本论文是对华蓥山隧道监控系统进行调查研究的基础上完成的。 首先，研究了目前工控领域中常见的两种控制网络——现场总线、工业以太网及其基础理论，其中涉及到两种网络的特点、种类、优缺点、应用现状等。在阐述工业以太网较现场总线具有诸多优点的基础上，研究了几个典型的关于现场总线与工业以太网融合的协议。针对华蓥山隧道监控系统的情况，对Modbus协议做了进一步的分析。 然后研究了华蓥山隧道监控系统的组成、功能、网络结构及其配置，以及上下位机软件，其中包括组态软件的主要特点。 提出了将Internet与华蓥山隧道监控系统集成，实现HTSCS系统的远程监控。探讨了基于嵌入式模块的工业以太网代替Modbus Plus现场总线的较详细设想方案以便真正地实现隧道监控系统从上到下的开放性和现场设备间的实时通信。 鉴于系统性能(包括时延、可靠性等)对于监控系统是极为重要的，因而单独安排一章节来研究。分析、计算了网络的平均传送时延，通过对比、分析计算结果得出影响HTSCS系统令牌环网平均传送时延的主要因素。采用状态空间法来分析系统的可靠性。提出了华蓥山隧道监控系统的马尔可夫可靠性模型，并通过简化模型达到便于计算的目的；然后提出了三种提高系统可靠性的方法，并逐一分析这些方法的利弊，通过分析选用了冗余方法来提高系统的可靠性；利用已有的数据计算了系统的可靠度和平均故障间隔时间，证明了HTSCS系统具有较高的可靠性。这为工程应用提供了理论依据。