高速公路隧道機電系統的現狀及維護管理芻議

余妃謀

(廣州交投機電工程有限公司，廣東 廣州 510000）

高速公路隧道是一個相對封閉的場所環境，如果其通風、照明、消防和監控等機電系統不能夠正常運行，發生交通事故的概率就會明顯上升。隨著科技的進步發展，隧道機電系統也得到了相應的改進，不斷地朝著更加網絡化、智能化、多元化的方向發展。該系統的進步也成為了提高公路信息管理能力的手段之一。為了保證隧道機電系統的穩定運行，對系統的維護管理就變得尤為重要。

1.隧道機電系統的現狀及特點

1.1 隧道機電系統的現狀

隧道機電系統主要包括：監控系統、通風系統、照明系統、供配電系統以及消防檢測系統等。

高速公路隧道的監視系統主要用于監管隧道內的實時狀況，以及當發生情況時，能夠實時地進行反饋，傳遞數據給相關管理部門，及時采取相應的措施。其隧道機電系統內部的攝像機，可以幫助道路監管部門對通過隧道的車輛進行實時的動態監控。而一旦發生交通意外，道路監管部門就可以第一時間作出反應，聯系相關的專業人士到指定的交通現場進行事故處理，或者對發生擁堵的路況進行有效疏通處理。因此，要確保監控系統能夠高效穩定運行，給監管工作提供精準實時的數據，為隧道內通行的行車人員提供相應的安全保障。監控系統主要功能包括了信息采集功能、信息處理功能、信息顯示功能、系統操作功能、數據自動備份、系統數據恢復以及自動告警功能等。根據所需監管的對象不同，可以分為路況監視系統、照明通風系統、消防預警系統等。通風、照明控制系統主要為進入隧道車輛人員提供基本的路況環境以及當發生交通阻塞或其他異常狀況時，為行車人員提供一定的疏散保障時間，以避免人員的傷亡。隧道內的照明系統包括了基本照明、應急照明、加強照明以及車行、人行涵洞照明。通風系統的主要功能包括將隧道內外空氣進行置換，從而稀釋污染物質或者一氧化碳、煙霧并且將其排出隧道外，直到隧道內的氣體濃度低于檢測器的閾值，使隧道內保持良好的衛生環境，提高能見度，給隧道內行車安全提供更好保證。對隧道內所流通的風量進行一定的調節，需要采用多個風機來進行控制調制。供配電系統主要為隧道機電系統中的各種設備提供相應的電源保障或當發生特殊狀況時，提供相應的應急電源保障。消防檢測系統,通過在隧道內安裝火災探測器等設備，對可能產生隱患的物質進行物理、化學上的檢測，做到提前預防、防止火災的發生，從根源上杜絕此類事故的發生。當高速公路隧道內發生交通事故汽車燃燒火災時，主要通過水消防系統及二氧化碳滅火器來進行滅火處理。通常情況下，水消防系統采用高壓供水的方式。通過壓力差，將預設好的高位水池以及低位蓄水池作為水源，當高位水池的蓄水量減少到警戒線時，低位水池會通水泵房自動補水，以確保充足的消防用水量。接著，可以分為兩部分來對我國目前的隧道機電系統的狀況進行分析和研究。首先，要從設計層面的角度來分析，隧道機電系統主要是有兩種運行模式：一種是應用于短隧道的集散式控制模式，另一種是應用于長隧道的分布式現場總線控制模式。其中，短隧道集散控制方式由于成本不菲，安裝配置繁瑣，常用于現場設備的操作和監管。長隧道分布式的總線控制模式不僅需要的成本較低、布線簡單，而且其穩定較好。然后，從管理角度來看，目前高速公路隧道機電系統還無法完全脫離人工的操作來對隧道內發生的狀況進行智能管理，其中，環境監測以及火災報警系統等更易發生事故，更需要人為干預。

1.2 隧道機電系統的特點

一是涉獵范圍廣。高速公路隧道內的環境比較復雜，為了保證隧道內的行車安全，就需要安裝大量的、功能不同的機電設備，通過這些機電設備來為其提供安全保障，避免發生意外。由于這些機電設備的功能不同，所涉及的領域也不相同。因此，對于隧道機電設備維護要求也比較高，需要懂得各個領域的專業人士來進行維護。二是機電系統結構復雜。高速公路隧道內的環境相較于普通公路較為復雜，因此，隧道內的機電系統也比普通公路上的系統復雜。隧道內的機電設備在惡劣的環境下保持長時間、不間斷地運行，會加快設備的老化磨損的進度。另外，由于設備的維護檢修不到位，使設備的性能變得更加不穩定，其使用壽命不斷縮短。最終，導致機電設備故障無法保障正常功能，從而威脅到隧道內的行車安全。三是技術含量高。國內的高速公路機電系統正在不斷進步，反觀，隧道機電系統卻更新較為緩慢，其中的機電裝置都較為陳舊，更新換代的速度更是遠遠不及高速公路其他系統的設備。而且，現有的規范標準早已經不能滿足當前產品使用的要求，從而給隧道的管理運行帶來一定的安全隱患。四是設備成本高、投入大。高速公路隧道的極點系統的裝配環境以及條件，包括前期的設計安裝以及后期的運營檢測維修等，決定了該系統會消耗大量的人力、物力、財力。

2.隧道機電系統的維護管理

2.1 機電系統維護管理的意義

通過各種調查研究表明，隧道機電設備運行的優劣程度與其隧道內發生事故的頻率息息相關。

環境檢測設備基本是由于設備精度發生偏差而導致的故障，主要原因有設備接地不可靠、接線不穩定、設備落灰落塵、潮濕短路等問題。還存在設備通訊模塊以及元器件發生老化等隱患。配電設施主要包括高壓柜、變壓器、低壓進線柜、補償柜、轉換柜、饋電柜，EPS、UPS、發電機、供電線路、開關柜等，主要故障是各個環節設備發生故障所致。消防火災設施主要設備包括火災控制器、探測器以及手動報警裝置等，主要故障有設備發生短路、報警異常、報警裝置無法進行通信等。照明設施故障主要是隧道照度值不足，燈具損壞、線路發生短路、斷路或漏電等情況。設備先天性故障。使用單位對機電設備質量管控不嚴、檢測標準不規范、不符合規定，各項參數配置不符合當前隧道設備運行標準，導致設備的故障頻發、老化損壞嚴重，進而會使設備的運行存在一定的安全隱患。人員操作責任故障。使用工作人員或維護人員的專業能力水平低、操作不規范，甚至出現了違規操作，如隨意關閉設備或直接切斷電源等，都會使設備的零器件發生損壞，增加設備故障發生的頻率。在隧道機電系統的監管過程中，上述問題很難被檢查出來。因此，應根據各地隧道機電設施的特點，制定有針對性的專業維護方案，來確保機電設施能夠高效、穩定、安全地運作，降低隧道內發生意外的概率，確保行車安全。

2.2 機電系統管理潛在的不足

一是制度不完善，管理方式不統一。盡管國內有關的行業部門已經制定了一系列的維護管理標準，但是其中的許多定義并不清晰明確，如發生故障時，進行維修的時長或維修人員是否擁有相應的專業水平等；在調查發生事故以及相關責任時，其檢查結果和維修記錄是否具有說服力。據調查分析，全國許多地方在這方面的管理還不是很完善，也是導致管理風險增加之一。二是管理手段無法及時更新換代。在如今科技高速發展的時代，如何利用物聯網來進行輔助管理是一個重要的手段，可以通過手機軟件或者設計的智能系統來實時監測。但是，一些管理機構由于財務原因而不愿投入，未將最新先進的技術應用到前端，進而導致管理效率低下，不能及時有效地對設備故障準確預警、及時修復等，容易造成一系列的不良后果。三是現場設備可視化管理不到位。隧道機電設備無法實現可視化管理，是因為機電設備的種類多、數量大，如果不能夠給出有效的設備識別，就容易造成現場設備管理的混亂，進而影響故障修復效率。

2.3 機電系統的管理難點

一是軟件工程的質量監管。目前，我國正在進行一些大型公路隧道的施工。在軟件開發和使用過程中，由于相關工作人員沒現場實地考察，無工作經驗，考慮不夠充分等因素，都存在著許多影響日后的設備系統運行質量。為了促進機電系統控制管理軟件的開發，相應的管理人員首先要做好兩個方面。一是分析需求，合理地選擇系統軟件以滿足工程建設的需要；二是要積極參與軟件的研發工作，提供與實踐相結合的方案。二是雷電保護的管理工作。高速公路隧道機電系統包含了大量的通信、監控、測試、消防、照明、風機等各種裝置。其中，弱電設備會受到雷電等外部因素的影響而發生故障較多，因此，在對隧道機電設備建設過程管理的同時，管理人員應嚴格按照國家有關規定和行業規范來對防雷工程的施工過程進行監理尤其重要，以保證機電設備防雷阻值達到相關規定值。

2.4 機電系統維護管理的舉措

一是完善管理制度。建立完善管理制度，根據國家有關的維護管理規定，參考國內不同地區隧道的建設規定，制定出相應的規章制度，完善和拓展設備的應用規范。要求工作人員能夠有效地執行所規定的條例，確保設備的日常維護工作按時完成。建立隧道管理質量目標，并對其進行評估。通過對現場檢查以及相應的數據抽查，實現對其的動態控制和閉環管理，逐漸規范和完善隧道系統維護的管理制度。二是實現機電系統的標準化管理。采取實施規范化管理，提高應對現場事件的管理水平，促使相關維護工作更加明確、更有針對性。通過現場工作人員的工作信息記錄、機電系統的信息反饋以及各設備的檢修登記，使故障診斷和采集基礎數據更加準確、快速，只有數據準確，才能減少繞道，減少冗余工作，節約管理成本，有利于下一步工作決策。三是完善機電系統的信息化管理。利用“互聯網+”的概念，開發采用軟件系統和“智能管理”的應用程序平臺，進行日常巡查、定期檢查等維護內容計劃、實時記錄和數據分析；使相關任務指令的處理更加及時便捷，避免了傳統的紙質檔案報告和電話傳遞方式造成的檔案缺失和信息延誤。

3.結語

隧道管理單位應根據當地行政主管部門制定的管理制度來制定相應的養護管理制度，并要通過多種輔助工具和管理方法，來確保養護管理水平的提高。高速公路隧道機電系統的正常運行是影響隧道內車輛安全的重要因素之一，這就要求國家有關行業及其主管部門要制定完善的標準和規范。