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　　編者語：隧道系統控制設備的選擇需要根據隧道的長度和交通量兩個參數來確定，同時還需要考慮隧道的地理位置及其他特殊性。隧道系統的可靠性成為事故源和事故后能否迅速應對的重要因素。作為隧道系統的核心，本地控制器和網絡系統（交換機）更成為系統安全可靠的核心。

　　近十年來，伴隨著國家綜合國力的提升，我國的公路建設經歷了歷史性的跨越式發展，正突飛猛進地向山區、水下及城市地下發展，帶來了大量的隧道建設，伴隨的隧道系統也迅速發展。

　　早期的隧道系統很不完善，隧道內的控制經歷了由單片機、工控機、PLC單機到網絡控制系統的發展歷程。但由于近年我國隧道建設規模大、任務急及各地隧道系統的應用水平參差不齊，帶來的問題其實很多。本文將就隧道系統的應用原理及目前存在的主要問題作出分析，重點探討本地控制器及其網絡系統的方案及設備的選擇與注意事項，希望能起到拋磚引玉的作用。

　　隧道系統的需求

　　公路隧道系統具有如下作用和意義：

　　①監視和控制：完成對隧道內的交通狀況、運行環境、設備狀態的監視和控制，確保各種隧道設備（風機、燈具、信號、情報板、檢測設備及供電設施）安全有效地運行，降低運營成本；

　　②平滑交通：使車輛、合理及迅速地通過，增強隧道通行能力，提高運營管理水平；

　　③保證安全：預防和減少火災和交通事故發生，增強對隧道交通異常事件火災和交通事故的應變和處理能力，消除和減少事故中人身和財產的損失，迅速恢復交通；

　　④節能與環保：大限度地節約能源（特別是在交通量不大時），監視和控制隧道內的污染狀況，限制和處理排放。

　　為了完成上述目的，隧道系統控制設備的選擇需要根據隧道的長度和交通量兩個參數來確定，同時還需要考慮隧道的地理位置及其他特殊性。隧道控制設備的選擇目前主要依據中華人民共和國標準GB/T 18567-2001《高速公路隧道系統模式》。其中隧道系統按隧道長度和交通量大小劃分為四個等級（A、B、C及D）。

　　由于我國公路隧道建設發展迅猛，這些標準和規范已滿足不了當今的需求，特別是缺乏對于大量涌現的8km以上特長隧道系統特殊要求的經驗，以及如LED照明燈具等新的高科技產品的相關描述，因此在設計隧道系統時，需要根據隧道的實際情況調整設備的安裝布置。

　　隧道系統結構

　　為了完成隧道任務，隧道中布置了系統，又可以劃分為10個子系統，他們分別是隧道中央計算機管理子系統；隧道檢測子系統；隧道通風控制子系統；隧道照明控制子系統；隧道交通誘導及控制子系統；隧道火災檢測、消防報警子系統；隧道閉路電視監視子系統；隧道緊急電話與廣播子系統；隧道電力子系統；隧道供電設施以及防火卷簾門與水幕控制。

　　根據隧道長短、交通量和地理位置的不同，有些子系統可能會被省略。隧道系統中分布的各種設備，包括信號燈、情報板、車道指示器、車檢器、CO/VI檢測、通風、照明及卷簾門等，是通過均勻分布在隧道內的本地控制器和網絡將這些子系統有機地聯系起來，從而完成對隧道的任務（圖1）。

　　隧道內一般每300～700m布置一臺本地控制器，現代多采用PLC作為本地控制器。隧道內本地控制器前后的各種被控對象，如風機、信號燈、車道指示器、照明燈具、車檢器及CO/能見度儀等稱為外場設備，與附近的本地控制器相連。

　　設備的控制信號點數會根據不同廠家的設備選型而有所不同，同時會根據隧道的控制要求而決定是否采用該控制設備。

　　網絡結構

　　高速公路隧道網絡系統一般考慮分為三級：級為隧道群中心；第二級就是每個隧道的分中心（一般位于隧道兩頭的配電間內）；第三層是隧道內的區域控制器。通過區域控制器上的各種開關量、模擬量及RS232/485通信口與現場的各種設備相連，完成系統任務。

　　三級網絡系統中（圖2），上面為隧道群中心，下面分別表示了兩個隧道分中心（站），第三級就是PLC作為本地控制器的一級。對于每個隧道內的網絡，可以采用大家為熟悉的光線以太環網，也可以采用更可靠的光纖冗余Profinet環網。

　　控制系統的可靠性

　　歷史上曾發生過許多公路隧道交通的重大事故。歐洲阿爾卑斯山下有許多隧道穿過，2001年第二長的瑞士葛克特隧道，兩輛貨車相撞造成事發處溫度高達1000℃，10余人死亡，23輛車被毀。早在1999年，穿越阿爾卑斯山的勃朗峰隧道大火，造成了41人死亡，43輛車燒毀的重大交通事故。2003年6月6日上午，韓國首都漢城發生一輛公共汽車與一輛吉普車在隧道里相撞并引起大火，約30人受傷。隧道火災煙霧大、溫度高，由于隧道橫斷面小且道路狹窄，疏散與撲救困難，危害非常大。

　　隧道的安全除了要從隧道的設計和消防方面考慮外，隧道系統的可靠性成為事故源和事故后能否迅速應對的重要因素。作為隧道系統的核心，本地控制器和網絡系統（交換機）更成為系統安全可靠的核心。