案例名稱珠江隧道自動控制系統(tǒng)改造單位名稱總包單位廣東XXXX工程有限公司項目性質(zhì)工程項目類項目負(fù)責(zé)人XXX技術(shù)擔(dān)當(dāng)XXX營業(yè)擔(dān)當(dāng)XXX支持類型負(fù)責(zé)設(shè)計、編程、調(diào)試改造背景：珠...
案例名稱 | 珠江隧道自動控制系統(tǒng)改造 |
單位名稱 | 總包單位廣東XXXX工程有限公司 |
項目性質(zhì) | 工程項目類 |
項目負(fù)責(zé)人 | XXX | 技術(shù)擔(dān)當(dāng) | XXX | 營業(yè)擔(dān)當(dāng) | XXX |
支持類型 | 負(fù)責(zé)設(shè)計、編程、調(diào)試改造背景：珠江隧道1995年建成至今已經(jīng)14個年頭，當(dāng)初系統(tǒng)設(shè)計的日車流量為5W臺，而如今隧道的日均車流量已經(jīng)達(dá)到10幾萬臺，控制系統(tǒng)沿用至今，在控制功能上已經(jīng)滿足不了要求，需要進(jìn)行系統(tǒng)的升級改造，增加更多人性化的功能。 |
珠江隧道總長1200多米，屬于中長V型隧道，整個隧道包括：中央計算機系統(tǒng)、交通檢測系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、通風(fēng)及環(huán)境檢測系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)等等。本次改造OMRON的CS1D系統(tǒng)一共有6個站分別安裝在隧道夾層管廊里面，負(fù)責(zé)整合交通檢測、通風(fēng)及環(huán)境、照明、誘導(dǎo)等控制系統(tǒng)，按照控制對象，我們將它分成3個大系統(tǒng)：照明系統(tǒng)、交通檢測及控制系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)。
一． 照明系統(tǒng)
1、 控制對象
隧道內(nèi)照明系統(tǒng)由遮光棚段、過渡段、基本段照明組成，相應(yīng)地主要控制內(nèi)容分三種：
（1）過渡段控制：根據(jù)隧道兩出入口的視野亮度對過渡段加強照明燈組按天氣晴、陰分四級進(jìn)行位式控制，使白天進(jìn)洞前、后的亮度變化容易讓司機適宜；
（2）根據(jù)日時鐘對基本照明段的照明燈組分白天和深夜兩級進(jìn)行位式控制；
（3）根據(jù)日時鐘和口部亮度對遮光棚的照明燈進(jìn)行“全開/半開/停止”的位式控制。
2、照明級別劃分
6個照明級別：1.烈日、2.晴天、3.云天、4陰天、5夜間、6深夜。
1 ~ 4四種照明級別主要針對加強段的照明控制。
2 烈日 開全部加強照明、開基本段照明
2 晴天 關(guān)小部分加強段照明、開基本段照明
2 云天 關(guān)一半加強段照明、開基本段照明
2 陰天 關(guān)大半加強段照明、開基本段照明
2 夜間 關(guān)加強段照明、開基本段照明、開遮光棚段照明
2 深夜 關(guān)加強段照明、基本段和遮光棚段照明減半
（基本段和遮光棚段照明減半時，兩組回路按單雙日交替使用）
注：亮度值與照明級別對照關(guān)系請看附錄1.
3、 控制方式：光控制、時序控制、模式手動控制、完全手動控制；
說明：左孔、中孔可分別單獨設(shè)置控制方式。
4、 光控制：
光亮度值由隧道洞口處的8個亮度計檢測所得，輸出信號為4～20mA，量程為0～6500cd/，根據(jù)亮度檢測裝置檢測到的光亮度值，實時開啟或關(guān)閉相應(yīng)的照明燈具，從而形成一個閉環(huán)控制。
說明：光控只針對白天照明系統(tǒng)的控制。
5、 時序控制：
主要分為以下幾種時間段：清晨、上午、中午、下午、旁晚、夜間、深夜。
6、 模式手動：
中心監(jiān)控人員根據(jù)室外天氣情況，人工判斷、選擇當(dāng)前的“照明級別”。
7、 完全手動：
在控制中心，手動獨立控制所有回路的開關(guān)。
各個燈組以及亮度計在隧道中的位置，如下圖
橙色框里面的是出入口的加強段照明，紅色框里面的是出入口的遮光棚段照明，其余的是基本照明。
照明的控制流程圖如下：
2、交通狀態(tài)設(shè)置
在隧道出入口8個車道安裝了兩臺超聲波道路交通信息檢測器，以RS485方式，每分鐘向PLC1和PLC6發(fā)送一次長度為226個字節(jié)的車輛信息，此信息包括：各種車的流量、平均車速、占有時間、堵車時間。
根據(jù)道路交通信息的數(shù)據(jù)得到的車輛運行信息，又將隧道分成三中狀態(tài)：
2 正常；
2 擁擠；
2 阻塞；
序號 | 交通狀態(tài) | 開啟平均車速（km/h） | 關(guān)閉平均車速（km/h） | 持續(xù)時間 （min） | 備注 |
1 | 正常 | -- | -- | -- |
|
2 | 擁擠 | ＜20 | ＞30 | 10 | 車速緩慢 |
3 | 阻塞 | ＜10 | 孔內(nèi)無車 |
| 停滯不前 |
說明：
1）每種交通狀態(tài)對應(yīng)的交通量數(shù)據(jù)可以在中心軟件設(shè)置；如判斷堵車的速度，持續(xù)時間等；
2）對于關(guān)閉的車道，不予判斷；
3）擁擠和阻塞也包括輕微交通事故造成的情況，如拋錨、追尾等；
（1）交通擁擠時，控制方案
隧道入口交通信號燈黃色閃爍（閃爍頻率：1Hz，即1次/秒），提示駕駛?cè)藛T減速慢行，關(guān)閉的車道保持紅燈常亮；
（2）交通阻塞時，控制方案
隧道暫時關(guān)閉，相應(yīng)入口交通信號燈：綠色——綠色閃爍（1Hz/5s）——黃色閃爍（1Hz/5s）——紅色，等待洞內(nèi)車輛全部通過隧道時，隧道重新開啟，入口信號燈變?yōu)榫G色。 由出口交通量檢測器判斷洞內(nèi)車輛是否全部駛離隧道，可以預(yù)算一定時間T內(nèi)，在該時間段內(nèi)若沒用檢測到車輛表示全部車輛已經(jīng)通過隧道，預(yù)算時間可在中心軟件設(shè)置，如：T可取15秒。
3、交通系統(tǒng)控制方式
控制方式：模式手動控制、完全手動控制。
（1）模式手動控制
每個孔洞按以上7種模式進(jìn)行控制，通過中心計算機機人工選擇所需交通模式；
（2）完全手動控制
可以控制每個車道指示燈的狀態(tài)，包括：綠箭、紅叉、黑屏。
可以控制每個入口交通信號燈的狀態(tài)，包括：紅、黃、綠。
注：無論在哪一種模式，一旦發(fā)生擁擠、阻塞、事故、火災(zāi)時，自動執(zhí)行相應(yīng)程序，其中阻塞、事故和火災(zāi)需要人工確認(rèn)后才能執(zhí)行。
下圖為交通誘導(dǎo)燈分布圖：
三．通風(fēng)系統(tǒng)
1、 控制原則
（1） 保持隧道內(nèi)環(huán)境指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。主要指一氧化碳CO、能見度VI、風(fēng)速；
（2） 隧道內(nèi)某一段的CO或VI值含量達(dá)到門限值時，本段或最靠近此段的風(fēng)機應(yīng)首先啟動，然后追加的風(fēng)機按照運行時間最短優(yōu)先啟動的原則，以平衡各風(fēng)機的勞逸度，延長風(fēng)機使用壽命。另外，風(fēng)機的啟閉次數(shù)不應(yīng)過頻，紡織風(fēng)機出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象。
（3） 若一條隧道因事故關(guān)閉，另一條隧道改為雙向運行時，因交通量增長很多，若全部風(fēng)機啟動而環(huán)境指標(biāo)達(dá)不到正常值，則應(yīng)和洞口交通信號燈配合，利用信號燈空內(nèi)控制進(jìn)入隧道的車輛，以達(dá)到正常的環(huán)境指標(biāo)。
（4） 正常運行時，風(fēng)機為正向運轉(zhuǎn)（即沿行車方向吹風(fēng)），當(dāng)火災(zāi)或雙向行駛正向交通量小于逆向交通量時，風(fēng)機才可能逆向吹風(fēng)。如有需要逆向吹風(fēng)時，應(yīng)先停風(fēng)機，再啟動逆向運轉(zhuǎn)。
2、 控制模式：自動控制、手動控制
自動控制
隧道采用縱向通風(fēng)方式，通風(fēng)控制的任務(wù)是通過檢測隧道內(nèi)的CO濃度、VI濃度以及風(fēng)速、風(fēng)向來控制隧道內(nèi)13組（每組兩臺）風(fēng)機的啟停和正反轉(zhuǎn)。
其中CO、VI環(huán)境檢測器：CO的輸出形式是4～20mA，量程為0～300ppm；VI的輸出形式是4～20mA，量程為0～15（1/Km）。
風(fēng)速風(fēng)向檢測器：風(fēng)速的輸出形式是4～20mA，量程為0～15m/s；風(fēng)向輸出形式是4～20mA，量程為0～360度。
系統(tǒng)控制方式為位式控制，在兩個控制點間設(shè)置一段不靈敏區(qū)，控制點可在線修改。
控制點設(shè)置（預(yù)設(shè)）
控制點 | 一氧化碳CO（ppm） | 能見度VI（1/km） |
關(guān)閉點 | 10 | 3.00（透光率80%） |
開啟點 | 15 | 5.00（透光率66.7%） |
報警點 | 75 | 12.00（透光率30%） |
正常控制模式（預(yù)設(shè)）
一氧化碳CO（ppm） | 關(guān)系 | 能見度VI（1/km） | 風(fēng)機控制 | 間隔時間 （可修改） | 說明 |
＜5 | 與 | ＜3.00 | 風(fēng)機每隔Tfc分 鐘停開一對 | Tfc=20 | 運行時間長的風(fēng)機先停 |
＞15 | 或 | ＞5.00 | 風(fēng)機每隔Tfo分 鐘增開一對 | Tfo=10 | 第一組開最近風(fēng)機，以后各組運行時間短的風(fēng)機先開 |
＞75，且持續(xù) 時間超過Tfon | 或 | ＞12.00 | 啟動全部風(fēng)機 | Tfon=15 | 中心報警，并且交通管制 |
CO/VI與最近一組風(fēng)機對應(yīng)關(guān)系表（預(yù)設(shè)）
