謝耀華，劉　麗 ，付建勝

(1.招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶　400067； 2.陜西致遠(yuǎn)行交通科技有限公司，西安　710077)

一種公路隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價方法

謝耀華1，劉麗2，付建勝1

(1.招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶400067； 2.陜西致遠(yuǎn)行交通科技有限公司，西安710077)

摘要：提出一種基于公路隧道機(jī)電設(shè)備技術(shù)指標(biāo)狀況、機(jī)電設(shè)備功效指標(biāo)狀況、養(yǎng)護(hù)管理制度完備性與執(zhí)行情況及機(jī)電設(shè)備覆蓋率等4個方面評價指標(biāo)的高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)評價方法。采用本方法可及時掌握機(jī)電系統(tǒng)的運行管理現(xiàn)狀，為隧道機(jī)電系統(tǒng)的后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理提供參考。

關(guān)鍵詞：隧道機(jī)電；運營管理；評價；方法

隧道結(jié)構(gòu)較為封閉，其車輛通行環(huán)境較差，交通事故率高且危害程度大，且事故發(fā)生后應(yīng)急救援處置難度高，嚴(yán)重影響隧道的日常運營安全。顯然，隧道已成為公路運輸網(wǎng)絡(luò)運營安全的瓶頸之一[1]。

隧道機(jī)電系統(tǒng)良好的運行狀況是隧道安全運營的保障。為確保隧道機(jī)電系統(tǒng)良好運行，應(yīng)盡可能全面掌握隧道內(nèi)各類機(jī)電設(shè)備的運行狀況。由于隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)備種類較多，數(shù)量較大，要掌握隧道機(jī)電設(shè)備的運行狀況需對隧道內(nèi)的各類設(shè)備進(jìn)行全面評估[2]。本文在選取評價指標(biāo)時，借助于對交通行業(yè)專家、隧道運營方管理人員、工程師的調(diào)查，確定隧道機(jī)電系統(tǒng)運行管理的評價應(yīng)從機(jī)電設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)狀況、機(jī)電設(shè)備功效狀況、養(yǎng)護(hù)管理制度的完備性與執(zhí)行情況及機(jī)電設(shè)備的覆蓋率等4個方面來建立評價指標(biāo)體系[3]。

1評價體系建立

本文提出的公路隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價體系分為3層：第1層為評價目標(biāo)，即隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價；第2層包含4個方面，即機(jī)電設(shè)備技術(shù)指標(biāo)狀況評價、機(jī)電設(shè)備功效狀況評價、養(yǎng)護(hù)管理制度及其執(zhí)行情況評價和機(jī)電設(shè)備覆蓋率評價；第3層為細(xì)化后的評價因素層。其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

隧道機(jī)電系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和功效狀況評價主要基于供配電設(shè)施、照明設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施及監(jiān)控與通信設(shè)施5大類機(jī)電設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)與各設(shè)備功能的完好情況來進(jìn)行。管理養(yǎng)護(hù)制度及其執(zhí)行情況通過現(xiàn)場調(diào)查運營監(jiān)測值班制度、運營監(jiān)測值班制度、維護(hù)保養(yǎng)制度、設(shè)備檔案管理、備品備件管理、內(nèi)頁資料管理、管理維護(hù)檔案等幾項機(jī)電系統(tǒng)運營管理重要制度的施行情況進(jìn)行評價[4-5]。機(jī)電設(shè)備覆蓋率主要通過消防設(shè)施、車輛檢測器、CO/VI、亮度檢測器、風(fēng)速風(fēng)向檢測儀、本地控制器、可變標(biāo)志、攝像機(jī)、車道指示器、緊急電話等重要設(shè)施的覆蓋率來評價。

圖1　隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價體系結(jié)構(gòu)

2評價模型建立

2.1設(shè)備技術(shù)指標(biāo)評價模型

設(shè)備技術(shù)指標(biāo)評價主要通過設(shè)備各技術(shù)指標(biāo)的完好率進(jìn)行體現(xiàn)，是設(shè)備在使用期間未發(fā)生故障的概率，可以表征設(shè)備當(dāng)前所處的完好程度，即設(shè)備在已使用期間可正常使用的概率，其主要通過實地檢測得到的檢測數(shù)據(jù)計算獲得[6]。

隧道機(jī)電設(shè)備主要對供配電設(shè)施、照明設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施及監(jiān)控與通信設(shè)施5大類設(shè)備進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)評價。評價模型如圖2所示。

圖2　設(shè)備技術(shù)指標(biāo)評價模型

圖2中，C11、C12、C13、C14、C15分別為供配電設(shè)施、照明設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施及監(jiān)控與通信設(shè)施的設(shè)備技術(shù)指標(biāo)評價值，其值通過專業(yè)檢測部門現(xiàn)場檢測獲??；Q11、Q12、Q13、Q14、Q15為其對應(yīng)的權(quán)值；C11n為供配電設(shè)施技術(shù)指標(biāo)的檢測子項n的檢測值，Q11n為其對應(yīng)的權(quán)值；C15n為監(jiān)控與通信設(shè)施技術(shù)指標(biāo)的檢測子項n的檢測值，Q15n為其對應(yīng)的權(quán)值；B1為機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)評價值。

第3層各機(jī)電設(shè)備子系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)評價值計算公式如下：

式中：C1i為隧道機(jī)電系統(tǒng)中的第i個子系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)評價值；C1ij為該子系統(tǒng)中第j個技術(shù)指標(biāo)的檢測子項值；Q1ij為第j個技術(shù)指標(biāo)檢測子項所對應(yīng)的權(quán)值。

機(jī)電設(shè)備技術(shù)狀況評價值計算如下：

即

評價模型中，參照J(rèn)TG H12—2015《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，隧道機(jī)電設(shè)施各個系統(tǒng)權(quán)重取值。各類機(jī)電系統(tǒng)評估子項參照J(rèn)TG H12—2015選取，其權(quán)值通過專家法獲取[7]。

2.2設(shè)備功效指標(biāo)評價模型

設(shè)備功效指標(biāo)評價模型與設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的模型相似，如圖3所示。

圖3　設(shè)備功效指標(biāo)評價模型

圖3中，C21、C22、C23、C24、C25分別為供配電設(shè)施、照明設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施及監(jiān)控與通信設(shè)施的設(shè)備功效指標(biāo)評價值，其值通過專業(yè)檢測部門現(xiàn)場檢測獲?。籕21、Q22、Q23、Q24、Q25為其對應(yīng)的權(quán)值；C21n為供配電設(shè)施功效指標(biāo)的檢測子項n的檢測值，Q21n為其對應(yīng)的權(quán)值；C25n為監(jiān)控與通信設(shè)施功效指標(biāo)的檢測子項n的檢測值，Q25n為其對應(yīng)的權(quán)值；B2為機(jī)電系統(tǒng)功效指標(biāo)評價值。

第3層各機(jī)電設(shè)備子系統(tǒng)功效指標(biāo)評價值計算公式如下：

式中：C2i為隧道機(jī)電系統(tǒng)中的第i個子系統(tǒng)的功效指標(biāo)評價值；C2ij為該子系統(tǒng)中第j個功效指標(biāo)的檢測子項值；Q2ij為第j個功效指標(biāo)檢測子項所對應(yīng)的權(quán)值。

機(jī)電設(shè)備功效狀況評價值計算如下：

即

評價模型中，功效評價指標(biāo)參照J(rèn)TG H12—2015選取，其權(quán)值通過專家法獲取。

2.3管理養(yǎng)護(hù)制度及其執(zhí)行情況評價模型

隧道機(jī)電系統(tǒng)的好壞，與其管理養(yǎng)護(hù)制度的完備度及其執(zhí)行情況密切相關(guān)，因此對管理養(yǎng)護(hù)制度進(jìn)行評價是機(jī)電系統(tǒng)綜合評價的一項重要內(nèi)容。其評價可分為2層：第1層為管理養(yǎng)護(hù)制度及其執(zhí)行情況綜合評價；第2層為運營監(jiān)測值班制度、維護(hù)保養(yǎng)制度、備品備件管理、內(nèi)頁資料管理制度等與機(jī)電系統(tǒng)密切相關(guān)的制度的完備性及其執(zhí)行情況評價[8]。其評價模型如圖4所示。

圖4中，C31、C32、C33、C34、C35、C36分別為運營監(jiān)測值班制度及其執(zhí)行情況、維護(hù)保養(yǎng)制度及其執(zhí)行情況、設(shè)備檔案管理、備品備件管理、內(nèi)業(yè)資料管理、管理維護(hù)檔案管理等制度的完備性及其執(zhí)行情況的評價值，其值通過現(xiàn)場調(diào)查獲??；Q31、Q32、Q33、Q34、Q35、Q36為其對應(yīng)的權(quán)值；C31n為運營監(jiān)測值班制度的制度分項n的評價值，Q31n為其對應(yīng)的權(quán)值；C36n為管理維護(hù)檔案管理分項n的評價值，Q36n為其對應(yīng)的權(quán)值；B3為管理養(yǎng)護(hù)制度及其執(zhí)行情況評價值。

第3層各管理制度的評價值計算如下：

式中：C3i為管理養(yǎng)護(hù)制度中的第i個管理養(yǎng)護(hù)制度評價值；C3ij為該管理制度中第j個制度分項值；Q3ij為第j個制度分項所對應(yīng)的權(quán)值。

圖4　管理養(yǎng)護(hù)制度及其執(zhí)行情況評價模型

管理養(yǎng)護(hù)制度評價值計算如下：

即

具體評估參數(shù)權(quán)值通過專家法獲取。

2.4機(jī)電設(shè)備覆蓋率評價模型

機(jī)電設(shè)備覆蓋率的評價模型如下：

式中：C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47、C48、C49、C410分別為消防設(shè)施覆蓋率、車輛檢測器覆蓋率、CO/VI覆蓋率、亮度檢測器覆蓋率、風(fēng)速風(fēng)向檢測儀覆蓋率、本地控制器覆蓋率、攝像機(jī)覆蓋率、可變標(biāo)志覆蓋率、車道指示器覆蓋率、緊急電話覆蓋率的評價值，其值取各類設(shè)備實際布設(shè)數(shù)量與JTG D70/2—2014《公路隧道設(shè)計規(guī)范》要求數(shù)量的比值(當(dāng)比值大于1時，取1)；Q41、Q42、Q43、Q44、Q45、Q46、Q47、Q48、Q49、Q410分別為消防設(shè)施覆蓋率、車輛檢測器覆蓋率、CO/VI覆蓋率、亮度檢測器覆蓋率、風(fēng)速風(fēng)向檢測儀覆蓋率、本地控制器覆蓋率、攝像機(jī)覆蓋率、可變標(biāo)志覆蓋率、車道指示器覆蓋率、緊急電話覆蓋率對應(yīng)的權(quán)值，由專家法獲取。

2.5隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價模型

綜上所述，隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價由機(jī)電設(shè)備技術(shù)指標(biāo)評價、機(jī)電設(shè)備功效指標(biāo)評價、管理制度評價及機(jī)電設(shè)備覆蓋率評價4部分構(gòu)成，其計算模型如圖5所示。

圖5　隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價模型

圖5中，A為隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價值；Q1、Q2、Q3、Q4分別為機(jī)電設(shè)備技術(shù)指標(biāo)評價、機(jī)電設(shè)備功效指標(biāo)評價、管理制度評價及機(jī)電設(shè)備覆蓋率評價所對應(yīng)的權(quán)值，由專家法獲取。

隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價值A(chǔ)的計算公式如下：

3案例分析

本文采用廣東省某隧道的機(jī)電設(shè)備各項指標(biāo)、覆蓋率的實測數(shù)據(jù)和管理養(yǎng)護(hù)制度及其執(zhí)行情況的記錄數(shù)據(jù)，對該隧道機(jī)電系統(tǒng)運營狀況進(jìn)行評估。

該隧道供配電設(shè)施技術(shù)狀況評估結(jié)果如表1所示。

表1　廣東省某隧道供配電設(shè)施技術(shù)指標(biāo)評價

按照同樣方法對機(jī)電系統(tǒng)中各設(shè)施的技術(shù)指標(biāo)、功效指標(biāo)、覆蓋率及管理養(yǎng)護(hù)制度執(zhí)行情況等方面進(jìn)行評價，最終得出該隧道機(jī)電系統(tǒng)運營綜合評估值，為運營管理者提供養(yǎng)護(hù)依據(jù)，詳細(xì)評估值如表2所示。

表2　廣東省某隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價

4結(jié)束語

本文提出的隧道機(jī)電系統(tǒng)運營管理綜合評價方法可全面、準(zhǔn)確地反映隧道機(jī)電系統(tǒng)運行狀態(tài)，可為評估及預(yù)測機(jī)電系統(tǒng)運行趨勢提供必要依據(jù)，改變以往機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障后才進(jìn)行處理的單一方式，盡快準(zhǔn)確地對故障設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，提高隧道機(jī)電系統(tǒng)的可靠性，保障隧道運營安全。

參 考 文 獻(xiàn)

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A Comprehensive Evaluation Method for Operation Management of Electromechanical System in Highway Tunnel

XIE Yaohua1, LIU Li2, FU Jiansheng1

Abstract:This paper proposes an evaluation method for electromechanical system in highway tunnel based on 4 evaluation indices, namely technical index situations of electromechanical equipment in highway tunnel, function index situations of electromechanical equipment, completeness and execution of maintenance management system and coverage rate of electromechanical equipment. The status quo of operation management of electromechanical system can be mastered in time by means of this method so as to provide a reference for subsequent maintenance management of electromechanical system in tunnel.

Keywords:electromechanical equipment in tunnel; operation management; evaluation; method

DOI:10.13607/j.cnki.gljt.2016.03.027

收稿日期：2016-01-21

作者簡介：謝耀華(1985-)，男，福建省莆田市人，碩士，工程師。

文章編號：1009-6477(2016)03-0122-06中圖分類號：U459.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A