公路隧道机电系统现状与发展

分类：机械论文发表时间：2012-12-07 09:47 关注：(1)

　　公路隧道不同于铁路隧道.需要安全人性化的照明.通风设施更需要一整套合理.周密的紧急事件救助方案。不论是戴高乐机场还是我国的国家大剧院，安全经济、美观的设计都是基础。要想完成安全先进和因人而异的公路隧道设计.需要设计人员具有丰富的公路隧道设计经验和对世界先进隧道设施设备的了解甚至精通。然而，目前存在的闭门造车、片面追逐工期的做法却阻碍了公路隧道的发展应用学科缺乏更高层次的理论研究的指导.规范标准没有或者滞后是我国许多应用科学领域的通病.片面地追求经济效益.追求科技成果的市场化周期是导致以上原因的根本.所以.目前我国缺乏科学院所对隧道安全.运营管理和紧急救助方案的理论研究也就不难理解了。本文从高速公路隧道机电系统设计、研究和运营管理三方面分析了我国高速公路隧道机电系统的现状,着重提出目前应急需解决的问题.

　　设计水平

　　自2002年初机电系统开始招投标以来，许多具有设计资质，但设计力量薄弱的单位都加入隧道机电设计行列中来，在针对隧道的设计中，忽视隧道的特点，仅靠模仿、照搬其他隧道的布置、功能需求等.甚至分包给个人设计。此外.设计能力较强的设计单位，虽能较好地抓住各隧道的运营特点和管理需求.并灵活掌握标准进行设计.但在隧道机电方面仍缺乏深入研究.创新意识不强，缺少与国外在隧道方面具有成功经验和成熟技术的国家进行交流合作.只能在原有水平上灵活应用，起不到带动整个国内隧道机电设计水平的作用，也很难适应我国高速公路飞速发展而急需短时间内提高设计水平的需求。

　　设计界面

　　隧道设计一般涉及到主体、监控、安全通风、消防、照明、供电、房建等部分，各部分一般由不同的设计单位、不同的设计部门、不同的设计人员来设计.这就需要合理划分设计界面，避免重复设计或设计遗漏。但现在隧道设计中经常出现一些不合理的界面划分，如隧道电力监控一般由供配电设计单位负责.而交通监控一般由机电设计单位负责.经常出现电力监控与交通监控分威两个系统设计，甚至出现因供配电设计单位人员不熟悉信号采集、控制、传输和处理等而遗漏电力监控设计。

　　设备选型

　　隧道机电系统实施好坏与采用的设备质量关系很大，这就要求设计中应细划设备性能标。明确设备应达到的功能，最大限度防止一些质量不好、未被正规检测单位检测的设备应用到工程中。但现在很多承包人为降低投标价或在工程实施中为提高工程利润，选用的设备参差不齐，有很多甚至是刚出厂的实验品，给隧道后期运营带来很多问题，尤其是一些关键设备在异常事故情况下影响检测或救援.造成不必要的损失。

　　隧道机电研究问题

　　近年来.已制定了一些隧道机电系统方面的标准规范，如高速公路隧道监控系统模式、公路隧道交通工程设计规范、隧道通风照明设计规范等.一些省份也在隧道机电方面开展了一些研究.如某特长公路隧道关键技术研究、隧道机电控制工程关键技术研究、广东省某长大公路隧道建设与运营管理成套技术研究等，但总的来说.隧道机电系统研究仍然存在许多问题。

　　缺乏制定完善的应急预案

　　隧道事故固然可怕，但在事故发生后，如果没有相应合理的应急预案实施，那后果更可怕。众所周知的原因，国内正在积极投入高速公路的建设当中，各科研设计单位对设计施工当中的课题投入的精力有限.而对于隧道的后期运营关心就更少了，对于隧道事故应急预案很少有机构进行研究，即使一些隧道管理单位在实际运营管理中形成了一些事故处理方案，但是否合理、是否可推广使用却没有机构对此做调查、分析的工作。

　　软硬件设备大部分依靠进口

　　纵观国内已经通车的隧道，隧道或隧道管理站的绝大部分设备都是国外品牌，如一氧化碳/能见度检测器、风速风向检测器、光强检测器、火灾检测器、监视摄像机、服务器、交换机、路由器、计算机、光端机、本地控制器、监视器等，仅仅情报板、信号灯、车道控制设备、标志灯、车辆检测器等一些科技含量低的设备为国产品牌。国外设备价格非常高.如果在国内没有维修点.还需将设备寄回到国外维修，成本高、周期长。

　　隧道软件开发方面虽然有一定的发展.但仍停留在实现简单的信息采集、处理、存储，要完全满足隧道管理的需要仍需时日。

　　隧道运营管理问题

　　隧道运营管理对于确保隧道安全运营以及较好的社会效益和经济效益十分重要。随着越来越多的隧道投八运营之中，国内隧道在运营管理方面取得了一定的成绩.但仍然普遍存在问题.特别是隧道事故数量有所增长。由于隧道特殊的环境.一旦发生交通、火灾事故将导致人员伤亡、设施毁坏、交通中断、甚至环境破坏.造成无法估计的经济损失。

　　隧道普遍存在安全隐患

　　在隧道事故中，有许多事故是由于隧道设施配置不合理、不完善引起的。一般有如下原因：

　　隧道内路面材料不合理.没有考虑到各种环境下的使用情况，如：水泥路面在雨天或路面灰尘多时，路面摩擦系数减小容易引起交通事故：

　　隧道内避难设置与路线衔接处的棱角易引发撞击交通事故，如：路面滑、刹车失灵等车辆易撞到棱角处，引起严重的车毁人亡事故：

　　隧道内主体工程的材料使用不当，如：易燃、抗温不高、有毒、抗暴烈不强的材料：

　　隧道内坡度过大，对于长隧道或特长隧道而言坡度不易过大、过长。对于上坡段行使的车辆尤其是大货车将释放大量的烟和有毒气体，对于下坡路段的车辆尤其是大货车易造成超速或刹车失灵：

　　横洞、避难通道的配套设施不完善.如：横洞无防火卷帘门、避难逃生通道无指引设备等：

　　隧道内设备位置不合理，如：紧急电话应考虑在紧急停车带增设摄像机应考虑在横洞、避难逃生通道等处增设：

　　隧道内设施不完善，如：横洞指示标志、避难逃生指示标志、设备

　　指示标志等不完善：

　　隧道内通风、照明设备不完善，如：风力不够、照明亮度不够等。

　　运营管理不完善

　　隧道运营管理是一个比较复杂的系统工程，涉及到部门协作、各种型号的设备、先进的技术等多方面的因素。隧道运营管理的好坏对于减少隧道事故发生、防止隧道事故扩大、减少事故损失具有非常重要的作用。目前，国内隧道的运营主要由监控(分)中心或隧道管理站进行实时监控.由公路管养机构负责救援及维修养护。对超速行使等违规行为的执法由交警部门负责.与消防、医疗部门的联系依靠报警电话。各部门之间相互关系松散.界面不清晰，如果洞内出现事故，公路、交警部门均可拖走损坏车辆，有时还发生纠纷.不利于迅速清理现场、恢复正常交通运营。

　　应惫救援逃生预案不完善

　　目前.我国现已开通运营的隧道除个别省份开通较早的隧道已有一定的运营管理经验外。多数隧道部处于摸索阶段，没有形成完善、成熟、有效的运营管理办法，更谈不上成熟、可行的应急救援和逃生预案。有些隧道管理部门制定了复杂、烦琐的救援预案不利于紧急情况下使用于，毫无经验的过路司乘人员，救援人员也会因现场混乱不能很好地实施预

　　案，鉴于国外和国内经验，预案应简单可行。

　　自救宣传教育不够

　　隧道事故、火灾时应贯彻以防为主、消防结合、自救为主的原则，但对于如何自救的宣传工作与国外隧道管理单位相差很多。由于对过路司乘人员没有宣传手段，大多数人员在事故时没有隧道遇险的自救知识，因而延误或失去了脱险的机会，造成的损失本可以避免或减轻。

　　常规维护不到位

　　目前国内普遍存在日常维护不能坚持按照规章执行，由于缺乏定期维护、维修，很多设备不能正常发挥作用。尤其在交通事故、火灾发生前和发生时不能及时报警或执行控制功能等，造成本不应有的损失。

　　高速公路隧道机电系统急需解决的问题

　　隧道设计和运营管理的综合研究

　　隧道(特别是特长隧道)的交通防灾、通风、照明、消防、安全等综合性研究是目前急需开展的课题，具有现实意义，研究成果发挥的效益将非常显著。在研究开展之初可以结合部分已开始或完成的课题.也可以对已通车运营的隧道进行广泛调查，吸取运营单位的成功经验.缩短研究时间。

　　制定、修订标准规范

　　我国隧道已建成很大规模，隧道标准体系急需建立。根据现有设计、施工、运营的经验并结合国外最新的动态，对已实施的标准规范进行修订，避免在工程设计、实施和运营当中出现已被证实错误的条款再度使用。随着我国道路工程技术标准的修订，一些已制定的标准规范也应做进一步的调整和修改。此外，在如下方面应加紧标准规范的制定：在设计方面，应解决设计方法、设计规模、设计深度的问题，既避免功能不足，又避免功能过剩在产品选型方面(目前已对部分设备制定了标准)，制定公路隧道机电设备技术要求或产品指南，既满足工程招标的需要.又可使产品逐步标准化、通用化在施工方面，制定施工规程与规范，工

　　程严禁无资质的单位施工，减少分包层次：在运营管理方面，制定隧道机电养护和救援规范，制定隧道使用手册(包括隧道构成、设备配置、设备功能及使用、异常情况司机、乘客的正确行动方式等制定隧道通行车辆管理规范等。

　　研究并制定紧急预案体系

　　根据目前已通车隧道的运营情况并结合国外成功经验研究并制定适合我国的隧道防灾、救灾紧急预案体系，预案体系应详细规定灾害应急救援标准作业程序、健全救援组织机构和设备、健全灾害应急救援演习计划、制定隧道管理人员训练计划、制定隧道使用者应急手册、建立隧道设施机电系统备用材料程序、制定隧道机电设施养护手册等。充分利用现代科学技术手段、科学方法，建立合理的灾害事故救援预案，提高高速公路隧道管理水平，避免由于事故处理不及时或不正确导致的二次事故发生.达到简单易行的目的。

　　建立监测和研究中心

　　目前国内隧道科研课题并不少，但非常分散、研究力量不足。为避免国内目前科研课题重复、科研成果分散、科研力量薄弱、隧道事故运营管理经验缺乏交流等问题，建议在隧道较多的省份(直辖市)设置省内隧道监测中心。在力量雄厚、条件卓越、便于交流的科研单位成立全国性隧道交通工程监测和研究中心，监测包括隧道的设计、施工、运营各个环节的技术应用、问题解决、成功经验等，并建立数据库，以便行业内部人员查询，实现研究成果共享。

　　建立研究中心有利于固定研究队伍、综合研究成果、长期观察研究效益，避免在研究道路上花冤枉钱、走冤枉路，便于技术交流，很多发达国家都采取该方式。

　　规范设计市场

　　随着我国交通行业设计市场开放，吸引了大量企事业单位从事交通设计。为在激烈的市场竞争中争取一席之地，很多设计单位由于自身技术力量薄弱采取不合理、恶意竞争方式，甚至行贿受贿，导致设计质量下降，有的设计项目出现设计过程中变更单位的现象。相关部门应出面规范设计市场。

　　加强人员培训和技术交流

　　近年来，国内许多企事业单位组织了隧道设计、运营单位的人员进行培训和技术交流，取得了一定的效果，但仍然有部分人员在技术水平有限的情况下进行着隧道的设计和运营管理。相关部门应加强人员培训和技术交流的力度。

　　另外，由于我国高速公路发展的时间短、科研力量薄弱，很多设计还处在不断地照抄、照搬中，很多问题还处在探讨、摸索中，很多国外成熟的新技术、新方案仍然没有得到有效应用。因此，我们应在国内选择经验丰富、实力强的科研单位长期和发达国家相关部门建立合作关系，派出技术较好、接受能力强的技术人员去学习，交流经验，并规范学习检查验收制度，避免一些打着学习交流的口号出国游玩的现象出现。

　　结束语

　　我国高速公路隧道机电系统近年来在设计、研究、运营管理方面虽然取得了不小成绩，但仍然存在许多急需解决的问题，未来一段时间内高速公路隧道机电系统研究任重道远，需要政府机构、团体协会、科研院校、监理施工单位以及广大热爱隧道机电系统的人员共同努力。

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