隧道监控系统控制策略与接口技术研究
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摘要
隧道作为公路的咽喉地段,需要积极运用科技手段加强对隧道的监控力度,建设健全合理的隧道监控系统。采用合理的控制策略以及先进的自动化技术是对公路隧道进行有效监控的根本手段。
通过对隧道监控系统的研究,针对目前我国隧道监控系统存在的问题,提出了将模糊控制理论应用到隧道监控系统中,优化隧道监控系统的控制策略,结合隧道通风控制系统,设计隧道通风模糊控制算法,并进行了仿真分析。与传统通风方式相比,隧道模糊通风控制不但能有效改善隧道内的空气质量,而且能减少设备的损耗,节省大量能源。
为了解决隧道设备接口标准的不统一问题,在隧道监控系统中引入OPC技术,同时对OPC技术进行了深入的研究,设计并开发了隧道监控系统的OPC客户端。将OPC技术应用在隧道监控系统中,既能减少对监控软件接口开发的投入,又能减少系统的运行负担,提高监控系统的性能。
在本文中结合实际隧道监控系统项目,搭建了隧道监控模拟平台,组建了隧道本地控制网络,将隧道的模糊控制和OPC接口技术应用到实际系统中,并对隧道的交通、通风、照明及火灾控制流程进行了设计说明。
Tunnel as the special section of Highway, has the higher probability of traffic accident than the general road, because of the harsh travel environment, and the solution will be more difficult. Therefore it's necessary that we develop the comprehensive high way monitoring system, and the reasonable control strategy, as well as advanced automation technology is effectively on the monitoring system.
In order to solve the problems of tunnel monitoring system precently, the paper applied the fuzzy logic theory to the tunnel monitoring system, and designed the fuzzy logic algorithm of tunnel ventilation, based on the specifications of tunnel ventilation and lighting, and have the simulation with Matlab. Compared with conventional ventilation methods, Fuzzy logic control used in tunnel ventilation not only improve the air quality of the tunnel effectively, but also reduce the wear and tear of equipments and save lots of energy.
We introduce OPC technology to tunnel monitoring system that solve the problem of the non-uniform interface between the monitoring software and equipments in the tunnel, and developed the OPC client .With the use of OPC technology in tunnel monitoring system, It will be reduce the inputs of software development, and improve the performance of monitoring system.
The tunnel monitoring system plays an important role for tunnel normal operation. According with the Fengyong tunnel project, the paper research and design the simulation platform and the tunnel field control network with PLC, as well as the control process of traffic control, ventilation control, lighting control and tunnel fire control.
通过对隧道监控系统的研究,针对目前我国隧道监控系统存在的问题,提出了将模糊控制理论应用到隧道监控系统中,优化隧道监控系统的控制策略,结合隧道通风控制系统,设计隧道通风模糊控制算法,并进行了仿真分析。与传统通风方式相比,隧道模糊通风控制不但能有效改善隧道内的空气质量,而且能减少设备的损耗,节省大量能源。
为了解决隧道设备接口标准的不统一问题,在隧道监控系统中引入OPC技术,同时对OPC技术进行了深入的研究,设计并开发了隧道监控系统的OPC客户端。将OPC技术应用在隧道监控系统中,既能减少对监控软件接口开发的投入,又能减少系统的运行负担,提高监控系统的性能。
在本文中结合实际隧道监控系统项目,搭建了隧道监控模拟平台,组建了隧道本地控制网络,将隧道的模糊控制和OPC接口技术应用到实际系统中,并对隧道的交通、通风、照明及火灾控制流程进行了设计说明。
Tunnel as the special section of Highway, has the higher probability of traffic accident than the general road, because of the harsh travel environment, and the solution will be more difficult. Therefore it's necessary that we develop the comprehensive high way monitoring system, and the reasonable control strategy, as well as advanced automation technology is effectively on the monitoring system.
In order to solve the problems of tunnel monitoring system precently, the paper applied the fuzzy logic theory to the tunnel monitoring system, and designed the fuzzy logic algorithm of tunnel ventilation, based on the specifications of tunnel ventilation and lighting, and have the simulation with Matlab. Compared with conventional ventilation methods, Fuzzy logic control used in tunnel ventilation not only improve the air quality of the tunnel effectively, but also reduce the wear and tear of equipments and save lots of energy.
We introduce OPC technology to tunnel monitoring system that solve the problem of the non-uniform interface between the monitoring software and equipments in the tunnel, and developed the OPC client .With the use of OPC technology in tunnel monitoring system, It will be reduce the inputs of software development, and improve the performance of monitoring system.
The tunnel monitoring system plays an important role for tunnel normal operation. According with the Fengyong tunnel project, the paper research and design the simulation platform and the tunnel field control network with PLC, as well as the control process of traffic control, ventilation control, lighting control and tunnel fire control.
引文
[1]虞致国,吴金勇等.隧道智能监控系统的设计与实现[J].计算机工程,2004,30(22):167-168
[2]周健,韩直等.公路隧道控制技术的发展趋势[J].公路隧道,2005(4):44-48
[3]夏永旭.公路隧道运营管理中的几个问题[J].现代隧道技术,2008.02,45(1):1-4
[4]王涛,郭引萍.高速公路网络化监控系统[J].公路隧道,2007(1):53-56
[5]吕康成.公路隧道运营管理[M].北京:人民交通出版社,2006.06
[6]朱德康.基于智能控制的隧道通风节能系统的研究[D].长沙:湖南大学,机械与汽车工程学院,2007
[7]陈艳,何春明.智能交通系统应用现状及其存在的问题分析[J].交通标准化,2007(8):62-65
[8]吴明先.高速公路隧道集成化智能化监控技术与系统开发研究[D].西安:长安大学,2004
[9]何川,李祖伟等.公路隧道通风系统的前馈式智能模糊控制[J].西南交通大学学报,2005,40(5):575-579
[10]诸静.模糊控制原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2005
[11]席爱民.模糊控制技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008
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[13]Tatsuro Yoshimochi et all..A Ventilation Control System Using Fuzzy Control for Twoway Traffic Tunnel in highway.Aerodynamics&Ventilation Vehicle Tunnels Symposium,1994:873-881
[14]马永杰.公路隧道纵向通风神经模糊控制系统应用研究[D].成都:西南交通大学,2003
[15]公路隧道通风照明设计规范JTJ026.1-1999[S],北京:人民交通出版社,2000年
[16]韩丽艳,章优仕等.基于PLC的隧道通风监控系统[J].微计算机信息,2007,23(4):44-46
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[18]Schellenberg,Capodieci,Socha.Adoption of OPC and the Impacton Design and Layout.Design Automation Conference,2001:8992.
[19]梁里金.OPC技术在自动化监控系统的应用[J].计算机应用,2005,Vol.24(2):69-71.
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[24]任桂山.城市公路隧道通风智能控制系统研究[D].武汉理工大学,2008
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[26]魏斌,黄惠斌等.基于CFD仿真的隧道通风模糊控制算法[J].公路工程,2008,33(6):30-32
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[30]OPC Foundation.OPC Security Custom Interface 1.0[S],2000.10.17.
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[34]潘爱民.COM原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2008.
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[36]刘清,邢晨等.基于工业以太网和OPC技术的分布式异构网络控制系统的集成[J].湖南工业大学学报,2007,21(6):47-51
[37]张宏.多控制系统数据集成技术的研究及应用[D].南京:南京工业大学,2003
[38]楼伟进等.COM/DCOM/COM+组件技术.计算机应用,2000(4)
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[40]周文滨,陈冲.基于DELPHI的OPC客户端的设计与开发[J].福州大学学报,2008, 136(3):359-361
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