高速公路隧道機電設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)系統(tǒng)

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摘要:

高速公路隧道機電系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)通過中間件和級聯(lián)協(xié)議，由低到高從隧道管理站、路段中心、片區(qū)中心向省中心逐級上報，該系統(tǒng)具有規(guī)范的傳輸協(xié)議文本，有效保障了各級監(jiān)控中心對所管轄路段隧道路況的及時了解，保證了應急指揮的及時性和準確性，是確保高速公路行車安全強有力的一環(huán)。

關(guān)鍵詞:

高速公路，機電設(shè)備，數(shù)據(jù)級聯(lián)，監(jiān)控數(shù)據(jù)

0引言

目前，全國高速公路路網(wǎng)可謂是四通八達，極大地拉近了城市之間的距離，方便人民群眾的出行。與國省道相比，高速公路具有行車速度快、單一方向通行、沒有急彎陡坡、封閉性強等眾多利于快速行車的優(yōu)勢，而高速公路隧道便在其中發(fā)揮著重要的作用。與普通國省道盤山公路相比，隧道的開通極大地縮短了兩地間的距離，也避免了彎曲山路車速緩慢、安全性差的缺點，加快了行車速度。雖然隧道為方便出行提供了各方面的好處，但與之共存的則是隧道環(huán)境相對密閉，一旦發(fā)生突發(fā)情況，不利于及時發(fā)現(xiàn)處理，容易引發(fā)大的事故。因此，高速公路在隧道監(jiān)控上也配備了較多的物力和人力。隧道內(nèi)隨處可見各類相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備，包括視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、行車引導監(jiān)控等;在隧道管理站，監(jiān)控人員24h不間斷地掌握隧道路況信息，發(fā)現(xiàn)問題及時通知、上報、處理解決。然而，為了掌握整個區(qū)域，如太原市，甚至整個山西省高速公路隧道的運行情況，一方面便于在有突發(fā)情況時，有效地在路網(wǎng)級層面進行控制指揮，另一方面，多處監(jiān)控管理，便于隱患的及時發(fā)現(xiàn)，山西省高速公路管理局提出一套高速公路隧道監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳的級聯(lián)協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，隧道監(jiān)控數(shù)據(jù)通過隧道管理站、路段中心、片區(qū)中心、省中心逐級上報，在任意一處綜合監(jiān)控平臺，均能看到隧道監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)，有效地保障了隧道內(nèi)環(huán)境的安全和路況的穩(wěn)定。

1監(jiān)控數(shù)據(jù)入庫

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)包含多種機電設(shè)備，如情報板CMS、車檢器VD、車道指示器LS、交通信號燈TS等，每類設(shè)備在保障道路安全或順暢中發(fā)揮其自身的作用。情報板通過文字顯示，直觀地為出行者說明前方路況或提供高速公路基本服務和應急救援信息。車檢器利用線圈或微波原理測量道路車流量、車速等數(shù)據(jù)，為高速公路管理部門進行路況預測或今后的規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。車道指示器引導司機快速進行車道選擇，判斷隧道內(nèi)前方車道通行情況，減少甚至避免擁堵和事故的發(fā)生。各類監(jiān)控設(shè)備在正常工作期間，存在其唯一的狀態(tài)參數(shù)。隧道管理站的隧道監(jiān)控軟件時時刻刻更新當前所有設(shè)備的工作運行狀態(tài)，對設(shè)備是否正常運行、當前運行參數(shù)、操作指令下發(fā)等均有記錄。隧道監(jiān)控軟件會根據(jù)每一個設(shè)備的狀態(tài)對設(shè)備當前工況進行數(shù)據(jù)庫存儲。對于可控設(shè)備，保存設(shè)備當前的狀態(tài)數(shù)據(jù)，如果有操作員干預，在數(shù)據(jù)庫中記錄操作日志，并將新的設(shè)備狀態(tài)記錄入庫。對于不可控設(shè)備，如環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，將定時或按照數(shù)據(jù)實時變化，將實時新數(shù)據(jù)入庫記錄。所有監(jiān)控數(shù)據(jù)按照特定格式記錄保存在高速公路數(shù)據(jù)存儲服務器中，以備后續(xù)數(shù)據(jù)級聯(lián)或查詢使用。

2監(jiān)控數(shù)據(jù)級聯(lián)

山西省高速公路監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)級聯(lián)總共分為四級，由高到低分別為省中心、片區(qū)中心、路段中心和隧道管理站。級與級之間確保網(wǎng)絡(luò)通暢后，通過數(shù)據(jù)傳輸中間件進行數(shù)據(jù)交互，傳輸xml格式文本信息，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)級聯(lián)的目的。數(shù)據(jù)交互只在上下級之間進行，不存在直接的跨級傳輸，跨級發(fā)送信息均需逐級上報或逐級下發(fā)轉(zhuǎn)送。機電設(shè)備數(shù)據(jù)級聯(lián)系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括高速公路基礎(chǔ)信息及附屬機構(gòu)，如橋梁、隧道等信息、機電設(shè)備基礎(chǔ)信息及實時的狀態(tài)和采集到的數(shù)據(jù)信息、上下級發(fā)送指令和回復響應信息等。其中，基礎(chǔ)信息及附屬機構(gòu)等數(shù)據(jù)通過中間件配置文件進行同步傳送;機電設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等通過上級發(fā)送請求，下級進行響應回復的方式獲取。機電設(shè)備的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)由下級主機主動上報，上級接收處理信息即可。隧道機電設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)級聯(lián)協(xié)議使用xml格式文本進行通信，每條信息存放在一條xml字符串中，通過中間件一次性發(fā)送完成。該字符串使用GBK編碼，根節(jié)點為MsgPackage。內(nèi)容中包含4個子節(jié)點，分別為identity，head，subPackage和returnState。其中identity存放上下級雙方的標識符，如上級目標地址代碼和下級源地址代碼，用來識別發(fā)送對象和接收對象的基本屬性;head中存放本次數(shù)據(jù)的基本類型信息，如業(yè)務編碼、創(chuàng)建時間、消息類型等;subPackage中存放具體傳輸數(shù)據(jù);returnState中存放目標主機的響應反饋，如接收成功、消息解析失敗、未知錯誤等，若不存在反饋，即為空。在進行設(shè)備列表請求時，數(shù)據(jù)subPackage包中的信息包含識別該信息屬于REQUEST的類型字段，請求發(fā)生的時間以及對應請求設(shè)備列表的名稱。在進行設(shè)備列表響應時，數(shù)據(jù)subPackage包中的信息包含識別該信息屬于RESPONSE的類型字段以及具體設(shè)備ID、類型和創(chuàng)建時間。在進行設(shè)備屬性請求時，數(shù)據(jù)包中包含希望得到回復屬性的設(shè)備ID，根據(jù)該設(shè)備ID，下級主機回復對應的設(shè)備屬性。隧道機電設(shè)備的屬性包括設(shè)備通用屬性和特有屬性兩部分。設(shè)備通用屬性包括設(shè)備編號ID、設(shè)備描述description、設(shè)備類型type、設(shè)備狀態(tài)status、設(shè)備狀態(tài)描述statusMessage、設(shè)備的生產(chǎn)廠家mfrs、設(shè)備型號model、設(shè)備的經(jīng)度位置longitude、設(shè)備的緯度位置latitude、設(shè)備的樁號位置position、設(shè)備的方向direction、車道號channel、設(shè)備所屬路段編號road、設(shè)備所屬的隧道編號tunnel。設(shè)備的特有屬性針對不同的設(shè)備具有各自的屬性。例如情報板的特有屬性包括情報板的寬度width、高度height、正在顯示的內(nèi)容content以及正在顯示的內(nèi)容的base64編碼格式內(nèi)容playlist。車檢器的特有屬性包括數(shù)據(jù)的采集時間time、上行車流量upFlux、上行平均車速upSpeed、上行占有率upOcc、下行車流量downFlux、下行平均車速downSpeed、下行占有率downOcc。針對不同的設(shè)備，特有屬性表征其關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)或測量參數(shù)，利用數(shù)字、代碼或英文單詞說明其參數(shù)的含義。機電設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)級聯(lián)系統(tǒng)通過提取保存在監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，結(jié)合級聯(lián)協(xié)議，將設(shè)備狀態(tài)字段及相關(guān)信息整理為標準格式，發(fā)送上報，完成監(jiān)控數(shù)據(jù)的上傳。

3結(jié)語

高速公路隧道機電設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)級聯(lián)系統(tǒng)能夠充分保障監(jiān)控信息的實時級聯(lián)，各類設(shè)備所監(jiān)測到的狀態(tài)參數(shù)能夠快速準確地傳遞至相關(guān)監(jiān)控或管理部門，是高速公路安全運營重要的一環(huán)。

參考文獻:

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作者:馬閱軍 單位:山西省交通科學研究院