高速公路隧道機電設(shè)施檢測技術(shù)研究

白 海 峰

(山西交通控股集團有限公司晉城高速公路分公司，山西 晉城 048100)

1 高速公路隧道機電設(shè)施故障的特點

高速公路隧道機電設(shè)施受到運行環(huán)境，設(shè)備自身質(zhì)量，運營管理等方面因素的影響，在使用過程中會出現(xiàn)各種不同形式的故障。由于高速公路隧道機電設(shè)施具有特殊性，其產(chǎn)生故障的特點有以下幾個方面。

1.1 不確定性

高速公路隧道機電設(shè)施內(nèi)部包括大量的單片機，傳感器和通訊模塊，由于其工作環(huán)境差異性大，造成機電設(shè)備的故障發(fā)生具有不確定性。如果在高速公路運營管理中建立完善的管理制度，建立完善的保養(yǎng)與維修機制，對隧道機電設(shè)施潛在的故障進行有效預(yù)防和消除，可以大大降低故障率。

1.2 隱蔽性與敏感性

高速公路隧道機電設(shè)施種類繁多，設(shè)備之間的差異性大，造成檢測數(shù)據(jù)的差異性大，不容易將設(shè)備故障檢測出來。另外，在機電設(shè)施檢測過程中，檢測人員操作失誤也會造成正常的機電設(shè)備出現(xiàn)故障。

1.3 維修模式陳舊

目前對高速公路隧道機電設(shè)施的管理已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的定期維修的模式，但在機電設(shè)備維修過程中仍然以更換零件的方式為主，這種方式不能從根本上消除設(shè)備故障，甚至導(dǎo)致設(shè)備故障高發(fā)。

2 隧道機電設(shè)施重點檢測項目分析

2.1 通風(fēng)設(shè)施

隧道通風(fēng)設(shè)施的檢測主要包括風(fēng)量指標和風(fēng)機啟動響應(yīng)時間，其中風(fēng)量指標主要是對隧道斷面平均風(fēng)速的檢測。隧道內(nèi)風(fēng)機正常運行可以將隧道內(nèi)部的有害氣體稀釋，提高隧道內(nèi)部的可見度，提高行車安全。隧道斷面平均風(fēng)速的檢測采用風(fēng)速風(fēng)向檢測儀，分別在不同點位和不同接地高度處布置。布置點位一般以距隧道口100 m選取一個斷面，距地面高度分別為2 m，3 m，4 m。通過對每個隧道斷面不同高度的風(fēng)速進行檢測，并計算確定平均值。通過將平均值與標準值相對比，確定風(fēng)速是否合格。風(fēng)機啟動響應(yīng)時

間是測定自發(fā)出啟動信號到風(fēng)機啟動的時間，使用秒表進行檢測，并注意響應(yīng)時間檢測結(jié)果應(yīng)將PLC內(nèi)部程序延遲時間扣除。

2.2 照明設(shè)施

隧道內(nèi)部照明設(shè)施的檢測主要指標是照度，也就是隧道內(nèi)燈具的光照強度，使用照度計進行測量。照度測量采用水平放置照度計進行觀測，多點測量后取平均值即可。根據(jù)照度檢測數(shù)據(jù)計算照度總均勻度和縱向均勻度，照度總均勻度=最小照度/平均照度，縱向均勻度=最小亮度/最大亮度。

2.3 低壓配電設(shè)施

低壓配電設(shè)施主要檢測發(fā)電機組啟動時間，是指從點火啟動到發(fā)電趨于穩(wěn)定所經(jīng)過的時間。點火啟動是直接在發(fā)電機組操作面板上進行的，檢測時應(yīng)將系統(tǒng)設(shè)置的延時啟動時間扣除。

2.4 緊急電話與廣播設(shè)施

緊急電話與廣播設(shè)施的檢測指標主要是檢測呼叫位置的顯示和地址碼，其中地址碼不應(yīng)重復(fù)。每一臺分機緊急電話都有自己固定的地址碼，可以幫助監(jiān)控中心確定來電位置，在緊急情況下可以快速確定事故發(fā)生位置，測試時通常需要兩位工作人員配合完成。

2.5 閉路監(jiān)視設(shè)施

閉路監(jiān)視設(shè)施的主要檢測指標是傳輸通道，主要通過測試同軸電纜的工作情況確定。檢測過程中采用信號發(fā)生器發(fā)送模擬視頻信號，通過綜合信號測試儀對信號通道指標進行檢測，并與相應(yīng)的技術(shù)指標要求進行對比，確定是否存在故障。如同步脈沖幅度的標準值為300 mV±20 mV，檢測結(jié)果應(yīng)在280 mV～320 mV之間。

2.6 監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡(luò)

對監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡(luò)的主要檢測指標采用網(wǎng)絡(luò)認證的方式檢測確定。檢測結(jié)果可直接與標準值進行對比，確定是否合格。監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡(luò)各指標檢測前首先應(yīng)確定線纜的類別，一般分為五類線和六類線，類型不同標準不同。另外，連線方式有直連線(568B-568B)和交叉連線(568A-568B)兩種，均為合格方式。

3 高速公路隧道機電設(shè)施檢測技術(shù)

3.1 整體狀況檢測

高速公路隧道機電設(shè)施整體狀況檢測是指在檢測過程中不僅要對主要設(shè)施進行檢測，還要對其包括的子系統(tǒng)進行檢測，以對系統(tǒng)整體狀況進行全面評估。在機電系統(tǒng)整體狀況評價中，最關(guān)鍵的指標是隧道各機電設(shè)備之間的聯(lián)動控制，以保證在出現(xiàn)緊急狀況時可以實現(xiàn)聯(lián)動配合。

可通過模擬隧道內(nèi)發(fā)生緊急狀況來對各個子系統(tǒng)的運行情況進行檢測，主要確定隧道各監(jiān)控設(shè)施的反應(yīng)速度?？勺儤酥緫?yīng)在發(fā)生交通事故后及時發(fā)布交通信息，提示車輛不可進入，防止加劇隧道內(nèi)部擁堵。交通信號等應(yīng)及時做出反應(yīng)發(fā)出警示信號，幫助疏散車流。環(huán)境監(jiān)測設(shè)施實時檢測與采集隧道內(nèi)的風(fēng)向，風(fēng)速，一氧化碳等信息，并與正常值比較，制定隧道內(nèi)通風(fēng)和照明方案，反饋給管理者。檢測緊急電話是否能夠正常使用，并使用有線廣播傳遞信息，幫助進行隧道內(nèi)車輛和人員疏散。檢測火災(zāi)探測器是否能夠?qū)λ淼纼?nèi)部煙霧和溫度的變化進行實時監(jiān)測，并與消防與警報設(shè)施聯(lián)動，保證各組成部分正常運行。通過模擬隧道內(nèi)發(fā)生緊急狀況對各個子系統(tǒng)的運作狀態(tài)進行檢測，可對隧道機電系統(tǒng)的整體狀態(tài)進行科學(xué)評價。

3.2 預(yù)防性檢測

通過定期對高速公路隧道機電設(shè)施的主要技術(shù)參數(shù)進行檢測，監(jiān)測設(shè)施運行情況，并對機電設(shè)施的機能劣化情況進行判斷，可以及時發(fā)現(xiàn)故障，預(yù)防突發(fā)性故障，減少企業(yè)經(jīng)濟損失。制定計劃，劃分重點和關(guān)鍵設(shè)施，確定檢測內(nèi)容，參數(shù)和頻率，定期對高速公路隧道機電設(shè)施進行周期性檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，做到防患于未然。

3.3 故障響應(yīng)機制

為了能夠?qū)Ω咚俟匪淼罊C電設(shè)施故障進行快速響應(yīng)，必須建立一套故障檢測與診斷相結(jié)合的工作機制。通常系統(tǒng)故障響應(yīng)流程包括以下幾個方面：

1)建立故障檢測數(shù)據(jù)庫。對日常的檢測數(shù)據(jù)進行收集和分類，保存歸檔，以便全面掌握各機電設(shè)施的運行情況，需要時及時調(diào)用。

2)診斷分析。對機電設(shè)備的能耗，使用時間和故障情況進行分析，對其功能進行評估。

3)維護系統(tǒng)。根據(jù)診斷結(jié)果，確定各機電設(shè)施的故障等級，進而確定維修時間與范圍，以便進行及時維修。

通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)對機電系統(tǒng)內(nèi)部的各設(shè)施的故障和維修內(nèi)容進行分析，實行全面的管理，建立故障響應(yīng)機制，提高隧道機電設(shè)施維修效率。

4 結(jié)語

正確運用高速公路隧道機電設(shè)施檢測技術(shù)，可以提高隧道機電系統(tǒng)的運行效率，也是質(zhì)量控制的有效手段。分析高速公路隧道機電設(shè)施故障的特點，可確定其特有的特點，便于進行質(zhì)量控制。準確確定隧道機電設(shè)施檢測內(nèi)容，制定檢測方案，防止遺漏關(guān)鍵設(shè)施。通過對高速公路隧道機電設(shè)施進行整體性檢測、預(yù)防性檢測和故障響應(yīng)機制檢測，可對機電設(shè)施的運行情況進行全面掌握，便于及時對系統(tǒng)故障進行處理，保證了系統(tǒng)運行效率，提高了對突發(fā)事件的處理速度，有利于降低故障率，保證行車安全，提高經(jīng)濟效益。