高速公路隧道機電設施檢測技術要點與控制措施

石靜文 石 磊

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安全一直以來都是交通運輸行業的一個重點關注問題，特別是高速公路隧道段更是要對安全問題高度重視，由于隧道環境比較封閉，其中存在大量的機電設施，要求相關工作人員做好這些設施的日常維護保養工作，避免因為機電設施故障問題而影響隧道運行安全。檢修人員應定期評估設施的運行狀態，采取必要的維護保養措施，優化機電設施運行狀態，確保高速公路隧道段運輸的平穩性和安全性。

1 高速公路隧道機電設施分類

1.1 隧道通風設備

高速公路隧道中由于車輛的不斷行駛會產生大量的尾氣和粉塵，這些污染氣體如果不能及時排凈會對隧道當中各類設施及過往人員的身體健康造成嚴重的不良影響。這就需要在隧道中安裝一定的通風設備，以促使隧道內部空氣的流通，減少汽車尾氣污染。為了保證新風供給的穩定性，通常情況下會在新風機組進風口部位配置一個電動密封閥，在機組沒有開啟之前，該電動閥處于關閉狀態。與此同時還需在循環機組新風支管道上配設一個電動雙位機械式定風量閥，該閥會在其所屬新風系統運行期間打開到最大新風量狀態，同時送風機變頻至實際所需風量，排風機啟動，整個系統處于良好的運行狀態。待定風量閥所屬系統停止運行后，該閥就會操持在正壓所需風量值位置，保證隧道內的正常通風量[1]。

1.2 隧道照明設施

高速公路隧道受地形和構造等因素的影響，無法接收正常的日照，特別是超長隧道和特長隧道，可以說幾乎處于無自然光照狀態。為了保證車輛行駛的安全性，必須為其配置相應的照明設施，以緩解駕駛員進入和駛出隧道的黑白洞效應。照明設施的布設需充分結合隧道內部空間結構進行科學設置，隧道照明系統一般可以分為引道照明、人橫洞照明、隧道主洞照明和應急照明幾大類，其中主洞照明設備發揮著十分關鍵的作用，應盡量避免其出現停機問題。

1.3 隧道監控設備

高速公路車輛行駛速度快，所以為了降低交通事故發生率，必須能夠實時掌控道路實際運行狀況，尤其是隧道段交通情況，同時監控系統也可以為后期責任判斷提供可靠真實的依據?，F如今高速公路隧道監控系統涵蓋范圍越來越大，包括通風、照明及消防預警系統等。

2 高速公路隧道機電設施故障特點

相關機電設施的良好運行為高速公路隧道交通的平穩運行提供了可靠的保障，但由于設備自身、人為因素及自然環境等諸多因素的影響，高速公路隧道機電設備運行中經常會出現各種各樣的故障，下面就針對幾種常見故障特點進行分析。

2.1 設備故障原因難以確定

以隧道監控機電設備為例，該類機電監控設備精密度往往比較高，多由單片機和傳感器通信設備等零部件所組成，加之高速公路隧道環境復雜，所以當機電設備發生故障的時候，針對誘發故障的原因查明工作難度相對比較大。

2.2 故障檢測困難

就我國目前情況來看，高速公路隧道機電設施更新換代速度比較快，但設備故障檢測技術和設備卻發展比較緩慢，跟不上設備更新換代的節奏，甚至部分設備剛剛升級完成就被淘汰，加大了設備故障檢修難度，而且還會因為檢測技術和設備不夠先進無法準確判斷出設備故障具體位置和情況[2]。

2.3 故障維修措施較為落后

隨著科學技術的不斷發展，現如今高速公路隧道機電設備構造越來越精密，功能越來越強大，但對于設備的故障檢修方式多采取簡單粗暴的更換零件措施，這樣的處理方式不僅沒有從根本上解決機電設備故障，而且還縮短了設備使用壽命，增加了在機電設施方面的成本投入。

3 高速公路隧道機電設施重點檢測技術要點

3.1 高速公路隧道機電通風設施的檢測技術要點

高速公路隧道中通風設施的穩定運行需要對其定期實施必要的檢測，可以采取絕緣電阻控制檢測技術，也可以通過合理控制不同運行狀態下相同測量單位位置的機電設施電壓值等方式。通過檢測隧道通風機電設施中的氣體單元，進一步明確設施中氣體單元設備控制的輸出范圍，從而將隧道內氣體的安全性和可見度控制在一個合理的范圍之內。該操作對檢測技術人員的專業水平要求比較高，以實現對通風設施的協調處理，保證隧道通風設施始終處于良好的運行狀態。

3.2 高速公路隧道機電照明設施的檢測技術要點

高速公路隧道內不同的照明設施體現出不同的功用，所以也需要采取不同的檢測技術和管控措施。通常情況下可以借助電纜絕緣技術對隧道照明設施的回路電流實施檢測，同時結合實際情況選用恰當的電阻單元實施對整體隧道照明系統的測試[3]。具體操作過程中，檢修人員可以參照不同回路電流中的數據狀態，結合高速公路隧道照明設施相關規定和要求，利用透明控制技術對不同接口的內容實施檢測，以實現對實際所需單元數值的有效控制。

3.3 高速公路隧道機電監控設施的檢測技術要點

針對高速公路隧道機電監控設施的檢測，最為重要的一項內容就是主控結構回路單元的檢測與控制，借助相關檢測技術和方法對監控設施主控結構回路單元的圖像信息實施檢測，促使其功能的有效發揮，同時實現科學有效的對比與評估。隧道監控設施硬件單元控制信息的設計與操作都離不開主控結構單元的支持，即使各硬件單元結構控制功能各不相同，對于監控設備的故障檢測也需要依據系統采集的監控信息，通過對比分析隧道現場采集的數據信息，進一步完善監控設施各單元控制。

4 高速公路隧道機電設施檢測控制措施

機電設施的穩定運行對于高速公路隧道功能的正常發揮具有十分重要的意義，但機電設施的運行會受到諸多方面因素的影響，加之隧道機電設施自身特征獨特，為了保證其能夠安全平穩運行，就需要制定一系列相應的管理和維護控制措施[4]。考慮隧道機電設施運行過程投入成本比較高，在制定管理維護控制措施的之后，應盡量保證人力物力等各項資源的充足性，為設備功效的正常發揮奠定基礎保障。

4.1 對高速公路隧道機電設施整體狀況的檢測

高速公路隧道機電設施屬于一個完整的系統，所以要求檢測工作也要做到全面覆蓋，實際檢測過程中，工作人員應將各類機電設施看作一個統一的整體進行故障檢測和設備性能評估。其中最為關鍵的一點就是各機電設施之間的聯動狀態，當出現緊急情況的時候可以通過機電設備實施聯動控制，檢測的時候就可以通過有效的模擬，分析隧道機電設施系統各子系統可能出現的緊急狀況，進一步實施檢測，對整個機電設施系統運行狀態做出準確的判斷[5]。這就要求隧道監控設施能夠實時準確反映出現場的實際交通運行狀況，及時發布隧道內部出現的交通事故信息，第一時間對其他車輛提出警示，同時借助交通信號燈對擁堵車輛進行快速有序疏散。環境檢測設施能夠迅速采集和檢測隧道內部的風速和風向，通過和正常規定參考數值的對比分析，確定相應的控制措施。無論何時都要保證高速公路隧道內部緊急電話處于正常使用狀態，保證被困隧道內的人員能夠和外界及時取得聯系，并保證隧道內的火災探測器能夠準確檢測出隧道內的溫度和煙霧狀況，只有保證整個機電設施系統的相互協同運作，才能為高速公路隧道車輛提供一個安全可靠的運行環境。

4.2 高速公路隧道機電設施的預防性檢驗

預防性檢測技術的融入，其主要目的是能夠及早發現高速公路隧道機電設施一些潛在的隱患和問題，事先做好相應的防范對策，避免故障影響范圍進一步擴大，造成不必要的損失。預防性檢測具體執行過程中，首先要選定檢測目標，然后結合實際情況制定合理的檢測方案，檢測中如果發現設備存在故障，應組織工作人員立即實施維修和調試，直至機電設施性能滿足技術規定要求。

4.3 遠程控制系統養護檢測

遠程控制系統養護檢測在高速公路隧道機電設施中的應用主要體現在通風系統和照明系統當中，基于系統構架可以將隧道機電設施遠程控制系統分成上位機和下位機兩種，上位機即中央計算機，應用中多架設在監控中心，其主要作用是實現對隧道機電設施運行狀況的遠程監測與控制；下位機即可編程控制器，主要是針對隧道機電設施通信、數據傳輸和邏輯的控制。遠程控制系統實際應用中，其實就是監控中心通過中央計算機給可編程控制器發送指令，之后隧道機電設施作出響應，最終實現對機電設施的遠程控制。對于該控制系統的檢測和維護保養，主要包括數據是否達標和功能是否正常兩個方面，根據檢測結果評定遠程控制系統運行狀態是否良好，進一步制定最為科學合理的養護方案。

4.4 實行風險分級管控措施

眾所周知，高速公路隧道實施封道施工存在較大的難度，針對隧道機電設施故障的檢測和風險評估，我們可以對其實行風險分級管控，即一級風險管控、二級風險管控和三級風險管控。一級風險即特重大風險，比如：車道指示設施故障、供配電故障和消防設施故障等一些會嚴重威脅隧道行車安全的機電設施故障，此類故障往往會使隧道應急搶險功能完全喪失，所以要求檢修人員和相關養護單位在2h以內作出響應，并在4h以內趕到現場做出響應的處理。二級風險主要包括卷簾門遠程控制失效、部分區域監控失效，此類故障所造成的不良影響程度稍弱一些，可能會使隧道應急搶險功能部分喪失，惡化行車環境，要求檢修人員和養護單位8h內作出響應，24h內對故障進行排除處理。三級風險危害相對比較小，包括環境監測設備故障無法收集隧道環境數據、少數燈具故障（不影響隧道正常照明）等，要求檢修人員和養護單位12h內作出響應，48h內對故障作出處理。對高速公路隧道機電設施采取風險分級管控措施，主要是因為機電設施故障體現出較強的偶發性特征[6]，采取這樣的管控方式可以在保證隧道機電設施故障快速恢復的同時，最大限度減輕養護工作人員的工作量，使有限的養護力量發揮最大的價值。

4.5 以激勵手段加強日常巡檢力度

高速公路隧道環境通常比較惡劣，而且各類機電設施還需要全天候工作，所以日常運行中難免會出現一定的故障，而機電設施一旦出現問題會對隧道交通安全造成嚴重的影響，這就要求我們加強隧道機電設施日常的巡檢養護工作，提升隧道機電設施系統整體運行的穩定性，同時也為高速公路的通常運行和安全提供基礎保障。由于高速公路隧道機電設施種類繁多，檢修周期不統一，分布比較疏散，所以日常巡檢工作量比較大，基于此，我們可以采取三級巡檢模式：監控中心按日巡檢、養護單位月度巡檢、機電部門月度抽檢，這一巡檢方式的提出和應用，不僅強化了各管理部門之間的相互監督作用，同時還有效避免了因為責任心不強而導致設備維護不及時和巡檢不到位現象的發生，最大程度規避了單一化模式下無法保證巡檢的全面性和完整性，真正實現了對隧道機電設施故障的及時發現和快速處理，縮短了故障排除時間，降低了設施故障發生率。除此之外，養護單位還可以結合實際情況完善獎懲制度，通過物質或者精神獎勵刺激工作人員的積極性和熱情，實行保潔養護定量包干，在規定時間內定量完成保潔任務，保障了保潔養護質量，提高了機電設施運行安全等級。

4.6 延伸機電管養智能化趨勢

隨著時代的發展，特別是互聯網時代的帶來和5G技術的普及，在高速公路隧道機電設施檢測與控制工作中融入現代化物聯網技術已經成為了一種必然發展趨勢。具體需要從以下四個方面進行考慮：

（1）系統結構方面。隧道機電設施系統的控制應逐步從集中式控制向著現場自動化控制邁進，從多級控制向扁平化方向發展，借助于現代化物聯網技術和互聯網平臺，實現信息和數據的及時共享與調控，更好地保證機電設施系統維護保養工作的便捷性和可靠性。

（2）系統設備方面。不斷提高隧道機電設施檢測設備的智能化水平，積極引進智能檢測儀表（智能攝像頭、遙控器、遙測等），研發5G通訊和控制產品，利用這些智能化儀器可以快速獲取更加準確的隧道通風和交通運行情況，即使設備發生故障，利用智能手機等便攜式設備就可以實現對其的遠程控制。

（3）系統功能方面。實現應急預案一鍵聯動，包括信號燈自動疏導、照明燈自動打開、視頻自動切換、防火卷簾門自動開閉、情報板信息發布、風機自動運轉等。系統會充分結合事故發生區域采取最為科學合理的應急預案。

（4）可靠性方面。監控計算機或者其他任一控制點的失效都不會影響正常智能節點對現場設施的有效控制。

5 結束語

總而言之，想要保證高速公路隧道的行車安全，就必須加強對隧道機電設施的檢測和養護控制，在檢測工作中融入更多的現代化先進技術和設備，不斷提高養護人員的專業技能，保證隧道機電設施檢測和養護管理質量，提升機電系統運行效率，增強系統對于各類突發事件的處理能力，有利于降低故障率，保證隧道暢通，保障人們的生命財產安全。