāi)報(bào)警信息實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)跨子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能，如：1)中央軟件選擇距火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)最近的攝像機(jī)鏡頭，并將火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)視頻畫(huà)面自動(dòng)切換到中央操作室大屏幕上，供操作人員判斷發(fā)生火災(zāi)的嚴(yán)重情況，可快速、準(zhǔn)確地選擇不同類(lèi)別的緊急處理預(yù)案；2)同時(shí)廣播系統(tǒng)也自動(dòng)切換到火災(zāi)區(qū)域，反復(fù)進(jìn)行警告性自動(dòng)廣播；3)在隧道人口處的可變情報(bào)板自動(dòng)顯示火災(zāi)報(bào)警動(dòng)態(tài)文字； 4)隧道通風(fēng)用的射流風(fēng)機(jī)和集中排風(fēng)機(jī)有選擇性停止；5)安全逃生通道的正壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)；6)交通禁閉燈有選擇性地點(diǎn)亮。連同消防處理系統(tǒng)的動(dòng)作，如噴淋裝置在火災(zāi)位
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