特长公路隧道监控系统的冗余控制设计与实现

摘要

高效可靠的隧道监控系统和完善的交通控制策略对隧道的安全、可靠运行起着重要的作用。本文分析了特长公路隧道的特点,以构建有效、可靠、功能完善的特长公路隧道监控系统为目的,设计了基于冗余控制实现特长公路隧道监控系统,并依托西安金路交通信息检测技术与装备产业化中心进行了相应的可靠性、稳定性验证。
　　首先对特长公路隧道监控系统的需求进行了详细的分析,阐述了特长公路隧道监控系统应具备的功能及组成。根据特长公路隧道中的需求,重点对交通控制、照明控制、通风控制和消防等子系统进行方案论证和设计。
　　本文以设计目标为基础,系统高稳定性、高可靠性为目标,针对特长公路隧道的监控系统结构开展了对比研究,给出了特长公路隧道在不同工况下的控制、管理方案以及冗余策略。设计了具有稳定性高、可靠性好,基于PROFINET网络的冗余控制和INTERBUS高传输效率现场总线特点的特长公路隧道监控系统结构,编制了系统控制软件,实现了对特长公路隧道的冗余控制。
　　研究成果通过了产业化中心隧道仿真平台的功能和稳定性测试,设计的软件系统取得了陕西省软件评测中心的检测认证,并推广应用于四川省广甘高速公路将军石特长公路隧道,取得了较好的社会经济效益,获得了用户的好评。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外的发展现状

1.3 研究内容

第2章 特长公路隧道监控系统需求分析

2.1 公路隧道的分类、分级及设施配置

2.2 特长公路隧道交通监控系统建立的依据

2.3 特长公路隧道监控系统的设计原则和内容

2.4 特长公路隧道控制需求分析

2.5 特长公路隧道监控系统应具备的功能

2.6 特长公路隧道监控系统的组成

2.7 本章小结

第3章 特长公路隧道监控系统冗余结构设计

3.1设计目标

3.2 PLC定义及其优点

3.3 PROFINET技术

3.4 INTERBUS现场总线

3.5 OPC技术

3.6 冗余结构设计

3.7本章小结

第4章 特长公路隧道监控方案设计

4.1隧道控制方案设计

4.2隧道管理方案设计

4.3本章小结

第5章 特长公路隧道监控的冗余控制实现

5.1 系统测试

5.2 系统实现

5.3 本章小结

第6章 结论与展望

6.1本文结论

6.2进一步研究工作

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢