1引言
隨著交通道路的不斷發展，作為其一個重要環節的隧道，其數量也在不斷增加。由於我國複雜的地理條件以及隧道本身的特點，隧道監控系統在隧道的運營和管理以及事故處理中發揮著極其重要的作用。因此，建設可靠、穩定、先進、經濟以及可擴展的合理的隧道監控系統成為工程界和公路營運管理部門共同關心的問題。微電子、通信、計算機技術的發展大大提高了公路交通的信息化和智能化程度，與3c技術相結合的plc以其卓越的可靠性、抗幹擾性以及靈活的控制方式成為隧道監控系統的核心控制器，其與開放的網絡通信系統一起，共同推動著隧道監控系統的智能化程度的發展。
2系統構成
隧道對按照其長度分類，分別為短隧道（l<250m）、中隧道（250m3000m）。隧道的長度越長，需要考慮的監控設施就越多。從目前國際上對隧道的設計標準來看，長隧道和特長隧道需要監控系統以保證隧道內行車的安全和通暢。
隧道監控系統按照各個子系統分可分為：照明系統、通風系統、交通誘導系統、cctv系統、火災報警系統、消防控制系統、緊急電話系統、廣播系統等。按照設備的類型分可分為：檢測設備、控制設備、顯示設備和通訊設備。檢測設備如：火災報警探頭、車輛檢測器、covi、能見度檢測儀、風速風向儀等；控制設備如交通區域控制器、照明區域控制器、通風區域控制器等；顯示設備如：計算機工作站、大屏幕監視器、聲光報警器等；通訊設備如：交換機、集線器、串口信號傳輸設備、光端機等。
隧道監控的難易程度不僅與隧道的長度有關而且與隧道的交通車流量有關，從對隧道監控和管理的要求，又將隧道分為a,b,c,d四個等級，其中a級對監控要求最高，b級次之，其餘類推。當前在工程界一致認同的隧道監控模式主要分為兩種，一種是適用於短隧道的集散式控制模式，一種是適用於長隧道的分布式現場總線控制模式。前者布線複雜，造價較高，由中控室對現場設施進行控制與管理，後者施工方便，不但造價較低，而且可靠性較高，其又可分為全分布式現場總線控制和集中式現場總線控制。全分布式現場總線控制模式，中控室對現場設施不直接進行控制，由現場各種設施的控制器進行控制。分布式現場總線控制模式從網絡構成來看，一般分3個層次：上層為中央計算機系統，即本地控制中心，中間是由各區域控制器組成的控制層，下層為各種檢測設備和控制及誘導設備組成的設備層。
隧道控制的核心思想就是將所有縱向及橫向的系統有機地結合起來，通過算法分析，最終實現智能化控制。區域控制器就是其實現的核心。各區域控制器負責採集現場檢測設備的信息，處理後傳給本地控制中心，而本地控制中心的控制命令則發給區域控制器，再由區域控制器直接控制相應設備。在本地控制中心與區域控制器通訊中斷的情況下，區域控制器仍然具備獨立控制現場設備的能力。因此區域控制器應高效且高度可靠。作為區域控制器的核心控制部分，plc應用最多，它的穩定性、實時性以及對環境很強的適應能力，非常適用於隧道的現場環境。
本地控制中心一般由現場監控工作站(控制計算機)、監控系統軟體、主區域控制器及相應的附屬設施構成，用於實現對整個隧道監控系統的統一監控。監控系統軟體運行於現場監控工作站上，並不斷與plc控制器交換數據，實時地把所有設備的當前狀態以圖表、顏色、閃爍、數值等方式顯示在操作界面上；而操作人員在操作界面的每個動作，也由監控系統軟體將相關的命令、參數寫入plc，實現設備的手動控制。
除現場控制設備，整個系統的通信網絡則是保證系統能否高效運行的關鍵。長隧道、特長隧道以及隧道群的出現已經越來越多，單洞內的區域控制器就越來越多，這就意味著網絡的結點在不斷增加。通訊網絡不僅要具有較高的通訊速率以保證大量數據的有效傳輸，還必須具有容錯的能力以提高通訊的可靠性，即網絡上出現故障時能夠實現自恢復，同時，構成通訊網絡的設備必須滿足工業級要求，以適應隧道內苛刻的工作環境。系統還需要具有很好的可擴展性，使得設備更新與增加、功能改善與變化，都能最大限度地應用原有系統。
隧道監控的環境相對比較特殊，隧道所處的山野防雷非常重要，隧道中的控制箱經常會遇到潮溼甚至漏水的侵擾，而一些高原隧道面臨嚴寒和低空氣密度，特別是長大隧道中的汽車煙塵很容易附著在密封不好的控制箱中設備上，這些煙塵具有一定的導電性，從而造成本地控制器等設備的早期故障或損壞。從國內隧道監控系統的實際應用情況來看，對隧道監控環境的認識，在一些項目中，重視成度還不夠，一些隧道控制箱遠沒有達到ip65以上的防護等級，這樣的監控系統是不安全的。