楊曉波

（河北交通投資集團(tuán)有限公司，石家莊 050091）

1 引言

機(jī)電設(shè)備安裝施工是隧道工程建設(shè)與實(shí)施中的重要環(huán)節(jié)，由于隧道工程相較于其他工程而言具有鮮明的特殊性，例如，整個(gè)工程建設(shè)位于地下，深受隧道途經(jīng)區(qū)域工程地質(zhì)條件與水文條件的影響，施工作業(yè)面較窄、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜且惡劣，隧道工程有賴于完善的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)為隧道的實(shí)施與后續(xù)投運(yùn)發(fā)揮通風(fēng)、通行、照明、防滲透等功能與效用，保障隧道工程的有序建設(shè)與安全投運(yùn)[1]。 當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)等的發(fā)展催生出了大量的機(jī)電設(shè)備， 隧道工程建設(shè)時(shí)需對(duì)各類用于照明、通風(fēng)、防滲、消防預(yù)警等功能的機(jī)電設(shè)備加以集成與管理， 依托信息化技術(shù)動(dòng)態(tài)管控機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、工況與運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的故障信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的捕捉與運(yùn)維養(yǎng)護(hù)， 充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的各項(xiàng)功能，為隧道通行提供安全、可靠的行駛環(huán)境。

2 隧道工程中的機(jī)電施工概述

2.1 隧道工程中的機(jī)電施工內(nèi)容

機(jī)電工程是隧道工程的一項(xiàng)子工程， 包含了保障隧道安全通行的各個(gè)機(jī)電設(shè)備及其綜合監(jiān)管平臺(tái)， 利用綜合監(jiān)管平臺(tái)統(tǒng)籌管理、 動(dòng)態(tài)管控同一通信網(wǎng)絡(luò)下各機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況，切實(shí)發(fā)揮機(jī)電工程系統(tǒng)照明、通風(fēng)、預(yù)警等作用。 從系統(tǒng)構(gòu)成來(lái)看，機(jī)電工程包括綜合監(jiān)管平臺(tái)、通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，其中，通風(fēng)系統(tǒng)用于加速隧道內(nèi)的空氣流通以及隧道內(nèi)外的氣流交換， 以免相對(duì)封閉的隧道環(huán)境內(nèi)空氣流通不暢、空氣質(zhì)量不高，危及隧道通行人員的健康。 通風(fēng)系統(tǒng)的安裝是在隧道相關(guān)位置安裝風(fēng)機(jī)， 通過(guò)風(fēng)機(jī)的大功率運(yùn)行將隧道內(nèi)的煙霧、灰塵等有害氣體排到隧道以外，并將隧道外的新鮮空氣引流到隧道內(nèi)， 保持隧道內(nèi)的空氣流通與質(zhì)量穩(wěn)定[2]；消防系統(tǒng)用于對(duì)隧道內(nèi)的火災(zāi)情況進(jìn)行預(yù)警與滅除， 消防系統(tǒng)施工是在隧道內(nèi)安裝煙感器、溫度傳感器、紅外傳感器等設(shè)備， 對(duì)隧道相對(duì)封閉空間內(nèi)的煙霧濃度、 溫度等進(jìn)行動(dòng)態(tài)感知，利用消防預(yù)警算法科學(xué)分析與研判隧道內(nèi)的火情信息，并控制隧道頂部的供水設(shè)備與消防設(shè)施及時(shí)開(kāi)啟、噴水、滅火[3]；照明系統(tǒng)用于為隧道通行提供適宜的光照與亮度， 隧道照明系統(tǒng)需根據(jù)不同的照明需求選擇適宜的照明設(shè)備， 保障車輛的通行照明；綜合監(jiān)控平臺(tái)則是對(duì)所有子系統(tǒng)布設(shè)、安裝的機(jī)電設(shè)備以及隧道內(nèi)的車輛、人員、環(huán)境等進(jìn)行全面監(jiān)管的平臺(tái)，其高度集成網(wǎng)絡(luò)管理、有線廣播、緊急電話、交通監(jiān)控等，為隧道管理人員提供一體化的監(jiān)管渠道[4]。 隧道工程中機(jī)電施工時(shí)需利用高壓線將電源引至隧道洞口或洞內(nèi)變電站， 再進(jìn)行二次布線，為各類機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行以及設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)管應(yīng)用供電。

2.2 隧道工程中的機(jī)電施工特點(diǎn)

隧道工程中的機(jī)電施工相較于其他工程（如土建工程）而言，具有更加顯著的復(fù)雜性、專業(yè)性、投資大、工期緊湊等特點(diǎn)。 （1）隧道內(nèi)環(huán)境封閉且完全位于地下，有賴于眾多的機(jī)電設(shè)備照明、通風(fēng)、消防預(yù)警等，需要在同一通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成眾多專業(yè)性機(jī)電設(shè)備的安裝、 調(diào)試以及集成管理， 科學(xué)布線、合理配置網(wǎng)絡(luò)資源與電力資源，工程實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)較高。 （2）機(jī)電設(shè)備的費(fèi)用通常較高，安裝、調(diào)試以及后續(xù)的維修保養(yǎng)工作耗時(shí)耗力，尤其是機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障后，隧道管理方將投入大量的資金進(jìn)行維修或更換，是隧道工程中典型的資金密集型子工程。（3）隧道工程中的機(jī)電設(shè)備眾多，每個(gè)機(jī)電設(shè)備的安裝調(diào)試均需要大量的時(shí)間， 機(jī)電設(shè)備還需通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接到綜合監(jiān)控平臺(tái)中，各個(gè)子系統(tǒng)、設(shè)備之間的連接與控制關(guān)系復(fù)雜、機(jī)電控件眾多，給機(jī)電工程施工與調(diào)試帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)[5]。 尤其在信息化與智能化技術(shù)日益發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，高精尖的機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試以及運(yùn)維養(yǎng)護(hù)過(guò)程對(duì)人員的專業(yè)素養(yǎng)要求更高。

2.3 隧道工程中的機(jī)電施工現(xiàn)狀

機(jī)電工程施工質(zhì)量是保證隧道工程投運(yùn)安全性與可靠性的關(guān)鍵要素， 當(dāng)前機(jī)電工程領(lǐng)域?qū)τ谑┕ぜ夹g(shù)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)有相對(duì)成熟的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。（1）機(jī)電工程中涉及的機(jī)電設(shè)備眾多，專業(yè)性與復(fù)雜性各異，且在設(shè)備智能化升級(jí)的大潮流下，機(jī)電設(shè)備的安裝調(diào)試以及后期運(yùn)維養(yǎng)護(hù)的難度更高，不少標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范未能及時(shí)跟進(jìn)與更新，導(dǎo)致一些機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試與運(yùn)維養(yǎng)護(hù)時(shí)缺乏相關(guān)參照依據(jù)。 （2）機(jī)電設(shè)備的更新?lián)Q代速度較快，而安裝調(diào)試與運(yùn)維管養(yǎng)的工作人員在專業(yè)技能與綜合素養(yǎng)方面提升不夠，未能與時(shí)俱進(jìn)地融入機(jī)電設(shè)備升級(jí)步驟中，導(dǎo)致安裝過(guò)程中某些工藝或細(xì)節(jié)把握不到位， 機(jī)電設(shè)備后期運(yùn)行存在質(zhì)量隱患， 在一定程度上增加了機(jī)電設(shè)備的后期返工與返修率。 （3）機(jī)電工程是隧道工程的一個(gè)子工程，在施工時(shí)與其他工程，如土建工程等，同步實(shí)施，在相對(duì)狹窄的作業(yè)面內(nèi)交叉作業(yè)，也在一定程度上增加了機(jī)電工程施工的難度。

3 隧道工程中機(jī)電施工信息化管理體系

3.1 信息化管理形式

隧道工程中機(jī)電信息化管理是以通信網(wǎng)絡(luò)為連接載體，有機(jī)關(guān)聯(lián)隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)備，并將機(jī)電設(shè)備作為下位機(jī)，實(shí)時(shí)采集隧道內(nèi)的人員數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)等，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至綜合監(jiān)管平臺(tái)后進(jìn)行智能化解析，動(dòng)態(tài)、自動(dòng)分析當(dāng)前隧道內(nèi)的人員異常、車輛通行異常、空氣質(zhì)量異常、溫度異常（火情）等，并控制下位機(jī)中的消防設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施等，及時(shí)啟動(dòng)做好消防滅火與通風(fēng)處置。 將這一信息化管理形式引入機(jī)電工程施工過(guò)程中，充分運(yùn)用隧道工程土建施工時(shí)在各個(gè)片區(qū)布設(shè)的視頻監(jiān)控設(shè)備，在施工現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)充、增加一些傳感器設(shè)備，如溫濕度傳感器、揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)傳感器、感煙器等，對(duì)機(jī)電施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣質(zhì)量、空氣流通速度、溫度、煙霧狀況等進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，結(jié)合視頻監(jiān)控設(shè)備采集到的現(xiàn)場(chǎng)視頻，對(duì)機(jī)電施工現(xiàn)場(chǎng)人員、環(huán)境等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，將監(jiān)管數(shù)據(jù)接入BIM 平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)以人為抓手的機(jī)電施工質(zhì)量與施工進(jìn)度同步管理模式。 例如，通過(guò)對(duì)視頻監(jiān)控中的人員進(jìn)行人臉識(shí)別與智能分析， 從視頻監(jiān)控中篩選出未佩戴安全頭盔的機(jī)電施工人員，及時(shí)利用隧道內(nèi)的有線廣播加以通報(bào)提醒； 通過(guò)各類傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析空氣質(zhì)量狀況以及有害氣體濃度，一旦濃度達(dá)到預(yù)警值，則及時(shí)利用隧道內(nèi)的有線廣播通知所有施工人員撤離。 上述信息化管理形式在隧道工程機(jī)電施工中的應(yīng)用可以切實(shí)提高機(jī)電施工的安全性，保護(hù)施工人員的人身安全。

3.2 信息化管理的作用

信息化管理形式在隧道工程機(jī)電施工中充分利用了各類傳感器設(shè)備，動(dòng)態(tài)感知施工現(xiàn)場(chǎng)的人員、環(huán)境、車輛等信息，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳感器采集數(shù)據(jù)的共享， 助力機(jī)電施工的智能化分析，有效克服了傳統(tǒng)以人工監(jiān)測(cè)機(jī)電施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、保障施工安全的管理模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道內(nèi)施工作業(yè)以及后期投運(yùn)時(shí)車輛通行的全天候、全過(guò)程監(jiān)管；機(jī)電施工的信息化管理也可以大幅度減少施工人員的作業(yè)成本， 依托通信網(wǎng)絡(luò)，施工人員可遠(yuǎn)程操控隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)備，動(dòng)態(tài)抓取其歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)與運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，根據(jù)機(jī)電設(shè)備運(yùn)維養(yǎng)護(hù)的需要，實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程操控； 在機(jī)電設(shè)備歷史采集數(shù)據(jù)以及歷史工況數(shù)據(jù)調(diào)取的基礎(chǔ)上， 機(jī)電施工人員還可以智能化地分析機(jī)電設(shè)備在某一時(shí)期內(nèi)的運(yùn)行情況，尤其是在機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，利用其故障前的運(yùn)行情況與數(shù)據(jù)采集情況， 可以輔助施工人員科學(xué)研判機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生的原因； 對(duì)于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中采集的隧道內(nèi)人員、環(huán)境、車輛等歷史數(shù)據(jù)，可以利用過(guò)濾算法等對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)由數(shù)據(jù)自動(dòng)分類、智能分析，為機(jī)電施工過(guò)程提供可靠的數(shù)據(jù)源。

4 加強(qiáng)隧道工程機(jī)電施工信息化管理的舉措

4.1 構(gòu)建清晰的責(zé)任體系，做好信息資源共享

隧道工程機(jī)電施工信息化管理的成效在一定程度上取決于管理責(zé)任體系是否清晰、健全，由于隧道工程中的機(jī)電設(shè)備眾多，安裝施工與運(yùn)維養(yǎng)護(hù)工作量較大，需要對(duì)機(jī)電設(shè)備的施工管理工作進(jìn)行責(zé)任劃分，結(jié)合隧道運(yùn)管部門的工作職責(zé)，將具體的施工安裝與運(yùn)維養(yǎng)護(hù)工作落實(shí)到具體部門中，以科學(xué)、明晰的分工切實(shí)提高各專業(yè)部門在機(jī)電設(shè)備安裝施工以及后期運(yùn)維養(yǎng)護(hù)中的投入度與專注度， 保證隧道中機(jī)電設(shè)備的高效、可靠運(yùn)行。 此外，隧道工程的機(jī)電施工管理以及后期的運(yùn)維養(yǎng)護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，前期的安裝、調(diào)試與后期運(yùn)維、養(yǎng)護(hù)之間存在著天然的連接關(guān)系， 部門之間應(yīng)做好同一機(jī)電設(shè)備安裝、調(diào)試相關(guān)數(shù)據(jù)與后期運(yùn)維、養(yǎng)護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)的共建、共享工作，為機(jī)電設(shè)備的日常檢修、故障維修等提供可靠的歷史數(shù)據(jù)支持。 綜合監(jiān)管平臺(tái)與各機(jī)電工程子系統(tǒng)之間也存在著緊密的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在同一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)下，機(jī)電設(shè)備的控件多且復(fù)雜， 排查機(jī)電工程問(wèn)題時(shí)需要同時(shí)關(guān)聯(lián)排查相關(guān)的機(jī)電設(shè)備，因此，應(yīng)做好機(jī)電設(shè)備運(yùn)行工況數(shù)據(jù)的共享工作，提高機(jī)電施工與運(yùn)維管理的成效。

4.2 構(gòu)建完整的機(jī)電設(shè)備維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)維護(hù)工作量化

機(jī)電設(shè)備更新升級(jí)速度較快， 而隧道工程機(jī)電施工中未能及時(shí)、動(dòng)態(tài)更新相關(guān)機(jī)電設(shè)備的技術(shù)規(guī)范與維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，不利于機(jī)電施工信息化管理的量化實(shí)施，因此，需針對(duì)隧道工程中所使用機(jī)電設(shè)備的性能參數(shù)、使用特點(diǎn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等科學(xué)制訂機(jī)電設(shè)備運(yùn)維、養(yǎng)護(hù)方案，構(gòu)建機(jī)電設(shè)備運(yùn)維、養(yǎng)護(hù)工作量評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)運(yùn)維、養(yǎng)護(hù)的結(jié)果進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。 同時(shí)，在機(jī)電設(shè)備維護(hù)模式中，要充分引入預(yù)防維護(hù)與動(dòng)態(tài)維護(hù)機(jī)制，充分運(yùn)用信息化技術(shù)對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤、 實(shí)時(shí)采集與智能分析， 預(yù)判機(jī)電設(shè)備可能存在的故障風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并加以干預(yù)與處置，提高機(jī)電設(shè)備故障預(yù)防的精準(zhǔn)性，減少機(jī)電設(shè)備故障給隧道通行安全帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 提升維護(hù)管理人員專業(yè)素養(yǎng)，保障維護(hù)持續(xù)有序

在隧道工程機(jī)電設(shè)備的維護(hù)管理過(guò)程中， 維護(hù)管理人員的專業(yè)素養(yǎng)發(fā)揮著關(guān)鍵作用， 只有不斷提升維護(hù)管理人員的專業(yè)素養(yǎng)，強(qiáng)化維護(hù)管理意識(shí)，才能促使其自覺(jué)主動(dòng)地投身于維護(hù)管理過(guò)程中。 因此，有必要提升維護(hù)管理人員的素養(yǎng)，依托科學(xué)完善的培訓(xùn)教育體系， 積極引入機(jī)電設(shè)備更新升級(jí)的新技術(shù)、新知識(shí)以及設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)的新方法、新工具，切實(shí)提升維護(hù)人員的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)。 與此同時(shí)，在對(duì)人員培訓(xùn)教育過(guò)程中，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)人員的考核管理，不斷提升維護(hù)管理人員的準(zhǔn)入門檻，全面加強(qiáng)業(yè)務(wù)考核以及績(jī)效考核。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道工程中的機(jī)電施工是依托信息化技術(shù)協(xié)同集成與動(dòng)態(tài)管控照明、通風(fēng)、防滲、消防預(yù)警等功能的機(jī)電設(shè)備，為隧道安全可靠投運(yùn)提供全天候的監(jiān)控與管理平臺(tái)。 機(jī)電施工信息化管理充分利用各類傳感器設(shè)備，動(dòng)態(tài)感知施工現(xiàn)場(chǎng)的人員、環(huán)境、車輛等信息，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳感器采集數(shù)據(jù)的共享，助力機(jī)電施工的智能化分析。 與此同時(shí)，應(yīng)積極引進(jìn)新技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況改造和升級(jí)安全管理方式，注重隱患的排查與預(yù)判，動(dòng)態(tài)抓取其歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)與運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，根據(jù)機(jī)電設(shè)備運(yùn)維養(yǎng)護(hù)的需要， 實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，逐步建立更加完善的隧道機(jī)電施工的安全管理體系。