城市隧道监控系统建设规范

　ICS CCS

　DB42 湖 北 省 地 方 标 准 DB 42/ TXXXXX—XXXX

　城市隧道监控系统建设规范

　Specification o o f c c onstruction f f or u u rban t t unnel s s upervisory s s ystem

　(征求意见稿)

　 XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 湖北省住房和城乡建设厅 湖北省市场监督管理局 联 合 发 布

　DB42/ XXXXX—XXXX I

　目

　次

　前言 ................................................................................ II 引言 ............................................................................... III 城市隧道监控系统建设规范 ............................................................. 1 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 3.1 隧道监控系统 tunnel supervisory system ......................................... 1 3.2 监测设备 monitoring equipment .................................................. 2 3.3 报警设备 alarm equipment ........................................................ 2 3.4 控制设备 controlling equipment ................................................. 2 3.5 监控数据 monitoring data ....................................................... 2 3.6 视频信息类数据 video information class data .................................... 2 3.7 预警信息类数据 alarm information class data .................................... 2 3.8 通讯交互类数据 communication interactive class data ............................ 2 3.9 状态获取类数据 state acquisition class data .................................... 2 3.10 视频监控模块 video monitoring module .......................................... 2 3.11 交通控制模块 traffic controlling module ....................................... 3 3.12 照明控制模块 lighting controlling module ...................................... 3 3.13 通风控制模块 ventilation controlling module ................................... 3 3.14 排水泵控制模块 drain pump controlling module .................................. 3 3.15 广播/紧急电话控制模块 broadcast/emergency telephone controlling module ......... 3 3.16 电力监控模块 power supervisory module ......................................... 3 3.17 无线通讯模块 wireless communication module .................................... 3 4 城市隧道监控系统架构 ............................................................... 3 4.1 主要功能模块要求 ............................................................... 5 4.2 功能模块联动机制要求 ........................................................... 9 5 城市隧道监控系统数据采集 .......................................................... 11 5.1 系统功能要求 .................................................................. 11 5.2 系统结构要求 .................................................................. 12 5.3 系统硬件配置要求 .............................................................. 12 5.4 系统软件配置要求 .............................................................. 12 5.5 系统硬件要求 .................................................................. 15 5.6 系统数据采集类型 .............................................................. 16 5.7 系统数据格式 .................................................................. 17 6 城市隧道监控系统施工 .............................................................. 19 6.1 功能模块施工要求 .............................................................. 20 6.2 设备布设施工要求 .............................................................. 25

　DB42/XXXXX-XXXX II

　 前

　言

　本文件按照 GB/T1.1－2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。

　本文件由湖北省住房和城乡建设厅提出并归口管理。

　本文件实施应用中的疑问，可咨询湖北省住房和城乡建设厅，联系电话：027-68873088，邮箱：407483361@qq.com。在执行过程中如有意见和建议请邮寄湖北省建筑科学研究设计院（地址：武汉市中南路 16 号，邮编 430071）。

　本文件主编单位：武汉理工大学、武汉烽火众智数字技术有限责任公司、武汉市城市建设投资开发集团有限公司、湖北工业大学。

　本文件参编单位：

　中乾立源工程咨询有限公司。

　本文件主要起草人：钟忺、袁景凌、钟珞、王春枝、贺波涛、巫世峰、马成前、刘长江、夏红霞、向尧、罗瑞奇、刘畅、林驰、向广利。

　DB42/ XXXXX—XXXX III

　 引

　言

　几十年来，我国城市在不断建设与发展，近二十年国家对城市建设又提出了高标准的要求，如智慧城市建设、智能交通建设、新基建等重大任务与需求不断产生。城市隧道作为城市的重要交通咽喉，规范其监控系统各项内容及指标，是实现智慧城市的关键。目前，还无城市隧道监控系统相关标准，本标准参照国家《JTG D70-2004 公路隧道设计规范》和《GB/T 18567—2010 高速公路隧道监控系统模式》相关技术标准，参照《湖北省公路隧道监控量测技术规程》，依据城市隧道监控系统实际需要，结合了《加快推进智慧湖北建设行动方案（2015-2017 年）》和《武汉智慧城市总体规划》（2013 年）的总体要求。针对城市隧道监控系统建设，制定了城市隧道监控系统架构及功能模块要求、数据采集功能要求以及系统施工要求，为城市隧道监控系统设计和施工提供指导。

　DB42/ XXXXX—XXXX 1

　城市隧道监控系统建设规范 1 范围 城市隧道监控系统包括系统架构、数据采集和施工等方面。

　城市隧道监控系统架构规定了城市隧道监控系统总体架构及主要功能模块的一般要求，给出了主要功能模块之间的耦合关系，并给出了不同模块之间联动机制一般要求。

　城市隧道监控数据采集统一了隧道监控系统数据采集类型，保证了隧道监控系统中数据信息的一致性和规范性。

　城市隧道监控系统施工规定了城市隧道监控系统的施工要求、设备规格和施工方法。适用于各级城市隧道建设，保证工程质量和安全施工。

　2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本文件的引用而成为本文件的条款。凡是标注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

　GB/T 18567

　高速公路隧道监控系统模式 GB/T 25069

　信息安全技术 GB 50348

　安全方法工程技术规范 DB42/T 900

　公路隧道监控量测技术规程 JTG D70

　公路隧道设计规范 03X201-2 建筑设备监控系统设计与安装 3 术语和定义 3.1 隧道监控系统 tunnel supervisory system 隧道交通和隧道内环境的监视、检测和控制系统。

　DB42/XXXXX-XXXX 2

　3.2 监测设备 monitoring equipment 用来监视隧道内交通运行情况和检测隧道内交通和环境参数的设备。包括摄像机、交通事件检测器、车辆检测器、空气检测器、风向风速检测器、火灾探测器等。

　3.3 报警设备 alarm equipment 用来为隧道内道路使用者在发生紧急事件时报警的设备。包括火灾自动报警设备、一氧化碳浓度报警设备等。

　3.4 控制设备 controlling equipment 用来对隧道内的环境进行控制的设备。包括照明设备控制装置、通风设备控制装置和排水设备控制装置等。

　3.5 监控数据 monitoring data 隧道监控系统从监控设备获取的视频、预警、通讯交互和状态等数据信息。

　3.6 视频信息类数据 video information class data 视频采集设备向隧道监控系统发送的数据。

　3.7 预警信息类数据 alarm information class data 安全监测设备向隧道监控系统发送的警报数据。

　3.8 通讯交互类数据 communication interactive class data 通讯设备与隧道监控系统进行信息交互的数据。包括信息的查询和决策数据。

　3.9 状态获取类数据 state acquisition class data 隧道监控系统从设备获取的运行状态和系统日志数据。

　3.10 视频监控模块 video monitoring module 对隧道内的图像进行采集、存储、监控等一体功能的系统。

　DB42/ XXXXX—XXXX 3

　3.11 交通控制模块 traffic controlling module 对隧道内车辆进行控制的系统。

　3.12 照明控制模块 lighting controlling module 对隧道内灯光进行控制的系统。

　3.13 通风控制模块 ventilation controlling module 对隧道内空气交换设备、CO/VI 设备进行控制的系统。

　3.14 排水泵控制模块 drain pump controlling module 对隧道内消防设施、水泵设施进行控制的系统。

　3.15 广播/紧急电话控制模块 broadcast/emergency telephone controlling module 对隧道内的有线电话、监控室等设施提供消息发布的系统。

　3.16 电力监控模块 power supervisory module 对隧道内供电设备进行监测的系统。

　3.17 无线通讯模块 wireless communication module 对隧道内的无线电通讯设备进行控制的系统。

　4 城市隧道监控系统架构 城市隧道监控系统架构是各个监控监测模块的系统集成，它是隧道监控所有功能的总体视图，也是展现给管理员或上级领导的主界面。主要功能应包括：

　1.对隧道内以及相关的设备实现远程监控、状态集中显示、数据检测等工作，并达到自动化操作、节能、配合环境控制等目的。

　2.对隧道内的能源系统实行监控，满足隧道动力、照明及其它设备用电正常供给。

　3.及时反映隧道环境情况，对于灾害（如火灾，车祸）能实时判断和报警，联动相应设备，抵御灾害，把损失降至最低。

　4.系统通过卡口系统实时、准确地获取各车道交通运行参数（车速、流量、占有率等），经光纤网

　DB42/XXXXX-XXXX 4

　送至交通监控计算机，同时存入数据库中。

　5.系统通过中心计算机局域网得到的诸如火警、交通事故和供电故障等现场数据，按照一定的模型推断出隧道内各区段的交通状态（正常、拥挤、阻塞），以预先设定的控制模式，发布命令，通过信号灯、可变情报板、限速板对车辆的运行实施动态控制。经分析处理，提出控制决策和相对控制模式，并将相关信息送至其他系统，通过可变情报板、限速板、车道控制器标志及广播系统来控制交通状况，以达到控制、疏导车流的功能。通过在接线道路区、隧道及其出入口区的信号指示，达到分流、启闭车道、协迫车辆改道等作用。

　6.系统根据交通环境监控系统、火灾自动报警系统等相关系统采集的数据执行不同的交通模式；也能根据用户的要求，由操作员手动执行不同的交通模式；交通监控系统可预设置多种不同的交通模式供操作员参考、使用。

　7.针对隧道交通运行要求，应提供车道正常运行的预设方案及异常警告、交通信号灯系列控制管理方案。以便于中控室管理员对合适的方案作出选择，并由预设程序逐步将选择的方案实现，避免管理员为处理每一个信号灯而分散注意力。

　8.系统含有短暂快捷的车道封闭及重开运作模式。程序预设置车速的分级指标，在测量车速超出范围时，能发出指示，警告操作员注意，并通过视频监控系统实际监视情况，分析原因，采取相应的交通措施。

　9.系统具有交通资料的统计功能、系统故障处理和自检功能、打印功能、查询功能等。例如：统计小时交通量、直方图数据展示、计算拥挤阻塞时间、记录事故时间等。

　图 1 隧道监控系统架构图 系统基本功能模块应包括视频监控模块、交通控制模块、照明控制模块、通风控制模块、排水泵控制模块、广播/紧急电话控制模块、电力监控模块供电及无线通信模块等（如图 1 所示）。

　系统的总体架构要求应满足：

　1.多个模块分散控制，保证了各模块系统相对独立的控制；

　DB42/ XXXXX—XXXX 5

　2.各类数据的统一存储，利用集中的存储区域（或数据中心），将各个子系统的数据统一存储和管理，并建立数据关联； 3.联动控制与集中管理，通过多源数据融合进行特征提取，并建立数据关联和联动控制策略，以实现各个系统的集中管理； 4.个性化集成及定制应用，以建立的通用监控平台为基础，根据不同隧道监控的具体需求，进行定制修改和集成。

　4.1 主要功能模块要求 4.1.1 视频监控模块要求 隧道视频监控模块应基于 IP 网络实现视频信号的传输、交换、存储、处理，形成一个开放的、完整的、标准化的系统架构。整个模块由前端采集、网络传输、视频监控管理平台三部分构成：

　1.前端采集是监控信息的来源； 2.网络传输系统是连接前端设备、网络视频监控管理平台和用户终端媒介； 3.网络视频监控管理平台是系统资源的管理、共享和应用平台，以视频监控管理平台为核心，实现对所有联网资源的控制和管理。

　视频监控模块应实现隧道范围内（包括敞开段）的车辆、车流及重点部位情况以及各人行横道的现场图像实时监控，实现日常交通状况的不间断录像，以备检索、回放和协调调度等。主要功能应包括：

　1.全面监视功能 必须对隧道实行全范围、全断面的监视，便于中央控制室的管理员能清楚了解整个隧道及出入口附近的基本情况，并及时获得意外情况的信息。所有摄像机的图像上应叠加编号、日期和时间等信息，并能在监视器上显示。所有监视信号均以 16 分割画面方式进行数字化存储，以便一段时间的备案和查询。

　2.支持联动功能 视频监控系统配置多媒体控制终端，与中心计算机局域网联接，参与和火灾自动报警系统（FAS）、交通监控系统相关的联动。平常视频监控图像详情监视为任意断面监视，当有异常信息时，系统自动弹出画面（通过操作键盘也可任意切换所需画面）。

　3.综合显示功能 设置监视器墙屏，对隧道情况全范围显示。隧道管段内、外的监视摄像机与监视器墙屏采用固定显示。多媒体控制终端可发出指令，由视频切换矩阵将相应的摄像机图像切换至详情监视器。显示优先级：火灾→交通事故→偷盗→违纪。

　4.系统管理功能 多媒体控制终端对系统设备管理、预设置、数字化编辑、存储，处理系统运行机制，接受来自中心

　DB42/XXXXX-XXXX 6

　计算机局域网的报警信号并作出反应。

　5.联网共享功能 与交警监控中心、市政、公安等部门的监控系统实现信息相互传输功能。

　4.1.2 交通控制模块要求 交通控制模块由车辆检测器、车道指示器、可变情报板、可变限速板、交通信号灯和隧道事件检测系统等设备组成。车辆检测器主要检测隧道内的车速、车流量和车道占有率，车道指示器、交通信号灯的状态和可变情报板、可变限速板的内容应按设计或隧道管理者的要求设置多种预案，根据车检器的数据启用相应预案，尤其在火灾发生时须启动火灾预案。

　隧道事件检测系统能够对特定类型的事件进行提取，在图像所能监控覆盖范围内，能够进行交通事件、事故的自动检测。当发生车辆交通事故时系统能够快速自动报警和录像，为道路的交通安全管理和道路运营提供帮助。主要功能应包括：

　1.停车/慢行功能 检测隧道内部的停车和慢行，支持监视器报警显示，检测率>90%。

　2.交通堵塞功能 检测隧道内部的交通堵塞状况，支持监视器报警显示，检测率>90%。

　3.慢行车辆识别功能 可识别隧道内部的慢行车辆，最低车速可以设置，支持监视器报警显示，检测率>90%。

　4.行人识别功能 识别出隧道内的行人，支持监视器报警显示，检测率>90%。

　5.逆行车辆识别功能 识别出隧道内的逆行车辆，支持监视器报警显示，检测率>90%。

　6.火灾检测功能 识别出隧道内的火灾检测，支持监视器报警显示，联动到火灾报警系统，检测率>98%。

　7.事故记录功能 对事故自动分析、录像和再现。事故发生时，记录事故前 1 分钟和事故后 2 分钟的录像（可设定）。

　8.非法停车检测功能 在设定警戒区域内，停放车辆超过设定时间即产生告警。

　9.物品遗留检测功能 在摄像机监视的范围内，当有单件或多件物品被遗留在警戒区域内并停留时间达到预设门限后，自动产生告警，并在物品停放位置产生告警框提醒值班人员注意。

　10.车流量统计功能

　DB42/ XXXXX—XXXX 7

　在隧道主要出入口摄像头监控范围内设置警戒线，统计单向或者双向车流量统计，便于实时记录、统计隧道车流量，可供管理人员进行分析。

　4.1.3 照明控制模块要求 照明控制模块主要功能应包括：

　1.照明控制功能 应具备现场自动控制和远程自动控制两种工作模式。

　现场自动控制：主要根据隧道值班员的需求，现场选择预设的控制模式来控制相应的灯组或选择预案开关灯组。

　远程自动控制：主要根据隧道内的光强值，自动控制不同灯组的开关。灯组的开关顺序，是按照行车方向从隧道入口到出口开启。

　2.照明预案功能 在程序内部设置好的六种基本预案（全开、全闭、白天模式、夜晚模式、晴天模式、阴天模式）和自定义预案（根据用户需求可以设置灯组的开关数量和模式）。应具有创建预案，修改预案，删除预案等功能。

　4.1.4 通风控制模块要求 通风控制模块应具备集中监测城市隧道内风机状态和控制风机的正常启停，保证隧道内一氧化碳浓度/能见度（CO/VI）保持正常和安全水平的能力，主要功能应包括：

　1.风机控制功能 应具备现场自动控制和远程自动控制两种模式。

　现场自动控制：主要根据隧道值班员的需求，现场选择预设控制模式开启风机或选择预案开启风机。

　远程自动控制：主要根据隧道内的 CO/VI 值，自动控制左线/右线的风机开启。风机是按照一定顺序来执行命令的，即左外-左内-右外-右内；而每一条路线中又按照先停止，后正转，后反转命令的顺序来执行的。

　2.风机预案功能 在程序内部设置好的四种基本预案（白天模式、夜晚模式、全开、全闭）和自定义预案（根据用户需求可以设置风机的开启数量和模式）。系统具有创建预案，修改预案，删除预案等功能。

　4.1.5 排水泵控制模块要求 城市隧道排水泵控制模块应具备隧道积水池水位的监测、预警，并控制水泵启停，以抽排隧道积

　DB42/XXXXX-XXXX 8

　水，避免因大雨或洪水引起的隧道淹水等灾害的能力，主要功能应包括：

　1.水位监测功能 能够主动读取液位传感器传来的水位信息，并显示当前水位信息。通过程序判断水位是否处于安全区，如果超过预警阀值就给出报警提示，并自动启动水泵。同时具有水位信息存储、查询、报表生成等功能。

　2.水泵控制功能 水泵控制功能应具备手动控制和自动控制两种模式。默认情况为自动模式，系统根据水位监测数据和安全阀值，自动启停水泵，在具有多台水泵的情况下必须具备多台水泵轮巡工作的功能。手动方式是根据用户特殊需求手动控制水泵。

　4.1.6 广播/紧急电话控制模块要求 广播/紧急电话控制模块应具备如下特性：当隧道出现紧急情况时，监控中心可以利用本模块进行呼叫，及时疏导交通。也可以本模块向监控中心报警，或在监控中心通过闭路监控和火灾报警发现紧急情况，用有线广播呼叫，疏导交通。隧道内紧急电话既可向监控中心通报紧急事件信息，又可监听隧道内有线广播的效果。本模块应采用冗余容错设计确保系统工作的高可靠性。

　控制部分应采用计算机来完成，界面友好，操作简单方便，并能形成各类统计报表。建立管理计算机数据库, 包括信号区段、桩号、呼叫分机号码、呼叫通话时间、事故类型和帮助类型等，主要功能应包括：

　1.能进行系统的自动测试。

　2.应具有自动数字录音（及回放）和自动打印功能。

　3.可对各广播音区的状态(开、停等)进行监控，识别、定位和显示系统的运行情况。

　4.软件应可根据用户需要进行升级更改。

　4.1.7 电力监控模块要求 电力监控模块应保证隧道中整个监控系统中的照明、运营设施、通风等设备高效可靠安全的运行，主要功能应包括：

　1.监测隧道供电系统的主要参数。

　2.为监控专用电源及外场设备设置防雷、过电压保护。

　3.提供良好的接地保护系统。

　4.1.8 无线通信模块要求 无线通信模块是隧道专用移动调度通信的系统，为在隧道内维修、抢救、巡逻等人员与控制管理

　DB42/ XXXXX—XXXX 9

　人员之间建立灵活的通信联络，同时可通过调频广播发射台与车载 FM 接收机向驾驶员进行无线调频广播。公安及消防用无线信号引入系统为在火灾及其他紧急情况下提供隧道内消防人员与消防中心通信、隧道内公安人员与中心通信的信号中继，主要功能应包括：

　1.隧道调度通信功能 管理中心基地台能选呼、全呼、组呼内部专用无线手持台，采用双向异频半双工方式通信。手持台之间可相互通话，采用异频单工方式通信。频率采用 150MHz。

　2.隧道调频广播功能 管理中心能够对隧道内来往车辆上的车载收音机 FM 频道提供信号源，播放隧道信息、通知和命令。频率范围为：87MHz—108MHz。隧道内能够清晰接收本地调频电台，在紧急情况下能与有线广播系统联动。即在隧道发生紧急状况时，系统切断所有调频广播，播放控制中心的紧急通知，隧道内的车辆能够清晰接收到有线广播系统播放的紧急通知。

　3.公安消防信号引入（350MHz）功能 应实现消防手持台与消防中心基地台及移动消防指挥车之间以及消防手持台之间在隧道内的通信。实现公安手持台与公安中心基地台及移动公安指挥车之间以及公安手持台之间在隧道内的通信。以上两种通信均采用异频半双工方式、异频单工方式通信。

　4.2 功能模块联动机制要求 4.2.1 功能模块特征分类要求 本标准中采用 XML 语言作为城市隧道监控系统数据的统一描述格式和存储模式。所包含的数据主要包括视频数据、环境数据、交通数据、火灾光纤传感器监测数据等，以及随之实时变化的设备控制参数、交通控制参数、隧道拥塞参数、火灾报警参数等。具体参数分类和描述如表 1 所示。

　表 1 多模块数据的特征分类 分类

　描述

　设计参数 隧道设计参数：长、宽、高、建筑材质、车道数、最大通行流量。

　监控系统设计参数：监控设备类型、数量、功能、可控设备状态、集成方式。

　空间数据 隧道内各类传感器和控制设备的空间分布数据、标识设备所处位置信息。

　监测数据 隧道内视频监控数据：图像、录像数据。

　隧道内环境数据：CO/VI，风速/风向，光照/照度，温度/湿度，水位值。

　隧道内交通数据：车流量、车速、车道占用率。

　DB42/XXXXX-XXXX 10

　续上表 控制参数 控制设备状态：风机设备状态、照明设备状态、水泵设备状态。

　控制方式：预案控制、时效控制、阈值控制。

　控制设备开机运行时间。

　网络参数 网络类型、网络时延、通讯质量。

　历史数据 设备运行的历史数据。

　其它 规范、政策、文化、人员经验。

　每个隧道监控系统上传的监控数据应釆用统一的文档格式进行组织。每个隧道监控系统周期性地不断上传监控数据，在一个周期内采集一个时间片的监控数据。这样一个时间片监控数据组织成一个文档上传到隧道监控平台，再解析存储到隧道监控平台的数据中心。隧道监控系统上传的实时监控数据文档必须包含数据来源信息和数据釆集时间，对包含的实时监控数据按照设备相关性组织结构，即采集于同一个设备的监控数据聚集在一个设备标签下。

　4.2.2 多模块规则库要求 规则库接收采集的数据后，进行简单过滤并产生的指令及数据，上传到上一级的监控系统。当规则库检测到某些从监控设备传来的数据满足某项规则时，便向监控系统发出读取相应预案的指令，然后，由监控系统弹出相应操作界面执行预案管理。本标准将规则库分为三类：简单规则；关联规则；高级规则。

　1.简单规则 给每个监控设备设定一个阈值，当超过预置值时，给监控系统发送相应信号并点亮位于随道内相应的状态灯，后继过程交由集成系统处理。

　2.关联规则 由于当灾害发生时，数据指标可能同时超过多个传感器（探测器）阈值。如发生火灾时，能见度、烟量、温湿度等指数均大幅度提升，因此可将这指标聚类到火灾事项下。一旦这些传感器（探测器）超越阈值，便产生火灾报警信号，将之发送给隧道集成系统。

　3.高级规则 高级规则基于关联规则，但为不同紧急事件设置不同异常等级，并能依据简单和关联规则推理出更高的决策规则。如车流量少时，仅向集成监控系统传递数据，不发送指令。但当车流量与值均超过设定的第一阶段值时，除继续传递数据外还发送此处已堵车的信号，这时智能监控系统，通过摄像头分析隧道内平均车速来确定堵车事件是否属实。当超越更高值时，向集成监控系统发送严重堵车信号，该系统进行相应处理。

　DB42/ XXXXX—XXXX 11

　4.2.3 多模块联动控制要求 在 4.2.1、4.2.2 基础上，对隧道运行态势分类。

　1.环境状态 描述隧道内环境状况的好坏，分为优、良、中、差、警报五档。

　2.交通态势 描述隧道内交通流量状况，分为通畅、缓慢、拥堵三档； 3.设备状态 描述隧道内监控设备的总体运行状况，分为正常、轻微故障、严重故障三档。

　整个联动控制策略如下图 2 所示：

　图 2 控制策略图 5 城市隧道监控系统数据采集 5.1 系统功能要求 数据采集系统是整个隧道监控系统的核心部分，为各分系统提供信息互通的后台，为隧道其他分系统的提供数据库集成、风险预警、维护、开发、升级等功能，设计要求如下：

　1.对隧道内相关设备实现远程遥测、遥控和遥信。

　光强传感器照明控制方案交通信息控制方案车道管制控制方案通风系统控制方案照明灯控制 信号灯控制 车道灯控制 风机控制照明设备CO/VI检测交通信号 车道管制 风机设备事件确认火灾事件 交通事件车辆检测器 人为通报火灾事件 交通事件 正常事件

　DB42/XXXXX-XXXX 12

　2.实时分析记录隧道环境情况，联动相关设备，改善隧道环境状况。

　3.高速、实时、可靠地检测隧道内交通运行状态、各种事故、灾情，掌握各类管理信息，及时作出有效的措施，抵御灾害，把损失降至最低。

　4.系统结构简单，人机界面友好，操作方便，能随意地增加、改进或升级有关功能，满足日后的运行需求。

　5.2 系统结构要求 系统网络以 TCP/IP 为骨干协议，采用三级网络拓扑结构，第一级采用基于 IP 的光纤高速以太网络结构，主要用于控制中心主控 SERVER、存储 SERVER、视频处理 SERVER 等设备的高速数据交换；第二级为基于 IP 及现场总线协议的光电混合网络结构，主要实现区域控制器（ACU）、传感控制器、交通控制器、火灾控制器等设备的互联通讯；第三级为基于 UART、485 总线和信号 I/O 方式的连线网络，主要实现现场控制单元、传感单元、智能探头等的接入及数据通讯。

　5.3 系统硬件配置要求 通过 I/O 通信服务器，获得交通监控、设备监控和火灾报警等系统的下层设备所提供的各种信息，由本系统指挥和协调数据的流向，由各系统控制终端读取且分别处理、运算后，向上、向下发布指令，并存入统一的数据库中，供值班人员随时调用、显示、打印。

　5.4 系统软件配置要求 5.4.1 系统平台软件要求 软件设计应基于授权版的 SERVER 操作系统，控制终端应基于成熟的发行版操作系统设计，原则上不宜采用最新及过于老旧的版本。

　5.4.2 数据库软件要求 数据库应对历史数据、如交通数据、设备运行数据、事件数据、事故数据、命令发布数据等进行记录、分类、处理、报表生成。数据库高速地采集归档和发布海量过程实时数据。

　数据库主要存储信息应包括：

　1.交通参数 规定时段的交通量、车流速度、车道占有率等，车行方向、交通事故记录等； 2.变电所参数 用电负荷、运行状态数据、故障、告（预）警信息等，各种隧道设备的工作状态反馈信息（含风机

　DB42/ XXXXX—XXXX 13

　等）； 3.环境参数 CO 浓度、能见度 VI、光强/辉度等； 4.火灾参数 火灾确认信号、时间、地点、联动设备反馈信息，紧急电话呼叫信息：呼叫时间、地点、次数；可变情报板、可变限速标志显示的反馈信息，交通信号灯、车道控制器标志显示的反馈信息，隧道摄像机画面等（以上信息属自动采集）；操作员输入的事件事故信息（手工输入）。

　5.4.3 软件界面要求 数据采集系统可包含以下界面：

　1.隧道工作状况总貌界面； 2.交通信号监视及控制界面； 3.隧道通风工作状况总貌界面； 4.通风模式控制界面； 5.CO/VI 检测仪、风速仪阀值调整界面； 6.CO/VI 日曲线界面； 7.风机运行时间累计界面； 8.照明工作状况总貌界面； 9.照明模式控制界面； 10.供电工作状况总貌界面。

　5.4.4 软件信息层要求 5.4.4.1 数据库要求 数据库设计可包含如下主要库：

　1.基础数据库 将采集的各类监测信息按照相应的格式形成相应的记录，分门别类地存放到基础数据库中。

　2.事件数据库 将城市隧道内发生的各类报警事件信息存储至事件数据库中。

　3.历史数据库 将基础数据库和事件数据库中存放超过 30 天及以上的数据，迁移存储至历史数据库中备份。

　4.专家预案库

　DB42/XXXXX-XXXX 14

　预存多个专家预案，有一个或多个预案根据现场报警事件进行处理，预案的参数可根据现场运行情况进行修正。

　5.4.4.2 分析及维护要求 数据采集的分析及维护主要功能建议如下：

　1.趋势分析功能 对交通流量、占有率、车速、CO/VI 的历史数据，用趋势图（曲线）的方法进行浏览（选择参数：含隧道名、选择日期、具体数据名称）； 2.相等时间间隔对比分析功能 对同一时段的 CO/VI 值进行数据分析，并根据分析结果进行适当的控制操作（根据最近 30 日同一时段的历史平均数据做出结论）； 3.数据分类及维护功能 对历史数据（包括数值数据、报警与事故数据、控制操作数据）进行分类查询。对于过期过量数据进行删除维护工作，以保证数据库的正常运作。过期数据：历史数值数据超过 2 年。过量数据：报警与事故数据、控制操作数据超过 30000 条。对于正常数据可以用报表或者其他打印形式予以备份。

　4.累计时间分析功能 对风机累计运行时间、开关跳闸次数进行提示分析。

　5.4.4.3 报表及打印要求 根据管理方要求制作相关报表，画面分类根据应用软件的选用确定。

　5.4.5 软件现场层要求 5.4.5.1 数据采集要求 采集的数据可包括火灾系统报警区域数据、紧急电话使用数据、交通流量数据（车速、车流量、占有率等）、各设备（风机、照明灯具等）的使用情况、变电所的开关运行状态、主要电气参数等。

　5.4.5.2 闭环操作及上报要求 软件的闭环操作应包括：根据 CO/VI 的值及预设方案控制风机的开关、根据照度仪值进行照明设备的控制。

　DB42/ XXXXX—XXXX 15

　5.5 系统硬件要求 5.5.1 系统网络结构要求 数据采集系统的网络结构应为三级：

　1.第一级是以控制终端（与交通监控共用控制终端）、服务器等为主要节点，基于高速光纤网络的总系统控管理级。

　2.第二级是以分布式区域控制器 ACU 为主要节点，基于光纤及有线以太网络的现场区域控制管理级。

　3.第三级是隧道内安装的通风、照明和电力控制包等单元设备为主要节点，基于工业以太网络、标准工业总线或异步通讯协议等网络通讯方式而形成的现场设备控制管理级。

　这三级控制管理网络在结构上相对独立又冗余互补，基于这三级网络结构可同步实现中央计算机系统控制、现场自动控制和就地人工控制。

　针对交通环境监控系统，监控控制终端位于第一层以太网内，完成对位于第二层工业以太光纤网上的区域控制器 ACU 的数据采集和控制，并通过实时监控软件人机界面（HMI）完成对现场各设备的工况和参数的实时显示，如电力系统的开关状态、隧道的照明状态、电流电压信号、风机开关状态、CO/VI、事故报警点、报警参量图，车速及交通信号状态，可变情报板显示信息等。

　同时，控制终端对系统产生的带有时间标签的报警事件进行显示和处理，并对操作员确认的报警信号按组或按级列入动态报警一览表。对于 ACU 产生的自诊断信号进行处理，并在显示屏幕上及时弹出报警画面。计算机在采集系统实时数据的同时，容错服务器完成数据库管理的功能。

　在第二层以太光纤网上连接了现场区域控制器 ACU0-ACUn。由于第二层网络采用工业级的以太光纤网，ACU 应具有电源冗余功能，提高系统的安全性。系统具有降级处理功能，当中央计算机或网络发生故障时， ACU 可承担相应的监控功能。

　5.5.2

　ACU 控制模块要求 ACU 控制模块（ACU1～ACUn 分别）通过 DI/O 模块和 AI/O 模块对分散在现场的相关设备如 CO/VI检测仪、光强检测器、风速风向仪、交通设备、风机等实现数据采集和控制，应满足如下要求。

　1.ACU 功能要求 区域控制单元，为现场控制网络的骨干节点，负责区域内所所有传感单元、执行单元、远程 I/O单元和网络通讯设备的驱动、控制、协调、集成和管理；具备智能化的软硬件结构和高可靠性的远程通讯能力，能够接受中央控制计算机的管理,执行其发出的指令并向其反馈现场信息，能够进行自我故障诊断，在与中央控制计算机通讯故障的情况下能够完成所管理区域的独立控制。

　2.ACU 的系统结构要求 硬件结构：采用多核分布并行的稳定内部结构，具备全面的人机交互能力。丰富的外部接口及强大

　DB42/XXXXX-XXXX 16

　网络通讯能力。

　软件结构：智能化的仿生节点控制软件，全面支持分布式公路隧道控制应用。

　机械防护结构：具备坡形顶部结构，增加柜体顶部强度的同时有效防止顶部积水。采用双层开门结构，具有良好的防护性能。

　3.ACU 的外部特性要求 人机接口：具备全面的人机交互功能。

　通讯接口：支持工业现场总线 CAN，单/多模光纤接口，RS-232 接口，RS-485 接口，工业以太接口等。

　信号接口：模拟电流 4-20mA 电压 0-5V 接口,数字输入输出 D I/O 接口，串行数据 SPI 接口，RS-232接口，RS485 接口，模拟和数字视频接口，非标准数值接口。

　控制接口：中间继电器隔离 I/O 控制接口。

　输入电压：AC 220 V

　± 5%

　电源工频：50 Hz

　± 3% 额定功率：ACU: 600W

　 外型尺寸：项目定制。

　预留空间：参考外型尺寸并附加安装、操作预留。

　壳体材料：

　1.5mm 冷轧钢板。

　外部涂覆层：电泳阳极烤漆。

　安装接口：

　M12*40 Bolts。

　5.6 系统数据采集类型 5.6.1 预警信息类 预警信息类数据可包括：

　1.消防监控设备的报警信息。

　2.照明监控设备的报警信息。

　3.通风监控设备的报警信息。

　4.视频监控设备的报警信息。

　5.电力监控设备的报警信息。

　6.无线通信监控设备的报警信息。

　7.广播/紧急电话监控设备的报警信息。

　8.排水监控设备的报警信息。

　DB42/ XXXXX—XXXX 17

　5.6.2 通讯交互类 通讯交互类数据分类包括：

　1.知识库查询 监控设备为数据采集系统提供预警日志的详细信息和相关知识查询服务的标准与规范，通过使用知识库唯一标识（事件编号或者报警名称）作为查询条件，获取知识库中相关描述。

　2.流量查询 监控设备为数据采集系统提供流量信息和流量趋势查询服务的标准和规范，通过使用 IP、协议及时间范围等查询条件，获取时间范围内的流量信息和流量趋势。

　3.资产信息查询 数据采集系统为监控设备提供资产信息查询服务的标准和规范，其他系统通过此数据，进行数据采集系统上资产信息的查询，为监控设备提高报警准确性提供依据。

　4.其他交互通讯 除以上类别以外的所有交互数据。

　5.6.3 状态获取类 状态获取类数据子分类包括：

　1.获取状态 周期性的向监控设备轮询设备的状态信息。

　2.获取日志 监控设备向数据采集系统上报操作日志。

　3.其他状态 除以上类别以外的所有状态获取数据。

　5.7 系统数据格式 5.7.1 预警类数据格式 预警类数据由公有域和专有域组成，公有域指监控数据的共有信息，专有域指特定的信息，每个数据域都由多个字段组成。字段的基本格式是“字段名：字段值”，共有域具体描述如表 2 所示。

　DB42/XXXXX-XXXX 18

　表 2 共有域基本格式表 字段名 字段含义 数据类型 字段长度 备注 Time 时间记录 字符型 24 记录设备预警时间点。格式为“yyyy/mm/dd hh-mm-ss” IP 设备的 IP 地址 字符型 24 记录设备的 IP 地址 WarnCode 预警标识 字符型 32 预警的唯一标识 WarnName 预警名称 字符型 24 记录预警的含义 WarnCount 预警次数 字符型 24 记录预警的次数 预警私有域具体描述如表 3 所示。

　表 3 私有域基本格式表 字段名 字段含义 数据类型 字段长度 备注 Action 操作 字符型 16 设备对预警事件的操作 Address 预警的位置 字符型 16 记录预警的位置 Keyword 关键字 字符型 20 预警监测规则中预设的关键字 KeywordID 关键字标识 字符型 8 记录监测规则中所对应的标识号 5.7.2 通讯类数据格式 通讯交互类数据采用的是 XML Schema 格式。知识库查询数据格式描述如表 4 所示。

　表 4 知识库查询数据格式 字段名 字段含义 数据类型 字段长度 备注 SQLID 查询标识 字符型 48 知识库查询记录的唯一标识 RequestID 查询应答 字符型 24 知识库查询应答记录的唯一标识 RequestContent 查询内容 字符型 50 记录知识库查询内容 流量查询数据格式描述如表 5 所示。

　表 5 流量查询数据格式 字段名 字段含义 数据类型 字段长度 备注 FlowID 流量查询标识 字符型 48 流量查询记录的唯一标识 StartTime 开始时间 字符型 20 查询的起始时间，格式是“yyyy/mm/dd hh-mm-ss” EndTime 结束内容 字符型 20 查询的结束时间，格式是“yyyy/mm/dd hh-mm-ss” Protocol 协议内容 字符型 32 采用的应用协议 Direction 流量方向 字符型 2 0 表示双向，1 表示流入，2 表示流出

　DB42/ XXXXX—XXXX 19

　资产查询数据格式描述如表 6 所示。

　表 6 资产查询数据格式 字段名 字段含义 数据类型 字段长度 备注 AssetID 资产标识 字符型 48 记录的资产唯一标识 AssetType 资产类型 字符型 20 资产所属类型 AssetStatus 资产状态 字符型 20 资产使用情况 User 资产责任人 字符型 32 资产管理的责任人 MAC-ID 设备的内建MAC 或 ID 字符型 32 记录设备的 MAC 地址或 ID 信息 5.7.3 状态类数据格式 状态类数据由多个字段组成，字段的基本格式是“字段名：字段值”，状态获取字段具体描述如表7 所示。

　表 7 状态获取字段格式 字段名 字段含义 数据类型 字段长度 备注 Data 状态日期 字符型 48 记录状态的时间格式是“yyyy/mm/dd hh-mm-ss” User 操作人员 字符型 32 状态查询的用户名 Desc 状态描述 字符型 50 记录设备状态的详细内容 Result 处理结果 字符型 32 记录状态处理的结果情况 日志获取字段具体描述如表 8 所示。

　表 8 日志获取字段格式 字段名 字段含义 数据类型 字段长度 备注 Data 日志日期 字符型 48 记录日志的时间格式是“yyyy/mm/dd hh-mm-ss” User 操作人员 字符型 32 日志获取的用户名 LogContent 日志描述 字符型 50 记录日志的详细内容 6 城市隧道监控系统施工 城市隧道监控系统按综合全面、安全可靠、技术先进、经济合理、系统设备性能价格比优良、适应工程场区的自然环境的总原则进行施工。

　DB42/XXXXX-XXXX 20

　1.隧道监控系统必须符合城市交通监控系统总体规划的要求，并为实现与上级管理机构联网运行的目的，应在系统方案设计、设备选型、数据格式、传输协议、控制原则及命令格式等方面充分考虑与上级监控分中心的系统兼容和联网等。

　2.检测隧道洞内能见度参数，根据能见度参数来确定此时的洞口限速值相关交通信息。厂商应根据国家有关标准或国际相关标准、相关理论或其经验提供控制方案，包括能见度分成几个级别，每个级别对应的限速值，并且在软件中应可灵活修改参数。对于人工发布的文字信息，应列出一些常用的信息。

　3.利用设在隧道内 CO/VI 检测器和风速风向检测器检测该区域的环境情况，并对通风系统进行相应控制提供必要的参数。

　6.1 功能模块施工要求 6.1.1 视频监控模块施工要求 视频监控模块应通过数字信息网络将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、大范围的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享。按照统一联网协议、统一控制协议、统一编号规则的要求进行系统设计。

　其他系统平台可以开放接口和视频监控管理平台进行对接，对接入视频监控系统的视频资源进行整合，实现视频资源的共享，对视频资源进行统一调配和管理。

　视频监控平台服务器操作系统可采用嵌入式操作系统。软件能适应多种大型数据库系统。

　视频监控平台划分为多个功能模块。每个模块是一个独立的软件。模块与模块之间采用松散耦合，保持模块相对独立性，有效隔离模块内部独立故障。功能模块划分参考：网管中心单元、数据库、中心控制单元、媒体分发单元、录像管理单元、媒体存储单元和告警联动单元。平台应具备以下特性：

　1.可靠性：

　具有良好的容错机制，关键设备应采用热备份和负载均衡等方式保证系统正常运行，平台具有良好的稳定性，平均无故障运行时间 MTBF≥12,000 小时。

　2.扩展性：

　中心管理模块、媒体分发模块和录像回放模块等均可根据需要进行分布式部署。提供标准的开放接口，方便扩展支持其他深度应用。

　3.容量和并发性能：

　支持最大在线前端设备数≥1000 个，最大在线接入客户端≥150 个，端到端时延≤300 毫秒，最大并发视频流能力不低于 200 路/1.5Mbps，音视频流、编解码-传输时延：<3 秒，报警信号传输时延：<1s，控制指令响应时延：<1s。

　DB42/ XXXXX—XXXX 21

　6.1.1.1 监控大屏施工要求 监控大屏显示系统可与计算机网络系统、视频监控系统和其它独立计算机控制终端相联，实现这些计算机图形和视频图像信息的综合显示，满足监控、指挥、调度的各种需要，为用户提供直观、清晰、准确的显示系统，大屏显示系统需具备冗余扩展接口以适应管理工作发展的需要。

　大屏幕显示系统应具备多模式信号处理、图像组合拼接及软件管理控制功能。

　大屏幕显示系统可依据显示性能需求及工程投资情况，选择合适技术实现方案。

　6.1.1.2 存储系统施工要求 存储系统应实现以下功能和目标：

　1.要求在连续写环境下实现随机读的快速处理。

　2.存储系统要求可靠性高，稳定性强，支持 7*24 小时不间断工作。

　3.采用高性能高可靠性成熟的存储架构，同时满足视频数据存储空间需求。

　4.系统方案设计适用于多台主机和存储系统连接，并且确保无单点故障。

　5.系统可管理性强，管理方式简单，易操作，系统具有自动恢复功能，在断电后能够迅速重新启动。

　6.实现监控中心核心业务的连续可用性和数据保护以及设备级的快速灾难恢复。

　7.数据实现统一管理，针对重要的视频数据可进行快速备份恢复及数据归档和迁移管理。

　8.支持在海量视频数据中的在线快速读取所需视频录像。

　9.支持海量视频数据的分布式随机管理。

　6.1.2 交通控制模块施工要求 交通控制模块由车辆检测器、车道指示器、可变情报板、可变限速板、交通信号灯和隧道事件检测系统等设备组成。须按设计要求安装在指定的位置。隧道外的可变情报板、可变限速板和交...