近年來，我國交通道路在迅猛發展中，其重要的組成部分隧道數量也在不斷上升。由于我國地理環境比較復雜，隧道集中監控系統在公路的運營和管理以及緊急預案處理中發揮著極其重要的作用。因此，隧道監控系統成為工程單位和公路營運管理單位共同關心的問題，建設穩定、先進、經濟以及擴展性強的監控系統成為當前道路監控的首要目標。

一、系統組成

隧道按長度分為短、中、長隧道，一般中長隧道（>250m及>1km）需要考慮的監控設施會較多，集中監控點也較多。中長隧道按國家的設計標準要求必須要配套監控系統以保證隧道內行車的安全和通暢。

隧道的子系統主要包括：照明系統、通風系統、交通誘導系統、CCTV電視監控系統、火災報警系統、消防控制系統、緊急電話系統、廣播系統、LED顯示系統等。主要涉及到的控制與檢測硬件有PLC控制器（監控通風、照明、消防水泵、車道/交通指示燈等）、車輛檢測器、亮度/照度檢測儀、風速/風向檢測儀、一氧化碳/能見度檢測儀、火災報警主機、LED顯示屏、緊急電話、CCTV系統。

從計算機的數據采集方式上主要分為:PLC實時監控系統、CCTV電視監控系統、緊急電話/消防報警/廣播系統、LED顯示屏系統及緊急預案系統，做為計算機組態軟件平臺是可以將五個子系統都集成在一個平臺上的，但就目前的實際情況來看，上位軟件與PLC實時監控系統的接口最為成熟，其它子系統的通訊接口方式都有其獨立性的特點，需要進行一些定制的接口開發,實際的數據交換是必然的，這樣對組態軟件平臺就要有良好的開放性、兼容器及可擴展性要求。

二、解決方案

目前的隧道監控系統最重要的指標是必須支持良好的C/S架構、支持ODBC快速接口、支持OLE接口訪問、SDK開發包及WEB發布，力控ForceControl6.1組態軟件平臺是完全滿足以上幾項指標的，上述指標在隧道行業的功能特點十分明顯，也是解決數據通訊及采集的最有效方式。

1）所有PLC設備的數據通過以太網可以單獨與上位機通訊，當然也可由主PLC集合所有從PLC的數據單獨與上位機通訊，上位機通訊采用單獨的服務器與PLC設備通訊，首先體現的是組態軟件的特點，建立IO設備組態和變量標簽，將實際的IO設備通道值與變量標簽對應，這樣現場真實的數據就采集至監控中心，然后組態軟件在服務器端下一步要做的步驟不是建立組態工藝畫面，而是進行數據的網絡共享，進入運行系統后以網絡服務器并占用內存/CPU使用率最小的方式在后臺運行，實時刷新與存儲需要的歷史數據，所有的畫面都不需要打開,依然保持服務器系統的運行。數據流是通過局域（廣域）網與客戶端同步方式將數據體現于操作員站仿真的工藝畫面中，這樣不同的操作員站可定制不同的工藝畫面，在客戶端有圖形化的自主開發性能，這樣的C/S架構既保證了整個系統的穩定性也減少了交叉控制的沖突率。

2）ForceControl6.1的ODBCROUTER組件適合于交通緊急預案分析系統的數據整合,將實時或歷史數據以時間間隔方式或以變化率方式存儲至預案系統所需要的關系數據庫中,主要以模擬量值與故障報警值為主,向導方式設置的過程省去了很多SQL腳本語句的編寫,簡單、方便、快捷的為緊急預案分析系統提供了原始數據。

3）OLE接口(DBCOM)訪問適合于目前絕大多數的高級編程環境（DELPHI、VB、VC++、.net等）中，直接加載已注冊至系統中的DBCOMOCX控件就能訪問到本地或遠程的力控實時數據庫（DB）中的數據，在預案分析系統中絕大多數開關量數據是不需要存儲的，因此直接訪問DB變量的方式來監控，效率極高,減少了總是用ODBC來做數據通道的繁瑣性，以“ODBC+OLE接口”兩者相結合的方式優化了監控系統與緊急預案分析系統的數據整合。

4）具有自身的軟件及通訊協議的LED顯示系統、車檢系統、緊急電話、消防、CCTV系統，目前所有組態軟件在交通隧道行業所包函的此類硬件驅動都是屈指可數的，相當少，在針對整個監控系統集成方案具體實施時就必須考慮以上幾個子系統的驅動接口開發問題，力控SDK包制定了驅動接口開發的統一標準，可由高級語言(VB/VC++)開發人員定制開發也可由力控驅動部定制開發，硬件接口驅動解析較為靈活。

5）監控系統WEB發布目前在隧道監控領域應用較少，但信息化手段解決交通道路的管理問題終究是交通領域發展的必然趨勢，軟件的網絡結構必須要先行。

三、網絡通訊架構

由上圖可看出硬件通訊結構及系統集成方案都是全以太網的通訊結構，由上位軟件通過定制的驅動接口程序直接對車檢器及LED進行訪問，PLC硬件的邏輯編寫與調試也全都在中控室直接下載或上傳，CCTV由矩陣的通訊接口與上位軟件通訊，緊急電話與消防系統可用API、ODBC等數據訪問方式獲取數據，這樣由客戶端操控的就是所有的隧道監控子系統，使得系統的整合較為完美。

四、典型應用案例

1、陜西小康隧道高速公路監控系統

小康高速監控系統是多種混合監控系統的典型項目，其中王家臺隧道群和大棕坡隧道群是群控隧道的典型，而包家山特長隧道又是長隧道的典型。

全線隧道監控系統，不僅實現了交通監控、環境監控以及信息發布等監控系統的基本功能，在此基礎上，結合實際道路運營情況實現了多種預案方式，包含時序、時間段、分層分段控制，用戶可通過靈活多樣“一鍵監控”為隧道的安全運營提供有效保障；實現了“路隧結合”的三級控制模式，意義重大；在報表模塊中，為用戶提供了“下鉆”功能，使用戶可以多角度多維度對隧道相關數據進行分析，為隧道運營管理提供必要的參考和決策支持。

2、寧波灣長溪嶺隧道監控系統

長溪嶺隧道總投資6300多萬元，分左右兩條隧道，右線隧道為上海至寧波方向，進口位于慈溪掌起鎮長溪村，出口位于江北南聯村，長765米；左線隧道為反方向，長775米，左右隧道凈寬各14.75米，高度7.5米，按三車道標準設計，時速為120公里。據悉，長溪嶺隧道是杭州灣跨海大橋南岸連接線工程首條隧道。

3、廈門翔安海底隧道監控系統

北京三維力控科技憑借自身軟件的技術優勢和在隧道監控系統應用的豐富經驗，2009年11月5日，伴隨著我國內地首條海底隧道——廈門翔安海底隧道的全面貫通，力控監控組態軟件在國家重大工程項目中再次獲得成功應用。

翔安隧道是國內第一條大斷面海底隧道，也是廈門有史以來規模最大的一個交通基礎設施工程。隧道起自廈門島五通，接廈門島內仙岳路和環島公路，工程規模宏大，工程全長8.695km，其中海底隧道長6.05km，跨越海域寬約4200m，其規模與難度都堪稱世界級海底隧道工程。貫通后，廈門島與翔安區的車程將由1個半小時，縮短至8分鐘，大大推動了海峽西岸經濟區的開發建設。

力控組態軟件在該項目的隧道監控系統中發揮了巨大作用。該系統主要包括：隧道多級控制、聯動控制、通風控制、信息采集、數據統計分析及報表打印等多種功能，實時監測隧道內的一氧化碳濃度及能見度（CO/VI）等信息，結合氣象監測、路況信息、火災報警等，構建成一個智能的、強大的軌道交通指揮系統。

底層的PLC通過以太網與力控的IO服務器上傳到監控中心，實現數據的網絡共享，充分發揮了力控監控組態軟件通訊穩定、傳輸效率高的特點。

六、結束語

交通隧道監控系統引入組態軟件已經是以后交通隧道管理的必然趨勢，目前大部分隧道系統都利用組態軟件預留了數據接口供管理層對未來實施信息化的全方位管理奠定基礎，以力控組態軟件為核心的信息化平臺也將發揮其重要的作用。