高速公路隧道綜合環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)技術解決方案1、系統(tǒng)建設背景隨著我國高速公路建設里程的增長，隧道占新建設高速公路里程的比例越來越大。隧道在空間上呈封閉帶狀分布的結構特征，給行車環(huán)境帶來了一系列變化，往往構成高速公路交通事故的多發(fā)區(qū)，并且極易引發(fā)二次交通事故，引起高速公路堵塞，造成重大經(jīng)濟損失。隧道安全運營問題顯得越來越突出，隧道內(nèi)環(huán)境監(jiān)測與控制成為保證高速公路隧道安全及安全運行的重要手段。由于隧道是公路的特殊構造物，在空間上的限制而使隧道內(nèi)的環(huán)境狀況比較復雜，由于行駛車輛排放出的氣態(tài)及游離固態(tài)微粒混合成的有害廢氣和車輛攜帶的塵土及卷起的塵埃，因隧道內(nèi)空間的限制，往往不能很快擴散、消失，導致在隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量極差；由于山體豐富的淅瀝水和洞內(nèi)外溫差的作用，而使隧道內(nèi)常常處于很潮濕的環(huán)境中，在洞內(nèi)容易出現(xiàn)積水；由于隧道內(nèi)交通繁忙，加上環(huán)境惡劣和空間場地的限制，而使設備的日常維護、故障檢修工作困難、勞動強度大而效果較差，經(jīng)常出現(xiàn)隧道內(nèi)燈光設施損壞，而檢修人員只有到現(xiàn)場巡查時才會發(fā)現(xiàn)，而這些因素就是導致交通事故發(fā)生的根本性原因。綜上所述，從公路隧道本身具有的特殊性，對隧道內(nèi)的有害氣體、溫濕度、能見度，積水情況進行監(jiān)測，公路運行部門及時掌握隧道內(nèi)的綜合環(huán)境情況，可以進行有效地進行交通控制和疏導，從而可減少交通事故的發(fā)生，減少人員生命及財產(chǎn)的損失。2、系統(tǒng)建設目標本系統(tǒng)主要建設對隧道內(nèi)的綜合環(huán)境監(jiān)測與控制，主要實現(xiàn)以下幾個方面：（１）通過在隧道內(nèi)安裝溫濕度傳感器、光線感應器、以及積水監(jiān)測儀來對環(huán)境進行監(jiān)測，主要包括對有害氣體、能見度、風速、水位、煙霧、明火、含氧量等進行實時監(jiān)測；（２）對前端監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行分析，當發(fā)現(xiàn)有異常時，自動給出報警提示，并能判斷到當積水超限時排水磊是否工作，當發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)有害氣體超標時，自動啟動和控制通風系統(tǒng)進行及時換氣；含氧量通過在隧道中間安裝含氧量探測儀，實時掌握隧道內(nèi)的空氣情況，為駕駛人員安全駕駛提供保障。積水通過在隧道內(nèi)安裝積水測試儀，及時掌握隧道內(nèi)是否由于天氣原因導致隧道內(nèi)有嚴重積水等現(xiàn)象，通過積水探測儀與排水系統(tǒng)進行聯(lián)動控制，可實現(xiàn)當積水超過指定標準時，排水系統(tǒng)自動開始啟動排水泵進行排水處理。煙霧、明火在隧道內(nèi)發(fā)生火災會導致迅速的有害氣體增加，再加上汽車尾氣等，在隧道內(nèi)氣溫也會快速升溫，在短時間內(nèi)可能會造成爆炸。監(jiān)測隧道內(nèi)是否有煙霧、明火等顯得非常重要。通過煙霧傳感器報警后與消防系統(tǒng)及通風系統(tǒng)聯(lián)動后，可以快速地滅火處理及改善隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量。3.1.2控制通過在隧道內(nèi)安裝光線傳感器感應隧道內(nèi)的光照情況，根據(jù)每個位置的不同，所測量的光照度也不同，系統(tǒng)根據(jù)每個位置的能見度情況，自動調(diào)整每個照明燈的光線，從而來滿足隧道內(nèi)的光照滿足標準。通過煙霧探測器實時監(jiān)測隧道內(nèi)是否發(fā)生火災，當有發(fā)現(xiàn)有火災發(fā)生時，根據(jù)煙霧濃度自動開啟消防系統(tǒng)以及通風系統(tǒng)，通過消防噴淋系統(tǒng)進行及時滅火；通風系統(tǒng)會在隧道內(nèi)有害氣體濃度超標，含氧量過少時自動開啟通風系統(tǒng)，進行排氣換風處理，從而來保證隧道內(nèi)的空氣能滿足要求。3.2數(shù)據(jù)傳輸在隧道內(nèi)安裝傳感器，需要將采集的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心，而隧道內(nèi)由于處于山中，沒有ＧＰＲＳ信號覆蓋，導致公路運行人員不能及時了解到隧道內(nèi)的環(huán)境及設備的狀態(tài)。通過在隧道內(nèi)增加ＷＳＮ節(jié)點，利用ＷＳＮ無線網(wǎng)絡將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿淼蓝纯冢儆砂惭b在隧道口的傳輸設備將數(shù)據(jù)傳回到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心就能及時了解到隧道內(nèi)的環(huán)境情況。3.3監(jiān)控中心監(jiān)控中心將部署于公路運行中心，它的功能主要是由運行于后臺服務器上的隧道綜合環(huán)境監(jiān)測管理軟件來實現(xiàn)的。主要為用戶提供信息服務，實時采集隧道內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，隧道內(nèi)消防、照明等子系統(tǒng)的運行狀態(tài)等。綜合環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)每十分鐘會采集隧道內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，