摘要:隧道監控系統作為高速公路交通監控中的重要一個環節,其環境與普通路段環境相比具有:隧道內外亮度差極大、空氣污染嚴重、側向凈寬較小、隧道內高度有限、噪音高等特點。在這個過程中怎樣有效的進行管理和監控,還需要我們共同的努力和開發，并在實際的工作中不斷的完善和創新，從而使高速公路隧道交通監視與控制系統對隧道段交通阻塞能夠作出動態反應,并能根據具體情況快速改變隧道路段交通處理準則,以確保高速公路交通的高速、安全和舒適。
　　關鍵詞:公路隧道；交通監控；系統的特點
　　1交通監視與控制系統功能及構成:
　　高速公路隧道監控系統主要由計算機控制系統、閉路電視監視系統、交通信號控制系統、照明系統、通風系統、火災報警系統、緊急電話系統、供配電系統8個子系統構成。                           
　　1.1為實現高速公路隧道安全、高效行車,監視與控制系統主要完成照明控制、通風和消防控制、交通信號誘導控制三個方面的管理。
　　1.1.1由光亮度檢測器、隧道本地控制器、監控計算機、配電房照明配電柜、燈具構成的照明控制系統,負責完成對隧道照明控制管理。
　　1.1.2由一氧化碳檢測器、能見度檢測器、隧道區域控制器、監控計算機、風機控制柜、風機構成的通風控制系統,負責完成對隧道空氣環境的控制管理。
　　1.1.3由車輛檢測器、各種信號標志、超高檢測器、隧道區域控制器、監控計算機構成的交通控制系統,負責完成對隧道交通流量的控制管理。
　　2交通監視與控制系統任務
　　2.1通過對高速公路隧道交通流、氣候和路況的實時監視,提取交通流的特征值及環境特征值,在交通擁擠未發生時,及時采取措施,調整交通量,防止交通擁擠發生;在偶然事件發生時,能及時檢測到偶然事件,發出報警信號,通知有關部門進行事件處理,同時利用各種信息發布手段,通知道路使用者,避免產生二次事故,減少交通延誤和交通阻塞。通過各種技術處理,提高高速公路隧道交通監控系統的自動化、信息化、網絡化水平,增強交通宏觀控制能力、科學決策能力和應變能力,對隧道路段發生的交通堵塞、偶發事件具有快速反應和綜合應變能力,為道路使用者提供可靠、及時、明確的信息,保證高速公路隧道的暢通、快速,為道路管理者提供科學的管理依據。高速公路隧道是為了解決隧道營運中存在的兩個主要問題——擁擠與安全而建立起來的，其主要任務一般可以包括以下幾項:
　　1)減少公路隧道常發性擁擠產生的影響；
　　2)減少公路隧道偶發性擁擠產生的影響；
　　3)隧道獲取最大的營運安全；
　　4)提供必要的信息，幫助使用者有效地利用公路隧道的各種設施，減少他們的腦力勞動、體力勞動和人為的失誤；
　　5)當有危險事故或事件發生時，給受到困難的人員提供誘導信息；
　　6)根據公路隧道實際的運營狀態，制定合適的誘導策略誘導洞內有關駕乘人員駛離隧道；
　　7）減少交通事故對環境和人類的危害。
　　2.2為完成整個高速公路隧道監視與控制系統功能，公路隧道監控系統主要由信息采集系統、信息處理、信息提供系統三大部分構成。
　                        　
　　2.2.1信息采集系統
　　實時地采集變化著的隧道路段交通信息,包括交通信息、氣象信息、交通異常事件信息。主要設備為:
　　1)車輛檢測器(VD)。用于收集隧道內的交通量、車速、車道占有率等交通數據,是交通管理與控制的基本數據來源;
　　2)氣象檢測器(WD)。用來檢測氣溫、濃霧、風向、風力、冰
　　凍情況,獲取數據作為交通控制的依據;
　　3)光亮度檢測器。成對地設置在隧道口內外,測量隧道入口及引入段亮度,將檢測值送入控制器,控制中心計算機據此參數調節隧道內照明燈具;
　　4)一氧化碳檢測器(CO)。快速、準確、連續地自動測定隧道內CO濃度,并將檢測結果以數字形式顯示出來,隨時傳送到監控中心,依此判斷是否開啟通風設備;
　　5)能見度檢測器(VI)。能見度作為通風控制的主要依據,通過隧道區域控制器送到監控中心計算機;
　　6)火災報警設備。隧道內發生火災時,及時通報監控中心的設備。分自動和手動兩種;
　　7)超高檢測器。設置在隧道入口前,對超高車輛發出警告,以防超高車輛損害隧道;
　　8)閉路電視系統(CCTV)。隧道控制中心可以通過安裝于隧道墻壁上的攝像機直觀及時地觀測隧道內交通運行情況和事故現場。該系統控制器備有報警信號接口,報警時主監視器自動切換出報警地點畫面,輔助監控人員確認隧道內發生的交通事件及其嚴重程度;
　　9)緊急電話(ET)。在隧道內出現異常事件時,是司乘人員與監控中心及時取得聯系的重要手段,有利于管理部門及時提供快速援救。隧道內通常500m設置一對緊急電話,同時應設有消除噪聲設施;
　　10)巡邏車。設有無線電臺的巡邏車在高速公路隧道段巡視,對事故發生做及時預防和處理,達到執法和救援目的。
　　2.2.2信息處理中心
　　高速公路隧道交通控制問題是一個非線性的系統優化控制問題。根據實時采集的交通流、照明、通風檢測數據及交通圖象等信息,采用模式識別和圖象處理相結合的方法對交通狀況進行自動檢測、分析、判斷和處理,利用分散交通控制策略控制高速公路隧道交通,發現引起事件的因素并及時排除,防止交通擁擠、交通事故的發生,提高高速公路資源的使用率。高速公路隧道交通監控功能可分為自適應層、優化層、直接控制層三個功能層。監控中心主要業務如下:
　　1)通過通信系統匯集、顯示外場設施傳送來的各種(交通量、氣象、事故及控制等)數據;
　　2)監視高速公路隧道的視頻監視圖象;
　　3)接聽緊急電話;
　　4)將上述數據、圖象等信息上傳監控總中心;
　　5)根據各類信息判斷交通現況;
　　6)對外場設施進行控制;
　　7)對數據、圖象進行統計、查詢、存儲、備份,打印各類報表;
　　8)對控制方案做出可信服的評價,提供方案改進依據;
　　9)執行監控總中心下達的指令。
　　2.2.3信息提供系統
　　外場設備(設于監控中心外的隧道區域)接受來自隧道監控中心的各種信息、指令,向道路使用者提供道路交通狀況信息,對行駛車輛發出限制、勸誘、建議性指令;對交通管理部門、事故救助機構提供交通事故和其他異常事件的處置指令;對信息媒體或社會提供更為廣泛的高速公路交通信息。外場設備主要包含以下幾類:
　　1)可變情報板(CMS)。可動態地以文字或圖案顯示各種信息,提醒道路使用者隧道內交通狀況,使道路使用者對前方路況作好充分的心理準備,預防事故發生,保證人身安全,道路暢通;
　　2)可變限速標志(CSS)。可顯示不同速限以管制道路使用者的行車速度,于事件發生地點之前提早減速。本系統設置于潛在危險區域;
　　3)交通信號燈(LS)。根據可能的交通流,靈活改變隧道運行方式,如隧道內緊急事件發生時,關閉某一車道或隧道用以管制車輛進入,或在另一條隧道內開辟雙向交通供調撥車道使用;
　　4)隧道標志。為駕駛人員提供線路指示和相關信息,使其確信路線或改變路線;
　　5)標線。引導駕駛員視線,管制駕駛員駕車行為的重要設施;
　　6)廣播系統。將收集到的各種信息,以有線或無線電播音的形式傳給道路使用者。
　　
　　3交通監視與控制系統的特點
　　高速公路隧道監控系統是一個閉環系統(參見圖1)。系統的輸入是反映道路車輛運行情況的交通參數和交通狀況,這些信息經監控系統分析、處理、判斷后,發出指令,控制道路信息發布設備,變更顯示內容,實施對交通流進行調節和控制。該系統的作用在很大程度上還取決于車輛駕駛員的配合。
　　
　　                              
　　                                           圖1隧道監視與控制系統流程圖
　　4未來的道路監控系統—智能運輸系統(ITS)
　　隨著經濟的快速增長,道路與車輛的矛盾日益突出,據1991年美國有關資料預測,到2005年美國因交通阻塞年損失將達到340億美元,交通事故造成的阻塞將占73%。傳統的交通監視控制方法緩解交通擁塞的效果十分有限。需利用更為先進的技術方法對交通進行監控。智能運輸系統(ITS)是一個好的選擇。智能運輸系統利用計算機技術、信息技術、通信技術、傳感器技術、運籌學、人工智能、電子控制技術把車輛、道路、使用者緊密結合起來,形成一種實時、準確、高效的綜合運輸系統。為解決高速公路中心隧道“瓶頸”現象,提供了新的解決方法。
　　5結束語
　　在高速公路機電工程中,針對高速公路隧道交通運行中存在的問題,提出了交通監視與控制系統這一解決方案,并介紹了該系統的組成、特點及控制策略,論述了監視與控制系統的發展方向—智能運輸系統(ITS)。
　　隨著高速公路車流量的迅速增長,高速公路的通行能力、行程速度、交通安全性能以及對突發事件的應急能力,都由于公路隧道的存在而受到很大的影響。交通能耗及對環境的污染成倍增加,隧道路段成為制約高速公路發展的瓶頸路段。高速公路隧道交通監視與控制系統對隧道段交通阻塞能夠作出動態反應,并能根據具體情況快速改變隧道路段交通處理準則,以確保高速公路交通的高速、安全和舒適。
　　
　　參考方獻：
　　1、 趙忠杰公路隧道機電工程
　　2、 段國欽孫穗梁華高速公路機電系統運行與維護手冊
　　3、 翁小雄高速機電系統
　　4、 蘇權科交通工程設施施工監理指南
　　5、 朱岳高速公路監控系統