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基于ADS的长大隧道监控系统

2020-12-07阅读(367)

基于ADS的长大隧道监控系统

论文摘要

公路隧道监控系统是保证隧道内车辆运营安全和提高其运营效率的关键。高效可靠的隧道监控系统能够使隧道中各种机电设备最大限度地发挥作用,同时也使运营条件恶劣的隧道内的服务水平与整个高速公路的其它路段相适应。本文以某5.6千米特长公路隧道监控系统的改造设计为背景,深入分析了原隧道监控系统的功能及其实现方式。原监控系统主要由隧道自动控制系统（包括交通诱导、照明控制、通风控制和消防安全）、视频监控系统、紧急电话及广播系统和火灾报警系统等四个不同的系统构成。在对原监控系统的功能进行分析和研究的基础上,本文将自律分散系统（Autonomous Decentralized System, ADS）引入隧道监控系统中,建立了基于自律分散系统的隧道监控系统网络模型及通信模型,根据此模型提出了新的解决方案。在隧道内建立千兆环形光纤以太网,并按照地域将隧道监控系统划分为十七个区域监控子系统（包括监控中心）。隧道内十六个区域监控子系统分别配置区域控制器（PLC）、视频服务器、音频服务器、串口服务及以太网交换机,实现了系统功能的多网合一。本文重点设计了隧道自律分散控制系统,该系统的下位机采用横河电机FA-M3系列可编程控制器,实现通风控制、照明控制、交通诱导及消防安全控制。通信模块采用支持自律分散协议的横河电机F3NX01-0N模块。隧道自律分散控制系统上位机采用iFIX 4.0组态软件进行监控界面设计。iFIX 4.0通过DDE驱动与VB程序建立连接,并通过VB程序实现与下位机的通讯。本文对该方案的实施作了大量的试验工作,充分证明了该方案是正确可行的。该方案也为隧道监控系统的研究和应用提供了新的控制思维和控制策略,具有一定的理论和实际意义。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 隧道监控系统现状及存在问题
  • 1.1.1 长大隧道监控系统的必要性
  • 1.1.2 长大隧道监控系统分析
  • 1.1.3 长大隧道监控系统的功能
  • 1.1.4 长大隧道监控系统现状
  • 1.1.5 现有监控系统存在的不足
  • 1.2 自律分散系统的发展及研究现状
  • 1.3 课题的背景及意义
  • 1.3.1 课题的背景
  • 1.3.2 课题的意义
  • 1.4 论文的主要工作
  • 第二章 隧道自律分散监控系统方案
  • 2.1 自律分散系统理论
  • 2.1.1 自律分散系统简介
  • 2.1.2 自律分散系统体系结构
  • 2.1.3 自律分散系统通信协议
  • 2.1.4 ADP 协议的实现
  • 2.1.5 自律分散系统技术
  • 2.2 基于ADS 隧道监控系统可行性分析
  • 2.2.1 网络平台
  • 2.2.2 通信协议
  • 2.2.3 基于ADS 隧道监控系统优点
  • 2.3 隧道监控系统网络体系解决方案
  • 2.3.1 隧道自律分散控制系统模型
  • 2.3.2 监控系统网络体系结构
  • 2.4 隧道监控系统通信解决方案
  • 2.4.1 视频、音频数据传输
  • 2.4.2 自律分散控制系统通信模型
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 隧道监控系统设计
  • 3.1 隧道监控系统网络平台设计
  • 3.2 区域监控子系统设计
  • 3.2.1 区域控制器
  • 3.2.2 视频监控设计
  • 3.2.3 紧急电话及广播设计
  • 3.2.4 可变情报板设计
  • 3.3 监控中心设计
  • 3.3.1 监控中心组成
  • 3.3.2 计算机系统配置
  • 3.3.3 iFIX 操作员站
  • 3.4 火灾报警设计
  • 3.4.1 基本功能
  • 3.4.2 特点
  • 3.4.3 光纤测温
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 隧道自律分散控制系统下位机设计
  • 4.1 功能设计
  • 4.1.1 交通诱导
  • 4.1.2 通风控制
  • 4.1.3 照明控制
  • 4.1.4 消防控制
  • 4.2 自律分散控制系统下位机硬件设计
  • 4.2.1 概述
  • 4.2.2 PLC 硬件结构设计
  • 4.2.3 外围采集设备
  • 4.2.4 硬件抗干扰措施
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 隧道自律分散控制系统通信
  • 5.1 基本设置
  • 5.1.1 IP 地址设定
  • 5.1.2 组播组号设定
  • 5.1.3 TCD 设定
  • 5.1.4 节点工作模式设置
  • 5.1.5 通信句柄
  • 5.2 通信方式
  • 5.2.1 NeXUS 协议
  • 5.2.2 输入/输出中转及缓冲区
  • 5.2.3 消息句柄号与通道号的对应关系
  • 5.2.4 发送信息
  • 5.2.5 接收信息
  • 5.2.6 生存信号管理
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 隧道自律分散控制系统上位机软件设计
  • 6.1 组态软件IFIX
  • 6.1.1 iFIX 软件概述
  • 6.1.2 iFIX 软件的功能
  • 6.1.3 iFIX 的DDE 驱动
  • 6.1.4 上位机软件设计
  • 6.2 VB 程序
  • 6.2.1 Winsock 控件
  • 6.2.2 与区域控制器通信
  • 6.2.3 VB 的DDE 链接属性
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 全文总结
  • 7.2 工作展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位其间发表论文

    • 相关论文文献

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