隧道监控与通信系统简介及常见故障检修

李振宇

摘 要：高速公路隧道机电系统设计为了实现其安全、可靠、可控、经济、稳定、便捷等功能，划分为以下四大系统：供配电系统、监控与通信系统、照明系统、通风系统，文章阐述了监控与通信系统设备原理及常见故障检修。

关键词：车检器;情报板;信号灯;指示器;图像监控;紧急电话与广播;事件检测

1 监控与通信系统

1.1 微波车辆检测器

微波车辆检测器用于自动检测道路的交通流数据信息，进行处理并上传到指调分中心，以便指调分中心根据实时交通状况及时做出控制方案。微波车辆检测器采用数字双雷达检测技术，由检测主机、数据线、固定支架等组成。

传输方式：通过光端机将数据传到就近收费站或者隧道变电所，汇总后上传至指调分中心。

常见故障及维修：

无数据：⑴确认串口服务器RX/TX指示灯是否闪烁，如果不闪烁证明微波串口输出故障。⑵确认网络是否可达。⑶微波车检的电源故障。⑷串口服务器电源故障。

Ping不通：⑴确认光端机光路状态是否正常。⑵光端机电源故障。

1.2 F型可变情报板

采用F形立柱型，设置在各个隧道入口前，主要用于向用路人发布前方路段的交通运行状况及相关的控制、诱导和限速信息。收费站入口前F型可变情报板全屏显示琥珀色，主线路段上F型可变情报板为1块全彩屏+1块琥珀色屏组成。

传输方式：F型可变情报板数据采用以太网数据光端机，将网络信号转换成光信号，传到就近收费站，再将光信号转换成网络信号，接入收费站监控数据交换机上传至指调分中心。

常见故障及维修：

通信中断：⑴查看情报板是否正常运行，如果不亮，就是电源跳闸。⑵都正常的话查找光路，查看光端机状态灯确认光路是否完好，光路有问题的就要逐级查找光路（传输至就近变电所或者收费站）。⑶光路没问题的话，确认光端机是否正常（尾纤有个凸起处必须对准光端机光口的凹陷处，否则无法保证光路正常运行）。⑷再确认远端光端机至情报板网线是否正常。

情报板左右两侧亮度不一致：⑴零线断了，导致零点漂移。

显示不全、花屏或者不亮：⑴显示模块故障。⑵显示模块电源故障。⑶情报板内部工控机故障，需要更换。

1.3交通信号灯

交通信号灯布设在隧道洞口入口前150～400米的位置，用以表示隧道交通的运行情况，指示车辆是否可以进入隧道。交通信号灯由四个灯组成，红、绿、黄三显示信号灯。

常见故障及维修：

交通信号灯不亮：⑴电源跳闸或供电故障。⑵220V输出继电器损坏。

交通信号灯不可控：⑴确认RS485通讯线路是否正常。⑵确认区域控制器串口模块是否正常运行。⑶确认区域控制器CPU单元是否正常工作。⑷确认网络通讯是否正常。

1.4車道指示器

车道指示器设置在隧道入口、出口及隧道内，可分车道显示道路状况。

常见故障及维修：

车道指示器不亮：⑴电源跳闸或供电故障。⑵车道指示器控制板损坏。⑶220V输出继电器损坏。

车道指示器不可控：⑴确认网络通讯是否正常。⑵确认隧道内PLC输出模块（即I/O模块）的输出状态是否正常。⑶确认220V输出继电器的输出状态是否正常。⑷确认车道指示器控制板是否正常。

车道指示器反馈不对：⑴确认车道指示器控制板反馈信号是否正常。⑵确认PLC输入模块（即I/O模块）的输入状态是否正常。⑶确认网络通讯是否正常。

1.5图像监控系统

在全线的隧道设置遥控摄像机和定焦摄像机;在隧道变电所高压配电室设置一套半球摄像机，变电所UPS室设置一套半球摄像机，消防泵房设置1套隧道半球摄像机，发电机室设置一套半球摄像机，变电所低压配电室设置1套快球摄像机。

传输方式：监控图像通过图像编码器将模拟视频信号转换成光信号，形成环网，接入隧道变电所ODF配纤架（其中短隧道采用单环传输，长隧道采用双环传输），并通过跳纤将图像传送至就近收费站，接入收费站的隧道监控摄像机采用图像编码器前端数字化组成的光纤环网，直接接入收费站的三层以太网交换机上，通过通信系统提供的传输通道上传至指调分中心并进行存储。进行视频事件检测的图像经交通事件分析仪处理后，检测数据经通信系统提供的传输通道上传至指调分中心。

常见故障维修：

云台不可控：⑴编码器死机，重新启动编码器。⑵485控制线松动，利用工程宝接入485控制线，看看是否可以控制云台。

视频不在线：⑴利用工程宝到设备端查看视频是否在线。⑵光纤接头松动，重新插拔一下。⑶编码器视频线松动或者视频头焊接不牢，重新插拔一下。⑷编码器故障，重启一下。

同一个环多个视频不在线：⑴查找环网，确认编码器光纤灯是否正常闪烁。⑵首端或者尾端不在线设备需要重点排查，编码器是否掉电，光纤是否正常。

视频花屏：⑴利用工程宝到设备端查看视频是否花屏。⑵光纤接头松动，重新插拔一下。⑶编码器视频线故障或者视频头焊接不牢，重新插拔一下。⑷编码器故障，重启一下。

视频扭曲：视频防雷模块损坏造成视频扭曲。

1.6 隧道紧急电话与有线广播系统

大连恒为ERT-FPA系统是为了向行驶在高速公路隧道路段的司乘人员提供紧急呼叫、通告司乘人员隧道、路面通行状况而设置的。按功能可划分为紧急电话报警系统和广播系统：当高速公路上发生突发事件或异常情况时，使用者可以利用设置在路边的紧急电话分机向控制台呼叫，值班员接通呼叫后，可以根据实际情况，调度人员和车辆实施救援、排障等帮助;当隧道内发生阻塞、交通事故或火灾等意外紧急情况时，广播控制台可通过本系统对隧道洞内外进行广播，指挥调度、疏导交通和组织救援等。

系统构成：ERT-FPA型紧急电话系统，由控制中心设备、外场分机和隧道广播扬声器、功率放大器组成。

传输设备：系统主要传输介质为光缆，控制中心同紧急电话分机以及功率放大器连接都是通过光纤，功率放大器同扬声器之间通过音频电缆连接。系统利用单模光缆，将隧道左、右线的紧急电话分机分别连接成一个环网;传输光缆是路侧分机与控制中心进行通讯的主要介质。

常见故障维修：

电话不通：⑴紧急电话采用光纤环网结构，主要查找不通的电话首端或者尾端，查找出环路断点即可。⑵光模块损坏，需更换。

1.7 视频交通事件自动检测系统

概述：视频交通事件自动检测系统是利用隧道内的固定式摄像机采集的视频图像作为输入，通过对视频图像的处理分析，在图像的覆盖范围内，能够进行交通参数的检测及各种交通事件、事故的自動检测，包括车辆事故，车辆停驶、交通拥堵、车辆慢行、车辆遗弃物，烟气和火灾检测等。同时，利用隧道口的云台式遥控摄像机采集的视频图像作为输入，通过对视频图像的处理分析，在图像的覆盖范围内，能够进行各种交通事件、事故的自动检测，包括车辆事故，车辆停驶、交通拥堵、行人、车辆遗弃物、烟气和火灾检测等。系统能够实时地快速报警，为道路的交通安全管理和道路的运行提供极大的帮助。

系统构成：视频事件检测系统由视频事件检测分析仪、交通事件检测管理服务器、交通事件管理计算机、以太网交换机、外场摄像机及相关的传输设备以及全套检测软件和管理软件组成，其中视频事件检测分析仪设置在就近收费站;交通事件检测管理服务器、交通事件管理计算机均安装在指调分中心。

常见故障维修：

通信中断：⑴收费站事件监测主机故障，机柜封闭太好，散热不好，导致设备故障。⑵事件监测服务器死机，需要重新启动。

实时视频不在线：⑴软件参数配置问题。

2 结语

文章阐述了高速公路隧道监控与通信系统组成、原理及常见故障检修，在大幅提升隧道管理水平的同时实现降本增效、安全通行。

参考文献：

[1]孙钦凯.监控系统在高速公路隧道工程中的应用[J].电子技术与软件工程，2017（04）.

[2]许明，言自行，刘坚，变电所监控及其网络系统的设计.机械工程学报，2018.

[3]黄明涛，李书舟，熊中刚主编. 电力系统自动化[M].延吉： 延边大学出版社，2018，1.