2021-4-13 | 機電工程論文
一、公路隧道機電工程的構成及功能
(一)隧道通風、照明系統
隧道通風子系統是應對隧道內的煙霧、粉塵、車輛尾氣、隧道火災,進行洞內通風的系統,主要包括隧道風機、風機控制柜、軟啟動器等設備,分本地控制及遠程控制兩部分,本地控制通過風機控制柜、軟啟動器等設備實現風機的正轉、反轉、停止等功能的控制,遠程控制是通過遠程計算機通過PLC網絡對風機控制柜進行控制。目前福建隧道風機基本采用射流風機縱向通風方式進行隧道通風。
(二)隧道監控系統
監控系統是實現高速公路大流量、快速而安全地指揮調度系統,它隨時收集交通流量、氣候、路況及隨時發生的意外情況,方便管理人員對車流進行適時指揮。尤其對于意外情況,會不同程度地對交通狀況產生影響。例如由于交通事故、車輛故障、道路維修、隧道火災以及惡劣天氣等造成的局部交通阻塞,甚至引發二次交通事故,這就需要必須及時地采用先進的、自動化程度較高的監控系統設備來檢測、疏導、發現和處理這些異常事件,保證高速公路的安全運行和暢通。隧道監控系統主要包括:CCTV系統、火災報警系統、可變情報板系統、隧道通行指示燈、車輛檢測器、環境監測系統及隧道廣播系統。通過這些系統進行信息的采集與處理,及時把隧道的通行情況通過信息發布系統傳達給司乘、交警、高速公路等相關人員。監控信息的處理由多種系統構成,包括信息采集子系統、信息處理子系統、信息發布子系統、信息傳輸子系統。信息采集子系統主要由道路攝像機、能見度檢測儀、車檢器、CO/VI檢測儀、緊急電話、火災報警探測器等設備構成;信息處理子系統主要由計算機服務器構成,對收集到的數據進行分析、處理,提供給管理人員:信息發布子系統主要由大、小可變情報板、車道通行信號燈、廣播等構成;信息傳輸子系統主要由SDH光傳輸設備、程控交換設備和光纖線路等組成。
(三)隧道通信系統
通信系統為公路隧道的信息采集、發布、控制、圖象信息的傳輸提供通信鏈路,利用sDH光傳輸設備及光纖網絡,保證數據傳輸的可靠、穩定。
二、公路隧道機電工程設計原則
(一)滿足現代交通管理需求
隧道機電工程逐步實現數字化控制,采用電力監控控制系統,實現遠程與本地控制,全方位地掌握隧道內交通情況,包括車流量、空氣質量、隧道照度等。主要實現以下幾個目標:1.監視沿線交通運行狀況,采集交通、氣象參數,發布信息和指令;2.監控隧道內環境狀況,形成一個良好的行車環境,保證行車和人身的安全健康;3.監視隧道內火災情況,一旦某個隧道發生火災,監控系統能迅速做出反應,調整信號顯示,疏導交通,維持車輛的正常運行;4.平滑交通流、控制車速,減少交通擁擠和阻塞;5.及時發現和處理交通事故,減少二次事故的發生;6.及時提供必要的信息,給道路使用者提供幫助;7.保證服務水平、提高通行能力、減少車輛延誤。
(二)系統具有可擴展性
社會經濟的不斷發展會對交通信息準確性提出更高的要求,并會考慮當前需要,要保證高速公路隧道機電工程系統具備系統功能擴充的可行性。
(三)適應具體路段和公路網特點根據目前福建省高速公路監控系統的建設情況,管理體制分為四級:省監控中心一市(區域)監控中心一監控分中心一監控外場設備。省監控中心對全省高速公路進行統一監控和管理;市(區域)監控中心對所轄區域的高速公路進行監控和管理;監控分中心對所轄路段的高速公路進行監控和管理。各路段監控設施采集的圖像和數據分析處理后,通過分中心上傳市(區域)監控中心和省監控中心。
三、公路隧道機電工程面臨的問題
(一)隧道檢修時面臨問題公路隧道工程是一項大的工程,對此的維修更是一場持久戰。目前,高速公路隧道里均設置了檢修道,設置于隧道兩側,其下為電纜溝,檢修道離路面不到ZOcm,供人行走和維修使用,但在實際使用中,易被車輛沖上檢修道,威脅人身安全。隧道環境條件惡劣,車輛尾氣、能見度低等現象嚴重影響維護人員的人身安全。
(二)電纜防盜問題高速公路隧道里電纜被盜時有發生,一方面造成重大的經濟損失,更重要的是嚴重影響設備的正常運行,給隧道營運安全構成威脅。從電纜被盜情況分析,主要是外場設備電纜和隧道電纜被盜較多,隧道電纜被盜又集中在配電室至洞口及洞內15OM范圍內,洞中及橋架上電纜被盜情況少見。目前福建高速公路設計建設時將電纜的防盜問題統一考慮,在設計時明確電纜的直埋、深埋、封堵等敷設方式和施工工藝并監督施工單位按要求施工到位,部分長隧道還進行洞口電纜溝水泥包封,另一方面在機電工程設計時也可采用一些“科技防盜”手段。
(三)火災檢測及報警系統問題公路隧道內相對于高速公路,火災系統尤為重要,雖然隧道火災發生頻率相當低,但一發生火災都是大事故,嚴重危害司乘人員的生命安全。這就要求管理單位要定期對火災系統進行檢測,目前隧道火災檢測系統主要有自動探測設備(雙波長火焰檢測系統、光纖光柵火災報警系統、分布式光纖感溫報警系統)及手動報警按鈕兩方面.手動報警的檢測只需要人工定期檢測就能實現;但自動探測設備需較大的火源,且阻斷交通才能進行測試,隨著運行年限的加長,火災報警設備是否能自動檢測到火災的發生,就需要進行大規模的隧道火災試驗,但在己通車路段,是一件相當困難的事情。
四、結語
公路隧道營運管理工作是一個復雜的系統工程,本文也主要是以工程的構成和管理的角度來看待問題的,加之本人水平有限,因此諸多想法和建議存在局限性和片面性,不正之處歡迎大家批評指正,同時也希望起到拋磚引玉的作用,希望公路隧道機電工程的建設和管理得到更多的關心和關注,當然這項工程也是需要花費更多的時間和金錢去管理的,加強機電工程方面的設計、管理不僅能保證工程質量,而且能夠降低工程造價,提高施工效率,取得社會經濟效益的雙豐收。通過“關愛設計”增強高速公路的容錯功能,通過“人性管理”使高速公路交通更加和諧。
作者:吳勤峰 單位:福建羅寧高速公路有限公司