关于隧道机电系统设计问题分析与对策探讨

摘 要：文章简述了隧道机电系统的特点，以及目前在隧道机电系统设计中出现的一些问题，并且针对出现的问题提出了一些对策。

关键词：隧道；机电系统；设计问题；对策分析

引言

随着我国公路交通事业日新月异的发展，公路的等级在不断的升高，而通车的里程也在不断攀升，相应地，为了能够缩短行车里程、提高线型标准以及保护生态环境等，公路隧道的数量也在不断攀升，所以，对于公路隧道机电系统的设计就显得尤为重要。

1 隧道机电系统的特点

1.1 环境特点

由于公路隧道所处地形的特殊性，导致车辆排除的尾气以及车辆在行使的过程中携带的尘土以及扬起的灰尘，都不能快速的扩散、消失；并且，由于隧道所在位置的空气含水成分与隧道外的不同，导致隧道内外产生温差，进一步导致隧道内的湿度增加；并且隧道处于半封闭状态，车辆在隧道内通过时，会产生振动，可能引起隧道的晃动。隧道的长度、车辆的行使速度以及车辆的行使密度、自然温度都会影响到隧道内的环境温度，车辆的行使速度越快、行使密度越大，散热量也随之增加，隧道内的散热叠加现象也较为严重，加上隧道内的湿气严重，湿热的双重效应，加剧了隧道内车辆行使的安全性和可靠性。

1.2 设施特点

隧道机电系统主要由通风系统、照明系统、消防系统、给排水系统、监控系统、消防系统和供配电系统六部分组成。而由于隧道机电系统的构成较为复杂，设施的种类也较为复杂，所需要的设备数量份额也较为庞大，比如照明灯具、摄像机等，而且部分设备的价格较高，投资大，比如检测装置、控制装置、通风、照明设施等，并且由于隧道机电系统所处环境的特殊性，对所需设备的环境性能要求较高，而一些设备还会因为国内无成熟的定型产品，所以还需要厂家定制。

1.3 运营特点

由于公路隧道所处环境的特殊性，并且被控设施繁杂、控制方案也较为复杂，所以对隧道的运营维护工作量也相应地加大，而且管理费用也相应的有所升高，特别是通风与照明的运营费用尤为显著。随着越来越多的隧道投入运营中，在隧道内的事故发生概率在节节攀升，很多是由于隧道内的设施配置不合理以及不完善所引起的。比如，区域控制器对其管理的设备数量及距离分配不当，致使区域控制器的反应速度不及时造成设备控制滞后，引起事故发生等。并且不能够按照规程对隧道进行日常的维护，没有进行定期的维护，导致很多设备没有发挥其最大的作用，尤其是在发生交通事故以及在火灾发生前后不能及时的进行报警和控制功能，造成很多不能挽回的损失。

2 隧道机电系统设计中出现的问题

2.1 系统设计存在的问题

在进行隧道机电系统设计时，大多数的隧道土建部分还没有完成，而机电系统所采用的设备和材料更新速度又很快，设计以及招标文件大多是在很久以前就完成的，对机电设施的布局没有根据实际出发，还停留在纸上谈兵的阶段。大多数的隧道机电系统设计单位都不太采用新技术，在进行设计时，在类似的设计图稿上进行复制修改，对于隧道的布局、功能需求以及所处环境特点都没有进行实地考察，完全凭主观臆断，让隧道机电系统设计与实际情况无法紧密衔接，也让运营陷入了窘境，导致隧道系统的功能有效性以及利用率都比较低下。随着公路交通系统的不断发展，隧道建设也越来越多，所处环境也越来越复杂，而机电系统的设计周期也出现了问题，不能根据实际的环境进行实时设计。除了设计方法导致的与实际环境差距较大之外，在设计规模方面，考虑的因素也不够全面，太在意隧道长度和交通量方面的考量，在设计初期没有进行有效的实地考察，也给后期的施工以运营加大了难度。

2.2 工程技术设备选型存在的问题

在工程的初步设计中，通常只会给出所需设备要求的基本性能参数，给出的参数都在一个范围内，而市面上满足在该范围参数内的设备数量广泛，所以，在工程的技术设备选型中，所选设备满足了要求的基本参数却无法满足实用与适用的要求，也不能保证该设备在隧道机电系统中的稳定性与可靠性。例如，隧道照明灯的选择，在对其单独检测室合格，并不代表其就能在隧道内高噪音、高湿热度的环境内正常照明。除了这些，在设备的选择上也缺乏约束力，不仅排斥新产品新技术，不积极进行产品革新，而且还一味只追求成本，大部分都只选用成型的老产品，而不支持投入新技术。与之相反的则是只注重对未来方向的发展，追求高配产品，不与行业发展和使用寿命为前提，只想一劳永逸，造成资源浪费。

2.3 设计人员及分工方面

隧道机电系统的设计，不仅专业性强，而且设计的领域也广，对设计人员的专业素质要求较高，但是目前隧道机电系统的优秀设计人员较匮乏。而且现在的一些设计人员都采用闭门造车、只管数量不管质量的方法进行设计，忽略了工程的实际需要。在设计分工方面，没有进行明确的划分，由于每个设计人员的设计水平不同，会使每个设备之间的连接存在差异。

3 隧道机电系统设计对策分析

3.1 通过实地考察改进设计中的不足

在进行方案设计之前，设计单位首先要对隧道的实际情况进行考察，对设计所需的参数进行考察研究，确定参数，并且还要与运营管理单位、各施工单位以及其他相关单位进行积极的沟通，不断改进设计中的不足。在进行设计时，引入机电系统的可靠性设计理念，确定系统的设备性能指标，提高性价比，并且要对设计方案不断改进，使设计方案切合实际，并且深入勘察隧道现场，根据隧道的所需长度以及交通量，可能发生事故以及火灾的概率来确定隧道机电系统的规模。

3.2 从实际出发选择合理参数

在进行设备选型之前，进行实地考察，明确参数，将参数确定在小范围而不是大范围之内，然后在市面上寻找出满足条件的设备，再进行隧道模拟测试，找出最能满足系统中的稳定性与可靠性的设备，然后投入使用。并且还要充分考虑设备成本与使用寿命的问题，以及在隧道环境内可能发生的突况，做好预案。

3.3 提高设计人员的专业技能以及明确设计分工

为了提高设计人员的计算机、通信、电气、给排水、消防等多方面的专业知识以及培养其丰富的设计经验与技巧、对新技术敏锐的前瞻能力，设计单位应该与国内经验丰富、实力强的科研单位以及发达国家相关部门建立长期的合作关系，派遣公司技术较好、接受学习能力强的设计人员去学习、交流，以此来提高隧道机电系统设计人员的专业素质和设计水平。除了专业高超的设计能力，对于设计的分工也很重要。由于公路隧道机电系统的设计囊括了主体、监控、安全、通风、消防、照明、给排水、供电、房建等部分，而各部分需要不同的设计单位和部门来进行设计，这就需要在进行设计之前各单位部门进行沟通协商确定各自的设计模块，明确设计的程序、过程、内容，避免出现重复设计、设计遗漏或者间断的情况。

4 结束语

隧道机电系统所处环境的特殊性，决定了隧道机电系统设计的难度，但是保证交通畅通、预防交通事故仍然是在设计中所要考虑的首要因素，所以在设计时，应该从现场实际环境出发，根据日益发展的先进技术以及不断更新发展的设备，与时俱进，引入新技术，推动隧道机电系统朝着数字化、信息化以及智能化和科学管理化方向发展。

参考文献

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