摘要：近年來(lái)，隨著中國(guó)公路的跨越式發(fā)展，公路隧道工程在公路建設(shè)過(guò)程中的重要性日益提高。與此同時(shí)，公路隧道機(jī)電系統(tǒng)也變得越來(lái)越龐大和復(fù)雜。在“碳達(dá)峰、碳中和”政策指引下，發(fā)展公路隧道低碳節(jié)能技術(shù)、提高公路隧道機(jī)電設(shè)備的管理水平，降低運(yùn)營(yíng)成本，成為公路管理部門關(guān)注的重點(diǎn)。本文首先對(duì)公路隧道機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行了概述，并對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用分析，最后展望了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，旨在為公路隧道規(guī)劃者提供建議，提高道路隧道運(yùn)作的能源效益。

關(guān)鍵詞：公路隧道；機(jī)電系統(tǒng)；低碳節(jié)能

中圖分類號(hào)：U455"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""""""""""""""""""""""nbsp;""""""""" 文章編號(hào)：1673?6478（2023）03-0112-05

Research and Application of Low Carbon Energy Saving Technology in Highway Tunnel Construction

ZHAO Jian

（Xinzhounan Expressway Management Co.， Ltd.， Shanxi Traffic Control Group， Xinzhou Shanxi 034000， China）

Abstract： In recent years， with the leapfrog development of Chinese highway， highway tunnel engineering in the process of highway construction accounted for more and more heavy. At the same time， the electromechanical system of highway tunnel is becoming larger and more complex. Under the guidance of the \"carbon peak， carbon neutral\" policy， it has become the focus of the highway management department to develop the low?carbon and energy?saving technology of highway tunnel， improve the management level of the mechanical and electrical equipment of highway tunnel， and reduce the operating cost. This paper firstly summarizes the electromechanical system of highway tunnel， and analyzes its development status， and then analyzes the application of energy?saving technology in the electromechanical system， and finally looks forward to the development trend of energy?saving technology， in order to provide suggestions for highway tunnel planners to improve the energy efficiency of road tunnel operation.

Key words： highway tunnel; electromechanical system; low carbon emission and energy saving

0 引言

中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通事業(yè)發(fā)展迅速，隧道交通在中國(guó)山區(qū)變得越來(lái)越重要，但隧道交通的運(yùn)營(yíng)成本巨大，如何提高隧道交通的安全性能，降低隧道交通的能耗與運(yùn)營(yíng)成本成為交通運(yùn)輸部門關(guān)注的重點(diǎn)[1]。

無(wú)論是建設(shè)還是運(yùn)營(yíng)，隧道都是道路基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)中能耗最高的。公路隧道的建設(shè)是能源密集型的。在運(yùn)營(yíng)隧道時(shí)，為司機(jī)提供充足的照明、標(biāo)志和通風(fēng)、維持排水系統(tǒng)和處理緊急情況，都需要消耗能源。由于隧道的運(yùn)行壽命通常超過(guò)100年，運(yùn)行所消耗的能源很快就會(huì)超過(guò)施工所消耗的能源，因此，推廣及實(shí)施適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，提高道路隧道運(yùn)作的能源效益至關(guān)重?要[2?3]。

隧道照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量決定了隧道照明設(shè)計(jì)的優(yōu)劣?，F(xiàn)有的控制方法有手動(dòng)控制、順序控制和自動(dòng)控制。手動(dòng)和順序控制方法在實(shí)踐中易于實(shí)現(xiàn)，更加穩(wěn)定可靠，但隧道內(nèi)部亮度不能隨著天氣、交通量和車速的變化而調(diào)整，兩種方法幾乎沒(méi)有任何節(jié)能效果。調(diào)查顯示，隧道機(jī)電系統(tǒng)的照明能耗占總能耗的30%。因此，建立隧道照明節(jié)能系統(tǒng)勢(shì)在必行?[4]。

1 公路隧道機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 通風(fēng)系統(tǒng)

在正常運(yùn)營(yíng)狀況下，隧道通風(fēng)設(shè)施需要將車輛產(chǎn)生的廢氣、熱源和粉塵等順利排除，從而維持隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量。另外，在失火等緊急狀況下，通風(fēng)設(shè)施需要做到在盡可能降低對(duì)旅客影響的同時(shí)將火場(chǎng)的煙塵及熱源排除。上述隧道通風(fēng)系統(tǒng)的功能需要排煙及防煙設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)，隧道通風(fēng)排煙設(shè)施主要是指隧道風(fēng)機(jī)、月臺(tái)下方排風(fēng)口、隧道上方排風(fēng)口、噴流式風(fēng)機(jī)等。隧道防煙設(shè)施有防煙垂壁、偵煙探測(cè)器、排煙風(fēng)門、排煙天窗及防煙鐵卷門等。

1.2 照明系統(tǒng)

公路隧道照明系統(tǒng)是隧道機(jī)電系統(tǒng)中最重要的一環(huán)，它的設(shè)計(jì)首先要做到以人為本，以滿足駕駛員照明需求為首要目標(biāo)，通過(guò)設(shè)置合理的照明措施消除駕駛員在駕駛過(guò)程中的疲勞感，緩解駕駛員的焦慮情緒與長(zhǎng)時(shí)間隧道行駛的心理壓抑，并且通過(guò)適時(shí)的照明亮度與燈光顏色的變化緩解“道路催眠”問(wèn)題，從而降低事故的發(fā)生概率，盡可能保證隧道內(nèi)的交通安?全。

1.3 監(jiān)控系統(tǒng)

隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)、緊急電話系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)。

隧道的現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)分為三級(jí)，分別是隧道管理中心控制、隧道本地區(qū)域控制、本地控制器控制。隧道管理中心控制與隧道監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成控制、通信環(huán)網(wǎng)。隧道本地區(qū)域控制與監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。本地控制器通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)隧道內(nèi)區(qū)域控制器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制與維護(hù)等。

緊急電話系統(tǒng)在隧道內(nèi)發(fā)生事故或故障時(shí)可以及時(shí)向中控室報(bào)警，有關(guān)部門迅速采取措施，通過(guò)廣播或截停等方式確保隧道內(nèi)的車輛及人身安全。閉路電視系統(tǒng)由圖像傳輸設(shè)備、中控室內(nèi)閉路監(jiān)控設(shè)備、外場(chǎng)攝像機(jī)等組成。交通監(jiān)控系統(tǒng)包含現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)和隧道監(jiān)控設(shè)備。有線廣播系統(tǒng)與緊急電話系統(tǒng)相輔相成，當(dāng)緊急電話系統(tǒng)通知各部門緊急情況時(shí)，利用有線廣播系統(tǒng)在隧道內(nèi)進(jìn)行廣播，從而及時(shí)疏導(dǎo)交通。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含CO/能見(jiàn)度檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向等氣象監(jiān)測(cè)等。

1.4 供配電系統(tǒng)

隧道供配電方案首先需要考慮的就是照明變壓器位置的合理性，大量研究人員不斷對(duì)隧道供配電方式進(jìn)行探索之后，對(duì)隧道供配電系統(tǒng)的初期投資以及運(yùn)營(yíng)中的能源損耗得出了合理的間距設(shè)置方案。通過(guò)采用不同的照明裝置設(shè)置方案以及具體的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)，基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，選出最為合適的方案，滿足節(jié)能需求。

1.5 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

隧道內(nèi)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)采用光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。相鄰的隧道變電所火災(zāi)報(bào)警控制器利用光端機(jī)以及火災(zāi)報(bào)警光纜相連后再接入火災(zāi)報(bào)警控制器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警聯(lián)網(wǎng)功能。隧道的火災(zāi)報(bào)警控制器和光纜感溫探測(cè)器控制單元設(shè)于隧道變電所內(nèi)，接收并處理火災(zāi)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)，產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，接入變電所的區(qū)域控制器內(nèi)?；馂?zāi)報(bào)警信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至隧道管理站的消防火災(zāi)報(bào)警計(jì)算機(jī)，集中隧道火災(zāi)監(jiān)控的能力。

手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警控制器和光纜探測(cè)器設(shè)于隧道內(nèi)。隧道內(nèi)每間隔50m設(shè)置一個(gè)火災(zāi)報(bào)警控制器，光纜探測(cè)器則沿著隧道縱向全長(zhǎng)敷設(shè)在隧道頂部?；馂?zāi)報(bào)警控制器能自動(dòng)報(bào)火警、故障，顯示報(bào)警具體位置，同時(shí)發(fā)出聲信號(hào)。光纜探測(cè)器能同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道的所有探測(cè)單元，顯示每個(gè)探測(cè)單元的溫度值和溫升速率值；發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)，光纜探測(cè)器能準(zhǔn)確顯示報(bào)警位?置。

2 公路隧道技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

許佳等[5]人指出隧道段比較容易發(fā)生事故，隧道事故處理難度較大，保證機(jī)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)減少公路隧道事故的發(fā)生意義重大，完成機(jī)電檢修，加強(qiáng)隧道機(jī)電建設(shè)，是減少事故發(fā)生的重要途徑之一。華開(kāi)成[6]指出應(yīng)該根據(jù)隧道夜間光環(huán)境特征，通過(guò)人眼的掃視時(shí)間，判斷道路前方目標(biāo)障礙物的視覺(jué)分辨率水平，以及道路照明亮度是否降低。彭超[7]等人針對(duì)公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模問(wèn)題，提出了一種基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的隧道通風(fēng)系統(tǒng)自適應(yīng)最優(yōu)控制方法，采用該控制方法不僅可以達(dá)到較好的污染物濃度控制效果，而且可以優(yōu)化射流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。許宏科等[8]人提出公路隧道機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)兩部分組成。監(jiān)控節(jié)點(diǎn)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)控管理系統(tǒng)和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)完成公路隧道機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能。王雅瓊[9]等人為減少隧道照明中巨大的電能浪費(fèi)，提出了一種能實(shí)現(xiàn)照明效果隨車輛移動(dòng)變化的道路隧道照明智能控制系統(tǒng)。范士娟[10]等人針對(duì)隧道照明控制系統(tǒng)存在的行車安全和能耗等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)級(jí)控制方法的隧道照明自動(dòng)控制系統(tǒng)，并建立了隧道照明控制模型，同時(shí)基于建立的無(wú)級(jí)控制模型，利用Matlab軟件完成了隧道照明控制的仿真實(shí)驗(yàn)。高陽(yáng)[11]對(duì)中國(guó)和東歐高速公路隧道的機(jī)電設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較研究，以通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控、通信、供配電等隧道機(jī)電設(shè)施為基礎(chǔ)，圍繞設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)規(guī)模、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)方案、設(shè)備選型展開(kāi)了研究。

2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

Elena[12]通過(guò)分析貝加爾湖隧道通風(fēng)系統(tǒng)在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的應(yīng)急模式，確定了隧道內(nèi)不同列車位置的火災(zāi)熱壓值，計(jì)算了火災(zāi)熱抑制和機(jī)械通風(fēng)相互作用中的空氣分布，找出在緊急情況下滿足法規(guī)要求所必需的通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)。Massoud[13]等人指出應(yīng)該根據(jù)隧道中駕駛員的視覺(jué)適應(yīng)來(lái)評(píng)估超長(zhǎng)公路隧道的照明安全性，提出了提高隧道安全性的解決方案。Leit?o[14]等人介紹了一種用于自動(dòng)設(shè)計(jì)公路隧道照明系統(tǒng)的工具，指出隧道照明系統(tǒng)必須保證一些最小的亮度值，以確保輕松駕駛和視覺(jué)感知。Giuseppe[15]等人分析了公路隧道電氣系統(tǒng)的服務(wù)連續(xù)性、設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)證的改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。Parise[16]等人討論了設(shè)計(jì)特殊情況（例如道路隧道）的標(biāo)準(zhǔn)，并且指出機(jī)械和電氣標(biāo)準(zhǔn)必須根據(jù)公路隧道的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分級(jí)。Giuseppe[17]等人討論了公路隧道電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為支持照明系統(tǒng)提出了一個(gè)合適的分配系統(tǒng)和一個(gè)自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，以最大限度地減少成本和能源消耗。Antonio[18]提出了一個(gè)基于物理考慮并涵蓋隧道照明各種情況的一般方程。Ferdinando[19]等人指出出于安全考慮，當(dāng)隧道外有自然采光時(shí)，入口后和出口前的路段照明水平必須很高，以便將駕駛員的視線引導(dǎo)到隧道中間，亮度必須保證安全駕駛。Ferdinando[20]等調(diào)查研究了是否有可能通過(guò)使用一種新的自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)人工光源的光通量，從而最大限度地減少能源需求。

3 公路隧道中的節(jié)能技術(shù)

3.1 通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

（１）能見(jiàn)度和空氣質(zhì)量控制傳感器

與連續(xù)運(yùn)行的通風(fēng)系統(tǒng)相比，可以節(jié)省能源消?耗。

（２）豎井被動(dòng)通風(fēng)

旁路式裝置，用于在長(zhǎng)隧道中提供縱向通風(fēng)，可以減少對(duì)通風(fēng)的需求。

（３）靜電除塵器

通過(guò)施加高壓靜電電荷來(lái)捕獲和清除廢氣中灰塵顆粒的裝置，與未經(jīng)過(guò)濾的隧道相比，能源消耗減?少。

（４）脈沖電暈空氣凈化系統(tǒng)

利用“冷”等離子體將廢氣轉(zhuǎn)化為無(wú)害的廢氣，使用電能，但需要很少的處理水或其他化學(xué)品。

（５）脫氮的吸附

空氣污染物被吸附到一層吸附劑（如活性炭）上的過(guò)程。

（６）采用納米纖維技術(shù)的機(jī)械過(guò)濾器

去除小于一微米的微粒物質(zhì)，過(guò)濾效率高，節(jié)省能耗。

（７）生物過(guò)濾

排出的空氣經(jīng)過(guò)濾床處理，攜帶水和支持微生物，由于污染物在環(huán)境溫度下氧化而節(jié)省能源消耗。

（８）光催化

在紫外光的存在下，隧道壁的光催化作用可以減少污染物。

3.2 照明系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

（１）降低亮度閾值

這一舉措的目的是采用自然光提供必要的閾值照明水平，例如遮陽(yáng)板、緊實(shí)結(jié)構(gòu)、增暗結(jié)構(gòu)和景觀美化以及在入口上方種植樹(shù)木等。

（２）具有自適應(yīng)控制的LED照明系統(tǒng)

LED照明系統(tǒng)廣泛用于由入口光度計(jì)控制的調(diào)光和切換過(guò)程，實(shí)現(xiàn)隧道每個(gè)階段/區(qū)域所需的可變照明。該方案是一個(gè)“閉環(huán)”反饋系統(tǒng)，以校準(zhǔn)光度計(jì)“看到的”和實(shí)際安裝的照明。這將確保根據(jù)設(shè)置的參數(shù)在隧道內(nèi)提供正確的照明水平，并允許根據(jù)外部環(huán)境照明條件進(jìn)行即時(shí)調(diào)整。

3.3 監(jiān)控系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

隧道監(jiān)控系統(tǒng)觀察隧道的環(huán)境狀況，例如空氣質(zhì)量、照明、事故等。這些系統(tǒng)可提高隧道的安全運(yùn)行水平，并優(yōu)化隧道的日常運(yùn)作和維修。通過(guò)生成的數(shù)據(jù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期性能下降，以限制潛在的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和影響，并識(shí)別任何可能危及隧道安全運(yùn)行的工程故障。

3.4 供配電系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

使用高壓配電系統(tǒng)有可能節(jié)省能源，使用高效的UPS系統(tǒng)可使隧道安全系統(tǒng)在發(fā)生重大電力故障時(shí)仍能正常運(yùn)作，并提供隧道照明。

3.5 能源提供中的節(jié)能技術(shù)

（１）隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管

能在比調(diào)節(jié)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作電壓更低的電壓下開(kāi)關(guān)的節(jié)能器件，與傳統(tǒng)晶體管相比，可節(jié)省能耗。

（２）細(xì)水霧技術(shù)

通過(guò)電子激活有關(guān)地方的開(kāi)口噴流，提供隧道消防保護(hù)，與灑水技術(shù)相比，耗水量減少。

（３）使用光伏系統(tǒng)的太陽(yáng)能屋頂隧道

在隧道頂部建造的光伏系統(tǒng)可以發(fā)電并減少碳排放。

（４）起動(dòng)電機(jī)和泵的啟停技術(shù)

提高電機(jī)和泵的效率，使它們?cè)诓皇褂脮r(shí)自動(dòng)關(guān)閉，減少二氧化碳排放。

（５）射流風(fēng)扇電機(jī)和泵的軟啟動(dòng)技術(shù)

使電機(jī)速度逐漸加速，提高能源效率，限制涌流電流有助于滿足電力限制和峰值充電需求。

4 公路隧道技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 隧道機(jī)電系統(tǒng)節(jié)能化

風(fēng)力?太陽(yáng)能混合發(fā)電的太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一。有學(xué)者提出了一種基于風(fēng)光互補(bǔ)和混合儲(chǔ)能的節(jié)能供電系統(tǒng)，使用太陽(yáng)能為隧道入口提供照明，在隧道頂部使用風(fēng)力渦輪機(jī)來(lái)補(bǔ)充隧道的電力供應(yīng)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的。另外，使用太陽(yáng)能光纖照明來(lái)增強(qiáng)隧道照明還可達(dá)到降低能耗，提高照明質(zhì)量的目的。

LED燈具具有壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高、啟動(dòng)時(shí)間短、功耗低、色溫高等顯著優(yōu)點(diǎn)，這些燈具已經(jīng)被用于取代隧道照明的傳統(tǒng)光源。然而，LED燈的控制策略也需進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)，例如，利用LED燈的優(yōu)越性能和無(wú)級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)隧道照明的自動(dòng)控制。設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)能很好地滿足照明要求，解決傳統(tǒng)照明控制方法造成的大量電能浪費(fèi)的問(wèn)題。此外需考慮環(huán)境亮度、交通流量和車速變化的影響，實(shí)現(xiàn)隧道照明的連續(xù)調(diào)光，“照明隨車而動(dòng)”道路隧道照明智能控制系統(tǒng)在保證行車安全的前提下，使節(jié)能效果大幅增加。同時(shí)，該控制系統(tǒng)與無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合，使照明控制系統(tǒng)變得更智能，具有更強(qiáng)的傳感、數(shù)據(jù)處理和連接能力。

在隧道通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)控制過(guò)程中，通風(fēng)射流風(fēng)機(jī)消耗大量電能，成為運(yùn)行成本的重要組成部分。因此，將污染物濃度控制在規(guī)定的水平以下，同時(shí)盡量減少通風(fēng)射流風(fēng)機(jī)的能耗至關(guān)重要。未來(lái)的研究需要利用污染物的空氣動(dòng)力學(xué)和非線性特性，使得污染物水平保持在預(yù)先確定的水平內(nèi)，并且能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)污染物濃度。另外，現(xiàn)有的方法都沒(méi)有考慮各排風(fēng)射流風(fēng)機(jī)的通斷切換成本和運(yùn)行時(shí)間的平衡。因此，在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)污染物濃度的基礎(chǔ)上需要確保功耗最小化。

4.2 隧道機(jī)電系統(tǒng)的數(shù)字化管理

隧道是綜合交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，數(shù)字化、智能化手段可以洞察隧道交通要素的變化，掌握交通運(yùn)行規(guī)律，預(yù)測(cè)交通發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用于隧道交通運(yùn)營(yíng)管理和服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以產(chǎn)生巨大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)在虛擬空間中模擬真實(shí)的隧道場(chǎng)景，為隧道數(shù)字化維護(hù)提供了新的手段。

現(xiàn)在的隧道數(shù)字化運(yùn)營(yíng)中存在視頻碎片化、視頻與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離、缺乏二維和三維聯(lián)動(dòng)響應(yīng)方法等問(wèn)題，而數(shù)字化建設(shè)與虛實(shí)一體化運(yùn)營(yíng)方法的出現(xiàn)，為隧道的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)提供了新的方向，同時(shí)這種以數(shù)字化的方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬模型，借助數(shù)據(jù)模擬物理實(shí)體在真實(shí)環(huán)境中的行為，并通過(guò)虛實(shí)交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析、迭代決策優(yōu)化等方式可以促進(jìn)物理實(shí)體行為的優(yōu)化。

在隧道運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和需求的基礎(chǔ)上，從“人、車、路（設(shè)施）、環(huán)境”四個(gè)要素構(gòu)建入手，運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建隧道設(shè)施基本模型，并將隧道實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻融合成3D虛擬場(chǎng)景。多源物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)采集融合，形成與真實(shí)隧道交通運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景基本一致的虛擬場(chǎng)景。

這種數(shù)字化的構(gòu)建方法可以建立離散監(jiān)控視頻與三維場(chǎng)景之間的時(shí)空關(guān)系，解決了隧道場(chǎng)景全息感知中的視頻碎片問(wèn)題，同時(shí)降低了各單元建模的壓力，實(shí)現(xiàn)了二維和三維聯(lián)動(dòng)隧道的數(shù)字化管理，有助于實(shí)現(xiàn)隧道交通順暢、事故救援、設(shè)施管理、應(yīng)急響應(yīng)等二維和三維聯(lián)動(dòng)的應(yīng)用，提高隧道數(shù)字化管理的效率。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要闡述了近年來(lái)公路隧道系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展情況。在“碳達(dá)峰、碳中和”的政策指引下，公路隧道機(jī)電系統(tǒng)節(jié)能需要將實(shí)際情況的微觀角度與行業(yè)現(xiàn)狀的宏觀角度統(tǒng)籌分析，大力發(fā)展低碳節(jié)能技術(shù)，針對(duì)性地提出節(jié)能降耗改進(jìn)方案。隧道機(jī)電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，節(jié)能的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)功率與能耗配置的最優(yōu)化，是將資金投入與能效產(chǎn)出進(jìn)行有效平衡的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，是將應(yīng)用技術(shù)與管理手段結(jié)合使用的綜合實(shí)踐活動(dòng)。這就需要通過(guò)落實(shí)技術(shù)革新與難點(diǎn)突破，為國(guó)內(nèi)的公路隧道提供良好的技術(shù)和設(shè)備，使我國(guó)的公路隧道得以安全、經(jīng)濟(jì)地建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理。

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