一、概述  
  
    随着交通工程建设和交通事业的发展，我国所建交通隧道的里程迅速延长，不断增长的交通流量、路况改善以及运输物品的复杂性，增加了交通隧道的火灾和隧道污染等的风险，引发了不少严重的灾难性事故，尤其是火灾事故，它不仅严重威胁到人的生命和财产安全，而且对交通设施、人类的生产活动造成巨大的损坏。隧道的智能化监控显得越来越重要。  
    随着计算机技术、图像处理技术、通讯技术、控制技术的发展，以太网技术和总线技术突破了原有的技术瓶颈，为公路隧道的智能化监控提供了一个行之有效的最佳解决途径，它满足了社会经济发展与人们文明生活的高标准的要求，为人类的出行创造了一个安全、方便、快捷、舒适、经济、高效的交通与生活环境。  
    二、隧道智能化监控系统  
    隧道智能化监控系统采用分级管理的模式，通过建立多平台、多系统下的统一管理平台，实现对所有系统内的分监控中心、监控主机及监控设备进行统一有序的协调、管理。各分监控中心在服从总监控中心调度指挥的同时，能在自己职能范围内管理和调度其所管辖各隧道内的监控设备，从而达到集中与分散相结合的多级用户管理模式。  
    隧道智能化监控系统主要包括：隧道内实时视频监控、车流量、流速检测、变配电参数检测、火灾自动报警、照明、通风、紧急电话、环境监测、交通控制等子系统。其中隧道网络视频监控系统的建立，可实时对隧道内交通流量和交通运行状况的监视，发现异常情况及时采取应急措施，确保隧道高速、安全、舒适、经济地运营。     
    （一）中央控制中心  
    中央监控中心是整个隧道智能化监控系统的核心，由中心服务器、网络交换机、视频工作站、电子地图、报警主机、数字矩阵主机、电视墙等组成，其功能主要包括：信息采集功能、信息处理与发布功能、控制功能、告警处理功能、报表统计与打印功能、查询功能、自动数据备份和系统恢复功能、自动后备功能、联网功能及网络管理等功能。实现对隧道引道区、隧道区及出入口区的信号灯、可变情报板、综合交通信息板、限速信号板、火灾自动报警、应急广播等的控制功能，达到分流、启闭车道、引导车辆改道等作用，对车辆的运行实施动态管理和控制。  
    1、系统控制模式  
    控制是实现隧道监控系统目的的根本手段。从系统结构考虑，系统控制应从集散式控制系统逐步发展为现场控制，从而提高系统的可靠性、维护操作的方便性与降低工程造价，应用现场总线技术，由FCS（无中心控制）代替现在的DCS（集散式控制）和PLC（可编程控制）是发展的必然趋势；现场总线作为一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统，近年来得到了迅猛的发展和应用，具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点，在隧道智能化监控中得到了广泛的应用。  
    目前所应用的现场总线，模块化分布式控制系统，主要分为三个系列：  
    （1）基于以太网和Modbus通讯协议的Openline系列；  
    （2）基于Optomux和Modbus通讯协议的MicroDAC,OpenDAC,OpenLT系列；  
    （3）基于现场总线Lonworks,Device,Profibus的Microlon,DacNet系列。 
    2、系统网络结构形式  
    为确保隧道智能化监控系统的安全和高可靠性，应采用自愈环网拓朴结构形式，自愈环网拓朴结构优点突出，如果在环网的某处发生断路，它将自动重新配置网络使通讯得以继续。  
    3、设备控制  
    根据隧道内外的交通状况、天气状况、车流情况，对隧道内各交通控制设备进行远程控制，通过中央控制中心传送到现场的PLC；现场的PLC根据中央控制中心的操作指令进行各种操作，将操作信息实时返回给中央控制中心。各PLC能在控制中心出现故障的情况下，独立进行系统控制，由于使用了环网结构，各PLC之间查相互通信，实时掌握各PLC的运行状况。设备控制还包括通信、广播、消防等设备的监控。