隧道監控解決方案

台灣由於地窄多山，許多公路、道路、鐵路都需經過大大小小的隧道。目前，全台灣已有超過300條隧道，總長度約150公里。同樣的，隨著交通快速發展，大陸已成為世界上隧道最多、最複雜、發展最快的國家，對於隧道監控系統的需求也隨之增加。台達整合自有產品，針對隧道監控需求發展監控解決方案，建構多層分散控制的監控系統，有效掌握和記錄隧道內行車情況、設備運作，確保用路人及現場工作人員安全。

台達隧道監控解決方案
應用背景和需求：一般來說，長度大於1公里以上的公路隧道，就需要設置隧道監控系統，針對通風、照明、監測、交通號誌、消防警報、閉路監視、緊急電話和廣播、電力監控等系統進行監控，確保隧道內的行車安全、順暢。同時，隧道內的監控裝置需連結至控制中，進行資料收集、整合以及儲存，建構包含控制、記錄、分析的隧道解決方案。

以台灣隧道數量較多國道三號為例，高速公路的隧道監控系統架構可分為幾個部份：首先在位於國道三號需要監控的隧道現場設置控制器，同時針對車流量較多、長度較長的重點隧道（例如；基隆、木柵）設置現場監控室。接下來，以北、中、南區分，將各區內的監控室或現場控制器收集的數據，依設定分別傳送到北／中／南台灣的區域隧道監控中心。最後，國道三號的隧道監控中心負責監控來自北、中、南台灣隧道監控中心傳來的資訊，掌握所有位於國道三號的隧道情況，成為完整的隧道監控系統。（見圖一隧道監控示意圖。此架構為示意，並非實際應用。）

圖一：國道三號隧道監控系統架構部份示意圖（此架構為示意，並非實際應用）

由於各種檢測設備分布在整個隧道中和各監控中心，通訊時大量數據需要有效傳輸，因此對通訊網路速率要求很高，也需具備容錯能力以提高可靠度。如果使用可程式控制器（PLC）作為隧道監控系統的核心，則必須具備以下功能：
．穩定可靠
．具有數據預處理能力和故障保護功能
．副控制器具有本地處理能力，監控中心故障時不會影響副控制器的正常運作
．各副控制器可進行數據交換
．網路通訊功能
．較強的容錯及自我診斷功能
．觸控式螢幕

台達解決方案： 台達了解隧道對於及時監控、大量資訊快速傳輸以及快速維修的需求，針對特定區域內，車流量大、需要現場監控中心的隧道監控系統，提出分散式控制解決方案，將隧道機電控制系統分為三層：上層－區域監控中心的主控制器、中層－隧道現場控制中心的副控制器、下層－各種設備系統監控。
隧道內的控制站主要採用台達中型可程式控制器AH500系列，每隔約400公尺建置一台，以數位訊號線或RS232/485等連線方式監控現場的檢測設備和通號誌，並採用台達工業乙太網路交換器DVS系列，透過MODBUS TCP工業乙太網路系列串連，組成光纖網路系統，將數據傳送到隧道監控室內的主控制器(同樣採用台達AH500系列，搭配人機介面)，再回傳至隧道監控中心，實現隧道的現場監控。整體架構如下（見圖二）：

圖二:台達隧道監控解決方案架構包括控制中心、路網管理、現場控制和現場設備。

．現場設備：主要由風機、照明、交通號誌、交通資訊看板、CO/VI傳感器、光強檢測器、風速/風向檢測器以及車輛檢測設備等
．現場控制：由PLC（台達AH500系列）組成，透過MODBUS TPC工業乙太網路組成的光纖網路系統連結各控制站
．控制中心：由具有備份功能的雙主機伺服器、通訊電腦和監控電腦組成
．資訊傳輸：由路網監控中心數據伺服器、終端電腦組成，可將數據資訊發佈在網站上。