1. 引言
        一場“無與倫比”的奧林匹克運動會，讓世界人民永遠(yuǎn)記住了中國。絕美的開幕式、精彩的表演、熱情的人民、完美的競技，處處體現(xiàn)了人文奧運、科技奧運。這場奧運盛會處處體現(xiàn)了科技，按照 “更快”、“更高”、“更強(qiáng)”的奧運精神，提出“更快”、“更方便”、“更準(zhǔn)確”、“更安全”的原則，充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)多角度、多渠道地嵌入奧運會。精美奧運會的背后，有一個依靠先進(jìn)技術(shù)精確運行的系統(tǒng)，有一個完美運行的交通系統(tǒng)，更有一個保證交通網(wǎng)安全運行的監(jiān)控系統(tǒng)。
        奧林匹克公園中心區(qū)位于城市中軸線北端，面積約1215公頃，是舉辦北京2008年奧運會的主要場地，擁有亞洲最大的城區(qū)人工水系、亞洲最大的城市綠化景觀、世界最開闊的步行廣場、亞洲最長的地下交通環(huán)廊。地下通道是一條特別設(shè)計的隧道，總投資約13億元，全長有9.9公里，其中主干道有4.5公里，環(huán)形隧道呈樹型分布，通過地下通道這張四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)，可以暢通無阻地到達(dá)中心區(qū)周圍的各種重要建筑。地下隧道有25個出入口，出入口與奧林匹克公園中心區(qū)周邊的近10條市政道路相通，形成一張復(fù)雜的交通網(wǎng)，因此對于可靠性、可擴(kuò)充性都有極高的要求。
         地下通道并非單純的交通過道，里面有完備的附屬設(shè)施，包括5個獨立的人員逃生出口、消防泵站、監(jiān)控中心及排風(fēng)機(jī)房和送風(fēng)機(jī)房。為了保證通道安全暢通，管理者需要對通道中的各種設(shè)備進(jìn)行管理和監(jiān)控，奧林匹克中心區(qū)指揮中心需要對通道內(nèi)的交通情況進(jìn)行全方位監(jiān)控，包括：對204個交通信號燈，120多個攝像頭，30塊交通情報板，23塊車庫情報板，以及對交通流量、車速、車道占有率、可變限速標(biāo)志、啟閉車道、車輛限行和分流等的監(jiān)控，除此之外，還需要對一些交通輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，包括：對163臺緊急電話，60組射流風(fēng)機(jī)， 9組送排風(fēng)機(jī)，9臺雨水泵、廢水泵、消防泵， 9臺一氧化碳濃度監(jiān)測儀， 9臺能見度監(jiān)測儀，同時，對1個主配電室，5個分配電室的電壓、電流、有功功率以及控制中心不間斷電源等進(jìn)行監(jiān)控。需要監(jiān)控的系統(tǒng)包括交通系統(tǒng)，輔助交通系統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)（包括：緊急電話系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)）、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)。
         除此之外，監(jiān)控中心需要預(yù)留出軟件接口，系統(tǒng)的開放性和可擴(kuò)充性要求很高，要基于開放的技術(shù)平臺。要求系統(tǒng)升級比較方便，預(yù)留功能接口，增加新的功能不能影響已實現(xiàn)的功能，系統(tǒng)要方便擴(kuò)展，要與后續(xù)的和周邊交通系統(tǒng)、交管中心互聯(lián)。監(jiān)控系統(tǒng)的各監(jiān)控站或者服務(wù)器的內(nèi)容都顯示于綜合顯示屏。
        “易控（INSPEC）”實現(xiàn)的隧道監(jiān)控系統(tǒng)，與硬件連接方式更方便透明，針對用戶需要同時監(jiān)控多個下位系統(tǒng)的情況，各種不同的系統(tǒng)獨立工作，并通過以太網(wǎng)與上位進(jìn)行集成，易于調(diào)試和維護(hù)。監(jiān)控系統(tǒng)針對各個系統(tǒng)的特點，設(shè)計有系統(tǒng)特色的畫面，使監(jiān)控更加人性化，只需要在畫面進(jìn)行簡單選擇操作，就能夠監(jiān)控現(xiàn)場實際情況。當(dāng)交通系統(tǒng)、消防系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時，監(jiān)控系統(tǒng)自動切換到出現(xiàn)異常情況的畫面，并把異常位置顯示在綜合顯示大屏上，及時反映現(xiàn)場情況。對情況的處理，可以通過人工手動處理，系統(tǒng)還可以調(diào)用相關(guān)預(yù)案自動處理。既減輕了管理者的工作負(fù)擔(dān)，又提高了問題處理的及時性，使用更加安全可靠。

2.“易控（INSPEC）”隧道交通監(jiān)控系統(tǒng)
2.1系統(tǒng)組成
整個交通系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)是一個龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)。包括：
交通系統(tǒng)：包含204個交通信號燈，30塊可變情報板，23塊車庫情報板，120多個監(jiān)控攝像頭，9個視頻分析儀
設(shè)備系統(tǒng)：包含9組送排風(fēng)機(jī)，60組射流風(fēng)機(jī)，9臺水泵、消防泵，9臺CO濃度監(jiān)測儀，9臺能見度監(jiān)測儀
消防系統(tǒng)：295個消防器件
供電系統(tǒng)：1個主配電室中：14臺高低壓柜，2臺變壓柜，1個直流屏，1臺UPS；5個分配電室中50臺高低壓柜，10臺變壓柜，5臺UPS。所有供電室的設(shè)備數(shù)量達(dá)到244個
通信系統(tǒng)：緊急電話系統(tǒng)中163臺緊急電話；廣播系統(tǒng)中65個PAK廣播；無線系統(tǒng)中1太廣播主機(jī)，1臺近端機(jī)，8臺遠(yuǎn)端機(jī)
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：22個光環(huán)網(wǎng)交換機(jī)
CCTV系統(tǒng)：64個監(jiān)視器，8塊DLP大屏
        并且，隧道交通系統(tǒng)與周邊交通區(qū)域和北京市交警中心進(jìn)行集成，要求監(jiān)控交通系統(tǒng)根據(jù)道路和監(jiān)控的需要進(jìn)行分區(qū)管理。根據(jù)整個中心區(qū)交通系統(tǒng)的監(jiān)控要求和各個部分的特點，整個監(jiān)控系統(tǒng)劃分為幾個主要部分：數(shù)據(jù)采集和實時數(shù)據(jù)服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、設(shè)備和交通監(jiān)控工作站，并且預(yù)留接口以供后續(xù)系統(tǒng)升級等等。系統(tǒng)集成架構(gòu)參見下圖：

圖1系統(tǒng)集成架構(gòu)

        集成系統(tǒng)由一臺I/O采集服務(wù)器、一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、六個操作員站以及配套的網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、交換機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等組成。
        ★IO服務(wù)器：擔(dān)負(fù)I/O數(shù)據(jù)的采集工作，其工程中僅配置通信設(shè)備和數(shù)據(jù)庫變量。采集的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳送至其他INSPEC工程。
        配置的IO數(shù)據(jù)包括：昆騰PLC傳送上來的現(xiàn)場設(shè)備信息、其他系統(tǒng)傳送過來的信息、進(jìn)行歷史記錄的IO數(shù)據(jù)。
        IO服務(wù)器上運行的工程無畫面。
        ★數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：擔(dān)負(fù)歷史記錄服務(wù)器和報警記錄服務(wù)器的功能， SQL Server擔(dān)任具體的數(shù)據(jù)存儲業(yè)務(wù)。
        數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上運行的工程配置有數(shù)據(jù)庫變量、歷史記錄變量、報警配置，沒有畫面。
        ★操作員站：即工作站。系統(tǒng)包含6臺操作站，工作站提供系統(tǒng)的人機(jī)界面功能，所有監(jiān)控操作在操作站上完成，支持設(shè)備交通監(jiān)控、電力監(jiān)控、閉路電視（CCTV）監(jiān)控、火災(zāi)報警等功能，并支持多媒體大屏幕綜合顯示。基于以太局域網(wǎng)實現(xiàn)分功能、分級別網(wǎng)上資源共享，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)運作（采用TCP/IP通信協(xié)議）。各操作站上安裝有“易控（INSPEC）”軟件，根據(jù)登錄用戶的身份限定其能夠操作的內(nèi)容。
        操作站通過與IO服務(wù)器通信獲取系統(tǒng)IO數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器查詢歷史記錄、報警歷史記錄。
        操作站本身也包含報警服務(wù)器，實現(xiàn)顯示產(chǎn)生的實時報警信息。
2.2與硬件和其他獨立系統(tǒng)的連接
      “易控（INSPEC）”提供了多種便捷的與下位設(shè)備的連接方式，可以通過串口、以太網(wǎng)或其它網(wǎng)卡等多種方式與硬件設(shè)備相連。與下位設(shè)備的連接是通過“易控（INSPEC）”提供的“IO通信”功能實現(xiàn)的，在設(shè)置通信參數(shù)過程中，開發(fā)人員只需知道設(shè)備的類型、廠家、基本的連接參數(shù)以及通信的內(nèi)容等即可實現(xiàn)上位控制系統(tǒng)與現(xiàn)場硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，軟件提供的硬件連接向?qū)Э梢詭椭_發(fā)人員完成“易控（INSPEC）”與硬件的通信設(shè)置。與以往傳統(tǒng)的軟件相比，“易控（INSPEC）”在IO通信上為用戶提供了更多功能，如能動態(tài)啟動或停止和一臺或多臺設(shè)備的通信、支持結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)、可以快速批量配置設(shè)備中的變量信息、嵌入網(wǎng)關(guān)功能、開放通信程序框架等一系列更加方便用戶的功能。
         隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，通過IO服務(wù)器與下位PLC進(jìn)行通信，服務(wù)器上安裝“易控（INSPEC）”，通過以太網(wǎng)通道，Modbus協(xié)議連接，與22個昆騰PLC進(jìn)行通信。與其他系統(tǒng)的通信也采用以太網(wǎng)傳輸，對于部分僅支持串口的設(shè)備，采用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式進(jìn)行通信。

2.3服務(wù)器設(shè)計
2.3.1  IO服務(wù)器
        IO服務(wù)器上安裝有“易控（INSPEC）”軟件，運行IO服務(wù)器工程，工程無畫面，只配置“IO通信”，建立需要與數(shù)據(jù)服務(wù)器和操作站進(jìn)行交互的變量。
        服務(wù)器工程中包含97個以太網(wǎng)通道，下掛97種106個設(shè)備。整個系統(tǒng)采集IO點數(shù)大約為30000點，進(jìn)行IO采集的時間為1s鐘，保證了數(shù)據(jù)的及時有效性。IO服務(wù)器與操作站和數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行交互的變量數(shù)量上萬，所有操作站的操作的響應(yīng)時間小于3s。“易控（INSPEC）”的更快的響應(yīng)時間、更高的采集頻率很好地滿足了系統(tǒng)對響應(yīng)時效性高的需求。
        并且IO服務(wù)器要求在整個系統(tǒng)運行期間不關(guān)機(jī)，因而，要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠長時間正確、穩(wěn)定地運行。 “易控（INSPEC）” 基于Microsoft最新操作平臺.N