柯瓊創(chuàng)

摘 要：改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，交通運輸業(yè)作為重要的基礎(chǔ)型產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，遍布全國的高速公路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為連接中國的重要通道。在部分山區(qū)地形中，為了減少高速公路的長度，提高高速公路的建設(shè)和通行效率，隧道已經(jīng)成為不可或缺的重要組成部分，發(fā)揮著重要的積極作用。為了保證隧道內(nèi)的通行安全，通常配置有隧道綜合機電系統(tǒng)對隧道內(nèi)的情況進行實時監(jiān)測，本文主要針對高速公路隧道機電系統(tǒng)的設(shè)計進行了分析與研究，并對其進行了簡要的闡述。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道；機電設(shè)計

1引言

近年來，隨著我國綜合國力的不斷增強，對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資也不斷增多，高速公路作為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)得到了先行發(fā)展。為了減少社會物流時間，提高社會物流效率，我國高速公路里程持續(xù)高速增長，已經(jīng)形成了全國性的高速公路網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了全國各地區(qū)的快速連接。在高速公路的建設(shè)過程中，有時需要穿過山地丘陵地區(qū)，為了提高高速公路的建設(shè)及通行效率，在繞行建設(shè)的經(jīng)濟性較差時就需要通過隧道穿行，隧道已經(jīng)成為高速公路中的重要組成部分。

由于隧道內(nèi)光照條件不好，通行空間較為狹小，空氣質(zhì)量也明顯差于外部環(huán)境，容易誘發(fā)交通事故，而一旦發(fā)生交通事故將導致嚴重的交通堵塞，并且外部救援短時間內(nèi)難以進行救助和交通疏導，直接影響高速公路的正常運行，因此設(shè)計配置高速公路隧道機電系統(tǒng)，保障隧道內(nèi)良好的車輛通行環(huán)境，對隧道內(nèi)的車輛通行情況進行實時監(jiān)測十分必要。本文主要針對高速公路隧道機電設(shè)計進行了分析與研究，并對其進行了簡要的闡述。

2高速公路隧道機電系統(tǒng)的設(shè)計

2.1隧道供配電系統(tǒng)

2.1.1隧道電源設(shè)計

為了保證隧道內(nèi)的通行安全，需要確保24小時不間斷的供電，因此隧道電源除了來自當?shù)仉娋W(wǎng)的10kV配電線路外，還配置有柴油發(fā)電機組作為備用電源。為了保證電源切換期間的不間斷供電，一般隧道內(nèi)還配置有EPS電源用于照明系統(tǒng)的供電以及UPS電源用于其他機電系統(tǒng)的供電。

2.1.2隧道配電方式設(shè)計

隧道照明系統(tǒng)與通風系統(tǒng)是隧道內(nèi)電能消耗較大的兩大機電系統(tǒng)。通風系統(tǒng)一般多使用射流風機，采用放射式的配電方式，并且為了便于風機動力配電箱的維護與檢修，多采用雙電源配電方式。照明系統(tǒng)不同于通風系統(tǒng)，需要根據(jù)隧道內(nèi)的照明需求配置不同的回路，同時考慮到便于照明電源的維護與檢修，通常將檢修插座安裝于照明配電箱中。

在隧道配電系統(tǒng)中，一般配電電纜多采用電纜溝敷設(shè)的方式，接近風機吊掛處時可以采用預(yù)埋管將電纜引至風機電機處。為了提高配電安全性，考慮到其放災(zāi)需求，一般隧道配電電纜多采用阻燃耐火電纜。

2.1.3隧道接地系統(tǒng)設(shè)計

為了保證隧道內(nèi)機電系統(tǒng)的用電安全，所有不帶電的金屬外殼都需要進行可靠的接地處理，同時接地點做好相應(yīng)的防腐處理。為了簡化隧道內(nèi)的接地操作，一般可以直接利用隧道工程中的各類扁鋼、鋼筋網(wǎng)、鋼管等實現(xiàn)自然接地。對于隧道內(nèi)電纜橋架、電纜溝支架與電纜溝底的接地網(wǎng)一般直接進行焊接處理，并做好防腐處理，保證其接地的可靠性。

2.2隧道照明系統(tǒng)

2.2.1隧道照明系統(tǒng)設(shè)置

隧道內(nèi)光照條件明顯差于外部環(huán)境，為了保證隧道內(nèi)的行車安全，需要設(shè)計科學合理的照明系統(tǒng)保證隧道內(nèi)的照明質(zhì)量。同時考慮到隧道內(nèi)外光照方式的不同，車輛在進入或離開隧道時司機可能需要較短的時間適應(yīng)新的光照環(huán)境，這就容易導致交通事故的發(fā)生，因此在隧道光照系統(tǒng)設(shè)計時，要充分考慮到隧道內(nèi)外的光照變化情況，根據(jù)外部光照情況及時調(diào)整隧道內(nèi)的光照強度，同時在隧道入口及出口處可以設(shè)置光照強度漸變的光照方式，幫助車輛司機盡快適應(yīng)新的光照環(huán)境，避免因為光照環(huán)境突變導致的交通事故。

基于這一考慮，一般在隧道照明系統(tǒng)中分別設(shè)置入口照明段，過渡照明段、中間照明段以及出口照明段等幾個部分，根據(jù)隧道設(shè)計需要還有可能設(shè)置橫洞照明以及緊急停車帶照明等。具體隧道照明系統(tǒng)設(shè)置如下表所示：

2.2.2隧道照明控制系統(tǒng)設(shè)計

為了保證隧道內(nèi)照明情況與外部環(huán)境亮度相適應(yīng)，需要根據(jù)隧道外亮度變化情況以及交通流量情況實時調(diào)整隧道內(nèi)的照明亮度，分級對入口段、過渡段、出口段的照明亮度進行調(diào)整。一般來說為了簡化照明控制邏輯，可以將天氣情況分為晴天、多云、陰天、嚴重陰天、夜間以及深夜六種不同等級進行控制，綜合考慮天氣預(yù)報信息以及隧道外部實時天氣信息判斷天氣情況，并按照預(yù)設(shè)的控制邏輯調(diào)整隧道內(nèi)的照明亮度

為了提高隧道內(nèi)照明系統(tǒng)控制方式的靈活性，一般采用自動控制與手動控制及遠程監(jiān)控控制相結(jié)合的綜合控制方式，通常情況下自動控制即可滿足隧道的照明情況，但當自動控制出現(xiàn)偏差導致隧道內(nèi)照明情況不滿足車輛通行需求時，可以進一步通過就地手動控制或遠程監(jiān)控控制將照明亮度調(diào)整到位。

2.3隧道火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)

2.3.1隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)

為了保證隧道內(nèi)的通車安全，一般配置有火災(zāi)報警系統(tǒng)，通過分布式的火焰探測器、煙霧探測器等對隧道內(nèi)的情況進行實時的監(jiān)測。除此之外感溫探測光纜一般也在隧道中得到應(yīng)用，通常在隧道頂部連續(xù)布設(shè)，用于監(jiān)測隧道內(nèi)的溫度變化情況，及時發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)的異常情況。 為了進一步提高隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)的靈活性與可靠性，一般還配置有手動報警裝置，均勻分布在行車方向的右側(cè)墻壁上，一旦火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)不能及時發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)的火災(zāi)時，人們可以通過手動報警按鈕及時向消防部門及時報告火災(zāi)的發(fā)生。

當火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)檢測到火災(zāi)的發(fā)生時，立即向有關(guān)消防及其他部門發(fā)出告警，一方面通知消防部門及時前往火災(zāi)現(xiàn)場進行滅火，另一方面通知高速公路管理部門立即采取預(yù)案避免高速公路的擁堵，通過LED告示牌等方式及時向行駛車輛告知前方路況情況。

2.3.2隧道風機聯(lián)動系統(tǒng)

當隧道火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)檢測到火災(zāi)發(fā)生時，除了向外界有關(guān)部門及時通知現(xiàn)場火災(zāi)狀況外，還要啟動隧道風機聯(lián)動系統(tǒng)，及時排出隧道內(nèi)的煙氣，保護隧道內(nèi)人員的生命安全。風機聯(lián)動系統(tǒng)在完成排煙任務(wù)的同時，卻也給火災(zāi)的蔓延帶來了新鮮的空氣，這就要求風機聯(lián)動系統(tǒng)的排煙速度需要根據(jù)現(xiàn)場火勢情況及時進行調(diào)節(jié)。

2.4隧道路況監(jiān)視及廣播系統(tǒng)

2.4.1隧道路況監(jiān)視系統(tǒng)

為了便于管理人員及時了解和掌握隧道內(nèi)的路況情況以及車輛通行情況，一般需要在隧道內(nèi)外布置相應(yīng)的彩色攝像機用于對路況的監(jiān)視。通常情況下，隧道進出口處各設(shè)置一臺全天候自動變焦的彩色攝像機，用于對車輛進出隧道的情況進行監(jiān)視，及時掌握隧道內(nèi)的車輛擁堵情況；隧道內(nèi)一般每個150米左右布置一臺帶有防護罩的固定彩色攝像機，順著車行方向進行監(jiān)視，同時考慮到隧道內(nèi)的光照變化，攝像機需要具備自動光圈調(diào)節(jié)的功能，以適應(yīng)光線強度的變化。隧道內(nèi)外攝像機采集的隧道圖像均通過監(jiān)控站進行存儲，進而向上層管理平臺進行上傳和顯示。

2.4.2隧道廣播系統(tǒng)

為了及時通知隧道內(nèi)車輛相關(guān)路況情況，一般在隧道內(nèi)配置有有線廣播系統(tǒng)。當上級監(jiān)控中心發(fā)出廣播內(nèi)容后，經(jīng)由主控設(shè)備、隧道現(xiàn)場分發(fā)設(shè)備最終傳輸至隧道內(nèi)的喇叭處進行廣播，便于駕駛員及時了解高速公路路況。

3結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，高速公路扮演著越來越重要的角色，其對我國國民經(jīng)濟的健康發(fā)展有著重要的積極作用。隨著我國高速公路里程的不斷增長，隧道已經(jīng)成為高速公路中的重要組成部分，其對高速公路的安全運行意義重大。本文主要針對高速公路隧道中的機電設(shè)計進行了簡要的分析與闡述，相信隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，高速公路隧道的安全性必將得到進一步的提升。

參考文獻

[1] 王槐勇. 公路隧道機電系統(tǒng)設(shè)計探討[J]. 城鄉(xiāng)建設(shè)， 2013.

[2] 劉冬春. 城市隧道機電設(shè)計分析[J]. 建材與裝飾， 2016（19）.

[3] 李潔瑋， 陳忠. 關(guān)于隧道機電系統(tǒng)設(shè)計問題分析與對策探討[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2016（20）：265-265.

[4] 楊紅. 淺談公路隧道工程的機電系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 科技創(chuàng)新導報， 2007（2）：73-73.

[5] 李智榮. 高速公路隧道通風工程機電系統(tǒng)風機設(shè)計及管理[J]. 山西電子技術(shù)， 2012（3）：91-91.