袁　莉（湖南省高速公路管理局，湖南　長(zhǎng)沙　410000）

?

機(jī)電系統(tǒng)與隧道防災(zāi)救災(zāi)策略

袁莉（湖南省高速公路管理局，湖南長(zhǎng)沙410000）

隧道機(jī)電系統(tǒng)在改善行車環(huán)境、降低空氣污染、降低交通事故發(fā)生率、提高隧道通行能力以及交通安全性和行車服務(wù)水平等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文論述了隧道機(jī)電系統(tǒng)的影響因素、特征及組成，分析了機(jī)電系統(tǒng)9個(gè)子系統(tǒng)在隧道防災(zāi)救災(zāi)中的實(shí)際功能，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究提供一定的理論依據(jù)。

隧道；機(jī)電系統(tǒng)；防災(zāi)救災(zāi)；策略

1　隧道機(jī)電系統(tǒng)的組成與功能

為了能夠有效的改善隧道環(huán)境、提高行車服務(wù)水平并降低事故的發(fā)生率和傷害程度，確保隧道的安全、暢通，應(yīng)該按照隧道的等級(jí)來(lái)設(shè)置對(duì)應(yīng)等級(jí)的機(jī)電系統(tǒng)。就隧道交通工程而言，完善的機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)該包括9個(gè)子系統(tǒng)（圖1）。

圖1　隧道機(jī)電系統(tǒng)組成圖

1.1通風(fēng)系統(tǒng)

由于隧道呈長(zhǎng)形管狀，結(jié)構(gòu)上較為封閉，在隧道運(yùn)營(yíng)期間內(nèi)車輛排放的有害氣體、煙塵，隧道圍巖排放的有害氣體，特別是在隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的有害氣體和煙塵無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)消散，會(huì)嚴(yán)重危害人體健康。因此，需要借助隧道通風(fēng)系統(tǒng)促進(jìn)隧道內(nèi)空氣流動(dòng)，以降低空氣內(nèi)有害氣體含量，同時(shí)稀釋隧道內(nèi)煙霧，提高隧道內(nèi)能見度。

1.2照明系統(tǒng)

隧道的長(zhǎng)形管狀結(jié)構(gòu)決定了其洞內(nèi)外亮度異常懸殊，為保障行駛安全，使駕駛員能夠適應(yīng)洞內(nèi)外亮度差異的變化，并且在洞內(nèi)能夠清晰辨識(shí)隧道線形、障礙物、行駛安全提示等，需要借助隧道照明系統(tǒng)，通過(guò)補(bǔ)給照明，在洞內(nèi)提供匹配光線強(qiáng)弱變化的照度，從而滿足人眼亮度變化適應(yīng)要求，提高行駛的安全性。

1.3消防系統(tǒng)

隧道的特殊結(jié)構(gòu)、環(huán)境特點(diǎn)導(dǎo)致隧道內(nèi)火災(zāi)事故率較高、事故成災(zāi)時(shí)間較短、救援疏散工作較為困難、易產(chǎn)生較大的事故危害。因此，為保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，隧道內(nèi)的消防系統(tǒng)非常重要，一旦發(fā)現(xiàn)火災(zāi)能夠快速借助隧道消防系統(tǒng)抑制和消除燃燒過(guò)程，縮小火災(zāi)事故影響面，降低火災(zāi)事故損失。

1.4交通控制與誘導(dǎo)系統(tǒng)

為保持公路隧道能夠時(shí)刻為司乘人員提供安全、舒適與高效的行駛環(huán)境，需要在隧道的不同運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，能夠有效采取不同的交通控制策略，抑制不良交通狀態(tài)的發(fā)展，因此通過(guò)借助交通控制與誘導(dǎo)系統(tǒng)可以根據(jù)隧道交通狀況進(jìn)行合理控制調(diào)節(jié)，保證隧道運(yùn)營(yíng)的安全性、舒適性與高效性。

1.5閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)

閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)（CCTV）是一種較為直觀、便利，并且目前廣泛應(yīng)用的監(jiān)視技術(shù)，可以完成對(duì)隧道內(nèi)交通狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、事件狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、存儲(chǔ)，為隧道運(yùn)營(yíng)管理人員提供隧道控制的直接可觀的參考依據(jù)。

1.6緊急電話系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)

緊急電話系統(tǒng)主要用于異常情況下語(yǔ)音信息的傳遞，主要由緊急電話主機(jī)、傳輸線路、緊急電話分機(jī)組成。其中，隧道內(nèi)每隔固定距離會(huì)布設(shè)一部緊急電話，緊急電話通過(guò)傳輸線路與隧道監(jiān)控中心的電話連接。隧道內(nèi)發(fā)生異常事件后，司乘人員或運(yùn)營(yíng)管理人員可通過(guò)撥打緊急電話向隧道監(jiān)控中心報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)狀況信息，以便異常事件得到盡快的確認(rèn)和解決。

廣播系統(tǒng)主要用于異常情況下隧道內(nèi)的語(yǔ)音提示信息的發(fā)布，主要由擴(kuò)音器、揚(yáng)聲器、控制臺(tái)、話筒、音響主機(jī)等組成。其中，隧道內(nèi)每隔固定距離設(shè)置一組擴(kuò)音器、揚(yáng)聲器，用于電信號(hào)與相應(yīng)聲波震動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換，為隧道內(nèi)司乘人員發(fā)布語(yǔ)音提示，而音響主機(jī)安裝在監(jiān)控中心，用于對(duì)隧道內(nèi)定點(diǎn)、定片、全線的語(yǔ)音提示信息發(fā)布控制。

1.7低壓配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)是隧道內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，可以為隧道內(nèi)各種設(shè)備提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能條件，從而能夠保證隧道內(nèi)通風(fēng)、照明、消防、交通控制、電視監(jiān)視等系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

低壓配電系統(tǒng)一般包括供電電源與變壓器、配電線路及配電箱、發(fā)電機(jī)、UPS系統(tǒng)等。其中，供電電源與變壓器主要用于向隧道內(nèi)的各核心機(jī)電設(shè)備提供24h無(wú)間斷電能，確保機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行；配電線路及配電箱是電能輸送的通道；發(fā)電機(jī)和UPS系統(tǒng)是配電系統(tǒng)在配電電源或者線路發(fā)生中斷故障時(shí)，為各種核心機(jī)電設(shè)備提供穩(wěn)定可靠電能的保證。

1.8光電纜通信系統(tǒng)

隧道內(nèi)光電纜通信系統(tǒng)主要包括光傳輸系統(tǒng)、程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)、光纖綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)、通信電源系統(tǒng)及相關(guān)的電纜光纜等，服務(wù)于隧道信息檢測(cè)、控制以及信息提供等設(shè)施之間的通信，確保隧道機(jī)電系統(tǒng)的各子系統(tǒng)間的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像信息傳輸準(zhǔn)確、及時(shí)，從而確保能夠滿足隧道運(yùn)營(yíng)管理的通信需求。

1.9防雷與接地設(shè)施

隧道內(nèi)機(jī)電設(shè)備的種類和數(shù)量極為豐富，其中強(qiáng)電類型設(shè)備與弱電類型設(shè)備大量共存，極易遭受雷電襲擊。如果遭受雷電襲擊，就很可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)電系統(tǒng)或組件損壞，不但會(huì)給隧道內(nèi)的交通產(chǎn)生極大的不便，而且也產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，隧道的機(jī)電系統(tǒng)必須合理的采用攔截、屏蔽、均壓、接地分流等一系列防雷電襲擊的系統(tǒng)措施，從而在最大程度上保障隧道機(jī)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2　隧道機(jī)電系統(tǒng)的影響因素及特征

隧道機(jī)電系統(tǒng)是以交通工程學(xué)理論作為基礎(chǔ)，為確保車輛安全通過(guò)隧道而合理地配置相應(yīng)的照明設(shè)備、通風(fēng)設(shè)施、通信設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、供配電設(shè)施以及緊急救援設(shè)施等。與普通公路所配置的機(jī)電系統(tǒng)相比，隧道機(jī)電系統(tǒng)具有較為獨(dú)特的特征。完善的隧道機(jī)電系統(tǒng)可以有效地改善隧道中的行車環(huán)境、降低空氣污染和交通事故的發(fā)生率，提高隧道的通行能力，提高交通安全性和行車服務(wù)水平，給司乘人員提供安全、舒適的行車環(huán)境，同時(shí)還可以明顯延長(zhǎng)隧道的使用壽命。影響隧道機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行的因素非常多。筆者從機(jī)電系統(tǒng)所處的環(huán)境特點(diǎn)、設(shè)施特點(diǎn)以及運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)三方面來(lái)針對(duì)性的分析隧道機(jī)電系統(tǒng)的特征（表1）。由于隧道機(jī)電系統(tǒng)所處位置具有較高的特殊性，機(jī)電系統(tǒng)難以實(shí)時(shí)的維護(hù)和改造，同時(shí)隧道機(jī)電系統(tǒng)對(duì)于日常養(yǎng)護(hù)管理和運(yùn)營(yíng)管理的要求也比較高。

表1　隧道機(jī)電系統(tǒng)的特征

3　隧道機(jī)電系統(tǒng)在防災(zāi)救災(zāi)中的作用

近年來(lái)，隨著汽車保有量的迅猛增長(zhǎng)和物流行業(yè)的快速發(fā)展，車輛的通行安全尤其是安全通過(guò)特長(zhǎng)隧道成為社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。因此如何有效使用隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)施設(shè)備以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的變得尤為重要。筆者以終南山隧道為例，分析了隧道機(jī)電系統(tǒng)在防災(zāi)救災(zāi)中的作用。

秦嶺終南山隧道，為國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的公路隧道，長(zhǎng)約18.02km，為單向行車的雙洞隧道，采用3豎井縱向分段通風(fēng)方案，最大分區(qū)長(zhǎng)度為4949m，最大井深為661m、直徑為12.4m。在防災(zāi)救災(zāi)方面，終南山隧道采取了以下措施：

3.1防災(zāi)方面

（1）在運(yùn)營(yíng)管理初級(jí)，就建立了隧道火災(zāi)數(shù)據(jù)庫(kù)，為分析和預(yù)防火災(zāi)事故提供了依據(jù)；并且采用了三豎井分段縱向通風(fēng)系統(tǒng)，分區(qū)長(zhǎng)度由3000m突破至4949m，有效解決了各種工況下的通風(fēng)難題。采用了燈光成像技術(shù)，設(shè)置視覺景觀帶，消除視覺疲勞。

（2）禁止載有危險(xiǎn)物品車輛通行隧道，隧道內(nèi)限速70km/h。在距離隧道北口約7km處和隧道南口收費(fèi)站處設(shè)立危險(xiǎn)品車輛檢查站，避免有安全隱患的車輛進(jìn)入隧道。

（3）隧道內(nèi)設(shè)置有視頻監(jiān)控系統(tǒng)和感溫光纖火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)火情自動(dòng)報(bào)警啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

（4）在隧道內(nèi)設(shè)置6處特殊燈光帶，每處150m，呈現(xiàn)藍(lán)天白云的效果，每500～750m設(shè)置LED藍(lán)色光帶，以緩解司機(jī)的疲勞和緊張情緒。

3.2救災(zāi)方面

（1）隧道內(nèi)設(shè)置了多處緊急停車帶和橫洞，火災(zāi)發(fā)生時(shí)可以指導(dǎo)車輛從橫洞駛?cè)胂噜徦淼捞由?；洞?nèi)布置細(xì)水霧消防系統(tǒng)，可在發(fā)生火災(zāi)是及時(shí)進(jìn)行撲滅。隧道全方位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可在第一時(shí)間發(fā)生異常情況。建立操作性強(qiáng)應(yīng)急救援預(yù)案，有效聯(lián)動(dòng)路政、交警、消防、醫(yī)療、清障施救和養(yǎng)護(hù)等部門，將人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

（2）隧道運(yùn)營(yíng)管理單位積極聘請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人員，根據(jù)隧道的實(shí)際狀況多次研究，制訂了隧道突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案，以此為不斷改進(jìn)隧道事故應(yīng)急預(yù)案的實(shí)地操作，改善應(yīng)急預(yù)案，積極尋求適合隧道環(huán)境的最佳應(yīng)急救援方案。經(jīng)過(guò)多次論證和演練后，各崗位人員都能做到及時(shí)出動(dòng)、準(zhǔn)確到位、緊密配合、熟練操作，應(yīng)急救援預(yù)案日益成熟。

（3）根據(jù)隧道分公司的統(tǒng)一安排，監(jiān)控員定期實(shí)施應(yīng)急預(yù)案演練，牢記各種各部門電話號(hào)碼、值班領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系方式等進(jìn)本信息，熟練掌握應(yīng)急事件處理方法以及工作程序和要求等內(nèi)容。

（4）設(shè)立企業(yè)消防隊(duì)，配備足夠的人員和消防救援設(shè)備。消防隊(duì)設(shè)置在兩端洞口。為了在車流密度較大時(shí)發(fā)生火災(zāi)事故也能及時(shí)救援，避免堵車后消防車無(wú)法接近著火點(diǎn)的情況，在隧道中部配置了專業(yè)消防摩托車，安排人員值守。

4　結(jié)語(yǔ)

總而言之，機(jī)電系統(tǒng)在隧道防災(zāi)減災(zāi)中進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，必須充分考慮隧道環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)施特點(diǎn)以及運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，不同的隧道應(yīng)該有針對(duì)性的采用合理的機(jī)電系統(tǒng)。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)重視隧道機(jī)電系統(tǒng)的日常維護(hù)和改造，以確保機(jī)電系統(tǒng)能夠更好的服務(wù)于防災(zāi)救災(zāi)。應(yīng)當(dāng)在實(shí)踐過(guò)程中，不斷的創(chuàng)新技術(shù)和方法，逐漸的完善隧道機(jī)電系統(tǒng)的功能，從而不斷深化機(jī)電系統(tǒng)在隧道防災(zāi)救災(zāi)中的運(yùn)用。另外，隧道防災(zāi)救災(zāi)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，隧道機(jī)電系統(tǒng)經(jīng)過(guò)這些年的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)隧道的安全運(yùn)行確實(shí)提到了應(yīng)有的預(yù)警作用，有效的隧道防災(zāi)設(shè)備對(duì)后續(xù)應(yīng)急救援具有極為重要的作用，隧道防災(zāi)投資應(yīng)視現(xiàn)有資源、經(jīng)費(fèi)及人力作進(jìn)一步調(diào)配及增補(bǔ)軟、硬件相互搭配，減少不必要投資，并盡可能避免人力浪費(fèi)。

袁 莉（1982-），女，工程師，碩士，主要從事高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作。

U458

A

2095-2066（2016）14-0203-02

2016-4-16