祁临高速公路韩信岭隧道群机电系统

发布时间：2011-6-7 10:35:15 部门：祁临公司 作者：刘元元

近年来，随着公路机电系统的不断完善和提升，机电系统的应用和维护日益受到关注，尤其是公路隧道机电系统，它肩负着在满足隧道日常运行的基础上，切实做好防灾、减灾的重要任务。为了实现其安全、可靠、可控、经济、稳定、便捷等功能，具体划分为以下八大系统：照明系统、通风系统、交通控制系统、火灾检测报警与消防系统、通信与广播系统、紧急疏散控制系统、中央控制系统、供配电系统等，下面就祁临高速公路韩信岭隧道群机电系统的管理与发展简要叙述如下。

1、机电系统在隧道运营中的主要经验

1.1中央控制系统自动化的必要性

韩信岭隧道群自动控制系统包括隧道照明、风机、交通信号灯、交通指示灯、可变情报板、光亮度检测仪、CO-VI监测仪等内容，从实际效果看，它在节能降耗、远程检测、自动控制等方面发挥着重要作用。其中最主要的部分是节能减排、隧道照明控制、交通指示方面，按设计标准自动实现日间隧道洞内照明灯全亮；夜间路灯亮，隧道入口半洞花灯照明，出口半洞单侧照明，达到渐近效果，洞内外光线渐趋衔接，尽可能降低色差影响，给过往司乘人员提供适宜光源，避免了手动控制带来的物质损耗和安全风险，且从实际统计数据看，与照明灯全天全开比要节约电费40%左右。

自动控制时间可依据天气情况自行设定，还可根据需要改为手动控制，在控制室便可远程控制。其次，隧道洞口交通信号指示灯控制也能够起到关键指示作用，例如当某隧道

施工期间右侧车道封闭，洞口右道交通信号灯可调整为红色×号，为过往车辆提供了明确的指示信息，起到良好的交通指示作用。

1.2设备日常维护的重要性

隧道中的机电设备受限于相对密闭环境，影响因素较多，损坏率较高，寿命较短，这就需要对整个系统进行不间断地监控。韩信岭隧道群大部分机电设备已与中央控制系统对接，可通过设在控制室内的主机进行检测与监控，每日通过主机巡查便可掌握现场机电设备的情况，发现问题及时处理，配合现场随机抽查，达到机电设备较高完好率的保障。主要工作由专业电工进行落实，同时还与专业维护公司签订了维护合同，相对专业的设备由其负责进行维护与维修，小型故障2小时，中型故障4小时，大型故障8小时内必须消除。日常维护重点是图像上传的完好率每天不低于99%，摄像机清洗，基本要求为每季度一次；机柜、系统磁盘、设备保养维护，负责与厂家联系，建立备品备件库，以备不时之需。通过运行近一年来的情况看，效果显著，机电系统故障一般都能按规定如期消除，大大提升了设备运行的完好率，为各项工作的顺利开展提供了基础保障。

除此之外，还采取了一年两次的集中检修制度，本制度是结合当地电力部门检修时间制定的，即春检与秋检，电力大检期间常伴有停电安检环节，可请当地电力部门给予高压线路的检查，同时解决其它线路上的问题。检修期间加入了清洁施工，即对配电柜、照明灯、摄像机、控制箱等机电设备进行清洁处理，一年两次的清洁处理，可以大大提升机电设备的使用寿命，从而有效保障通讯畅通、照明度、图像上传率等关键环节。

1.3新技术在隧道中的应用

为降低隧道运营成本，实现高效运转，应进行必要的改革创新，引用新材料、新工艺、

新技术。其中节能减排中最重要的一部分就是如何降低照明系统的负荷，已成为该系统深入研究的课题，近年来LED照明灯以它节能率高为优势，已逐渐被推广到隧道中使用。

2009年底，在省高管局节能小组统一安排下做为试点，燕家岭隧道上行单洞进行了LED节能改造，即将原有高压钠灯全部更换为LED节能灯，该灯最重要的作用就是节能，通过实际检测统计数据，结果显示节能率在50%左右，不足之处是泛冷光色、透光率略差，运行以来从效果看，保持它的清洁度还是可以高效使用的。

2、关于创新发展的几点思路

2.1完备不间断监控系统

目前，所有监控设备无备用电源，而短隧道未设备用电源，意味着停电时无法对隧道进行有效监控，难以实现24小时不间断监控目标。从这点考虑，结合摄像机用电量很小等现场因素，可挂接应急照明灯备用电源或建立独立EPS备用电源系统，以确保高速公路全时段、全路段监控工作目标的实现。

2.2保持交通安全系统的设施功能

山西公路隧道洞内环境其独有的特点就是污染较重，由此带来诸多问题，尽管有排风系统，但洞内视线仍相对不好，直接影响交通行车安全。

2010年对韩信岭隧道群道路进行了亮化工程建设，包括洞口设LED轮廓灯，洞内完善电光标志，洞壁重新粉刷防火涂料或贴瓷砖等，隧道内光亮度大大提升，改变了以往隧道行车环境，进一步提高了隧道行车的安全。但由于相对维护周期长，各项设施功能削弱

较快，反光标识个别缺失，反光效果降低，洞壁污染严重，光亮度大大减弱。故或可将保持隧道亮化作为照明系统以及交通安全系统的辅助系统，制定合理维护周期，保持功能齐备，以提高隧道道路的行车安全。

2.3完善信息提示系统

隧道信息提示系统由设在隧道群进出口两个主线的可变情报板和洞口可变限速标识牌组成，主线可变情报板距离隧道群有一定距离，无法做到近距离告之提示；洞口可变限速标识牌受体积小约束内容受限，且电源由隧道照明系统提供，一旦停电无法进行及时提示。

现在的运行方式是停电后，由隧道机电维护人员赶往现场设置“隧道停电”标志牌，当隧道恢复供电后，再由隧道机电维护人员赶往现场撤除“隧道停电”标志牌，由此我们可以看出存在的问题有：一是每当隧道停电后就需要往返隧道现场两次，以设置和撤除标志牌，这必将需要大量的人力和物力；二是更为重要的是从隧道停电到维护人员赶到现场设置标志牌总是存在时间差，这就造成隧道停电信息无法及时发布。这些问题都将给营运带来管理风险。目前，我单位正在研制自动反光板提示系统，在原来洞口可变限速标识牌设备上加装相关设备即可实现停电自动提示，提供及时停电信息，进一步向过往司乘人员提升隧道的行车安全。

3、简述延伸智能化趋势

隧道机电主要是为了进行控制，防患于未然，其关键是解决控制网络模式与提高控制软件智能化水平。应用网络技术是控制发展的必然趋势。能够适应未来发展需要的自动控制网络技术应具有开放性、互操作性、通信介质不受限制、操作系统结构全面、拓展多样化、通信协议具有可移植性等特点。控制是实现隧道管理目标的根本手段，从系统结构考

虑,系统控制应从集散式控制系统逐步发展为现场控制,从多级控制发展为二级控制,采用互联网技术进行现场控制,通过互联网进行数据交换、信息共享与区域协调控制,从而提高系统的可靠性、维护操作的方便性；从系统设备考虑，应提高检测设备的水平，大力发展数字化与智能化仪器仪表，发展无线通讯与控制产品，实现遥测、遥讯、遥控，如通过图像处理检测器检测交通参数，既为交通控制、通风控制提供了依据，又可随时监视隧道的运营状态，达到检测与监视的统一，如果设备有故障，可以实时传到手机之类的便携式设备上并进行远程控制；从系统功能考虑，火灾报警系统应达到自动检测与消防实现联动，根据火灾类型与严重程度自动制定灭火与救援措施；通风控制系统不但要考虑隧道的环境指标，而且要考虑交通运营状态，达到既能为司乘人员提供良好的环境，又考虑设备的运转平衡节约能源与提高设备使用寿命的目的；交通控制系统应能自动判别交通状态，异常自动检测与处理，为驾驶员提供交通与环境信息，进行路线指示、引导与诱导，提高车速，降低事故率与事故的严重程度。可靠性方面，监控计算机及任一控制点的失效不会影响正常智能节点对现场设施实施的控制。至于管理成本方面，通风与照明费用是系统运营最大的支出项目，如何既保证隧道运营所需的环境条件，又考虑设备的使用寿命与节约能源，是个值得深入研究的问题，通风与照明控制系统既要考虑环境与交通要求，也要考虑设备的使用寿命与节能。总之，信息检测数字化、信息交流网络化、运营状态可视化、系统控制智能化、系统管理科学化是隧道机电系统的必然发展趋势

总之，先进的设备为隧道的安全畅通提供了可靠的硬件条件，而科学的管理则是长期支持隧道正常运转的根本保证。随着精细化管理目标的深入和机电系统一体化进程的发展，相信机电系统维护会有更好的发展与未来。