高速公路长大隧道群机电工程系统设计

第一章绪论 (1)

1.1 课题的研究背景与意义 (1)

1.2 国内外长大隧道发展状况 (2)

1.2.1国外长大隧道的发展状况 (2)

1.2.2国内长大隧道的发展状况 (3)

1.3 国内外隧道监控技术研究发展状况 (4)

1.4 论文的研究内容与结构组成 (4)

第二章高速公路隧道监控系统需求分析 (6)

2.1 交通环境分析 (6)

2.1.1隧道照明控制检测的需求 (6)

2.1.2隧道空气检测的需求 (6)

2.2 运营管理需求分析 (7)

2.2.1隧道视频监视的需求 (7)

2.2.2隧道监控数据采集的需求 (8)

2.3 规范驾驶行为需求分析 (8)

2.4 本章小结 (9)

第三章高速公路隧道监控系统设计 (10)

3.1 隧道等级及建设规模 (10)

3.1.1隧道等级的确定 (10)

3.1.2隧道监控设备配置 (11)

3.2 隧道监控系统构成 (11)

3.2.1环境检测设施 (12)

3.2.2亮照度检测设施 (12)

3.2.3交通监控设施 (12)

3.2.4紧急呼叫设施 (12)

3.2.5火灾报警设施 (13)

3.3 隧道监控系统管理模式 (13)

3.4 本章小结 (13)

第四章兴延长大隧道群监控系统的研究 (14)

4.1 兴延高速项目背景 (14)

4.1.1项目背景 (14)

4.1.2地理概况及自然条件 (14)

4.2 兴延高速项目特点 (15)

4.2.1交通量、交通组成、服务水平 (15)

4.2.2路线特点 (16)

4.3 交通组织 (18)

4.3.1宏观交通组织分析 (18)

4.3.2微观交通组织分析 (18)

4.4 相邻路网交通工程设施设置情况 (18)

4.5 兴延高速隧道监控系统构成 (19)

4.5.1设计目标 (19)

4.5.2管理体制 (19)

4.5.3隧道监控系统构成 (19)

4.6 兴延高速需要解决的问题 (25)

4.7 本章小结 (25)

第五章长大隧道群机电系统联动控制方案研究 (26)

5.1 管理机构 (26)

5.2 机电设施联动控制机理 (27)

5.3 隧道运营联动方案 (28)

5.3.1正常运营模式管控预案 (29)

5.3.2一般事件管控预案 (31)

5.3.3较严重事件管控预案 (32)

5.3.4严重事件管控预案 (33)

5.4 火灾应急救援案例 (35)

5.4.1火灾接警 (35)

5.4.2火灾确认、应急反应 (36)

5.4.3火灾处理、人员及车辆疏散 (37)

5.5 本章小结 (40)

总结与展望 (41)

参考文献 (43)

攻读学位期间取得的研究成果 (46)

致谢 (47)

第一章绪论

1.1课题的研究背景与意义

随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，物流、运输行业的需求也在持续快速增长。同时，高速公路的快速发展，极大提高了我国公路网的整体技术水平，优化了交通运输结构[1]，对缓解交通运输的“瓶颈”制约发挥了重要作用，有力地促进了我国经济发展和社会进步。1988年沪嘉高速公路的建成通车实现了中国大陆高速公路零的突破，到2014年底，中国高速公路通车总里程达到11.2万公里，超过美国居于世界第一。

中国地域辽阔，地形地貌差别极大，给高速公路的建设带来很大的挑战性。初期，高速公路的建设从经济发达同时修建难度比较小的地区开始建设，随着国家主干道计划（“五纵七横”规划）的逐步而实施，为实现成网的要求，建设重点也向地形复杂的地区转移[2]，长大隧道及高跨、长跨桥梁占的比例也越来越大，同时高速公路的平均造价也大幅度提高。

随着全国高速公路路网的逐步完善，如何在交通量不断增大的前提下提高安全、高效的通行能力是摆在交通管理部门面前的重要课题[3]；如何突出交通管理的现代化内涵和品质，是社会各界普遍关注的焦点，也是社会经济发展和文明进步的要求。

隧道作为高速公路路段的特殊构造物，它的结构狭长、封闭且空间相对较小，另外加之隧道内过往车辆排放出的大量有害物质，所以车辆行驶环境也相对较差，易引发交通事故，并且对于事故的及时处理和救援工作也相对比较困难。因此，如何在事故早期及时发现，并根据事故的严重程度采取合理的救援方式以减少人员和财产的损失，已成为道路运营管理者需要认真思考的关键问题。

隧道监控系统的设计是利用现代化的检测设备对隧道区域的视频图像、交通参数进行采集，并上传到上级管理中心，管理中心设置的软硬件设备通过对前端采集数据进行处理和分析来判断隧道区域交通状况是否存在异常，当出现异常情况时，设备之间的智能联动可以诱导人员和车辆的疏散，并为救援人员提供帮助。

长大隧道群监控系统设计的完整性、逻辑性及合理性将直接影响交通运营的安全、稳定。高速公路管理部门只有在实时了解高速公路的运行状况，才能及时发现交通异常、快速做出反应、制定控制预案以及一系列救援措施，包括与公安交警、消防部门的联合