隧道工程机电设备智能监控及维护管理分析黄健钊

黄健钊

摘要：隧道工程建设中最为重要的便是机电设备的管控，尤其近些年其自动化程度提高，智能监控系统的应用，让隧道工程机电设备智能监控及维护管理成为机电设备维护过程中的重要组成部分。本文介绍了隧道工程机电设备智能监控系统的主要内容、建立隧道工程机电设备智能监控系统的必要性以及隧道工程机电设备智能监控系统的构成,细致分析了隧道工程机电设备的维护管理工作中的常见问题和如何更好地进行隧道工程机电设备的维护管理工作,希望能够为日后相关工作提供借鉴。

关键词：隧道工程；机电设备；智能监控；维护管理

0引言

我国公路建设的现代化进程中,发展城市地下空间隧道、山区高等级公路隧道已成为必然趋势,其中将会遇到公路隧道的机电监控问题,特别是长及特长隧道的机电监控问题。公路隧道机电监控涉及内容较多,为此,本文主要对隧道工程机电设备智能监控系统的概况、构成及维护管理进行了分析与探讨。

1隧道监控系统发展趋势

随着社会经济及科技的快速发展，隧道监控系统的改革也同样进展飞快，由传统的单系统模式的隧道机电监控系统到如今以计算机管理手段来实现隧道机电监控系统管理的模式，隧道监控系统已经全面实现了工作过程的全自动化。与传统的各个子系统之间通过人工手动进行监控管理的隧道监控系统相比，以中心计算机系统为主体的隧道机电监控系统实现了将各个子系统联系在一起。隧道监控系统的发展趋势主要体现在四个方面，首先是监控系统的网格化构成。由多台计算机构成的中心控制系统将计算机局域网连为一体，并构成具有存储全局数据和网络通讯服务的服务器，以网络化的控制系统来保证整个隧道监控系统的可靠性及监控的实时性和准确性，为隧道机电监控过程的数据收集及计算提供了可行的方式。而另一方面，中心控制系统具有较高的智能，可以更具收集到的相关参数来自动决定隧道内的运营情况并进行合理科学的调整，从而保证隧道的最佳运营状态。而第三方面和第四方面的组合台中心控制系统和综合化中心控制系统可以最大程度地实现对数据的管理，帮助管理者直观地了解隧道运营情况，从而更好地发挥机电设备的性能，从而实现对隧道系统的最合理的监控过程。

2隧道工程机电设备智能监控及维护管理

2.1隧道工程机电设备智能监控系统

2.1.1综合监控系统

综合监控系统涵盖了多个组成部分，有火灾自动报警和联动子系统、监控子系统、电力监控子系统与隧道紧急对讲电话等，这些系统通过隧道职能中心互相构成网络，一起工作，极大的提高了隧道安全性。

⑴综合监控中心平台。综合监控中心的局域网一般都是采用标准以太网，同时，鉴于双网热备、冗余、开放、易扩展的优势，目前基本都使用双网，这样可以使监控系统趋于稳定状态，即使产生了单点故障，也不能造成别的设备的非正常运转。

⑵设备监控子系统。设备监控子系统通常由现场总线、控制器及其温湿度探测器构成，呈分散式。其系统直接接入局域网，可以采集环境和机电设备的信息。

⑶火灾自动报警子系统。火灾自动报警子系统包括消防专用电话总机、火灾报警主机、联动控制器、隧道紧急电话主机、光电式感烟探测器、感温光纤探测器、信号线缆、手动报警按钮等设备。他会对设备内的情况进行实时监控，发生火灾时，系统将首先确认火灾的发生，然后及时发出警报，向各部门通知，再通过广播让大家得知火灾消息，及时进行人员疏散，并且联动控制排水系统和诱导发布系统、车道灯控系统以及电气照明系统等。他有抑制火灾的扩大，减少财产损失及人员伤亡的优点。

⑷电力监控系统。电力监控系统虽多为分散安装，但其管理模式又较为集中，通过站级管理层、网络通信层和间隔设备层多个部分来实现监控系统的高效运行。此系统依托网络平台保证测控单元与交直流电用电系统监控安全运行，并使得间隔设备和站级管理层设备连了起来。图一为：隧道综合监控系统

图一：隧道综合监控系统

2.1.2智能交通系统

隧道工程机电设备智能监控还包括智能交通系统，包括中心监控平台、高清视频事件监测子系统、交通诱导发布子系统、警用无线通信子系统、违法抓拍子系统等一系列的部件，通过这些监控系统的持续运作可以最大程度地实现对隧道内部交通的稳定运行。其中高清视频事件检测子系统的设备构成较为复杂，由高清彩色摄像机、手动变焦镜头、解码器视频、编码器云台等构成，而中心设备包括中心控制服务器系统、管理服务器、高清视频事件检测服务器、高清视频事件检测主机等多个部件，可以全面实现对隧道情况的实时监控过程，保证隧道内的良好交通状况。另外为了有效缓解道路拥堵，确保交通畅通，就要用到交通诱导信息发布子系统，该系统主要由交通诱导屏和诱导信息分析处理两部分组成。系统会根据交通实际情况而进行及时的调整和内容显示，确保监控对路况的有效管理过程。至于隧道车道灯控制子系统、警用无线通信子系统、隧道超速违法抓拍和禁行子系统，都是对隧道行驶车辆的严格监管措施，除了通过采集交通信息并配合发出指令来达到管制交通外，还可以配合交通诱导信息发布系统等实现对各部分的及时反馈及对突发问题的及时处理，并实现对违规行为等做出及时的处理，保证隧道交通的良好状态。

(1)高清视频事件检测子系统。高清视频事件检测子系统的设备构成复杂。前端设备包括高清彩色摄像机、手动变焦镜头、解码器、视频编码器、云台等。中心设备通常包括中心控制服务器、系统管理服务器、高清视频事件检测服务器、高清视频事件检测主机等多个部件。他们相互配合,实时监控、组织和控制交通,确保交通状况良好。

(2)交通诱导信息发布子系统。交通诱导信息发布子系统由两部分组成,一是交通诱导屏;二是诱导信息分析处理。该系统的设备包括诱导屏控制单元、LED交通诱导屏、交通诱导服务器、操作终端等。系统会根据交通状况而改变显示的内容,缓解道路拥堵,确保交通畅通。

(3)隧道车道灯控制子系统。此系统主要包括车道灯信号机、隧道车道灯组、中心管理主机及控制软件等几个部分。该系统可以采集交通信息,发出指令,控制信号灯,从而达到管制交通的作用。同时,隧道车道灯控制子系统可以配合交通诱导信息发布系统阻止车辆进人隧道,方便及时地实施救援活动。图二为隧道车道灯照明系统。

图三：雷达测速超速系统图

2.2隧道工程机电设备的维护管理

2.2.1隧道工程机电设备维护管理常见问题

我国的隧道工程机电设备维护管理中最常见的问题首先体现在对路面管理效率较低。我国隧道工程机电设备的维护管理主要采用分散式运作模式，受隧道的地理位置及传统管理体制的影响和限制，采用分散式运作模式利于对机电设备的维护管理，但需要庞大的人力资源支撑，并且随着公路事业的飞速发展，分散式运作模式的缺点更被不断的放大，增加了大量的维护管理成本及管理人员的浪费，降低了管理效率和经济效益。并且在我国隧道工程机电工程的维护管理中，尚还缺乏完善的养护管理标准。在隧道工程完成后，我们只注重隧道表面工程，而忽视了对隧道质量及安全的检测及评价过程，无法保证设备的完美运转，这样的做法往往导致很多设备不能及时进行养护过程而频繁发生故障，从而影响施工进度及施工人员的人身安全，因此，完善隧道工程机电工程养护系统评价标准，以合理的管理评价要求来保证隧道施工工作的安全，从而提高隧道整体质量并降低投入资金。通常施工队伍在对隧道进行施工过程时往往习惯性的忽略了实际环境对隧道工程质量的效果。隧道工程施工过程对实际情况的考虑不周现象往往会再工程内留下大量的安全隐患，如地面含水量过高、土质过于松散等都会对隧道质量有严重的影响要过，因此，不要忽略了环境安全问题对工程质量带来的影响。

（1）效率低。我国隧道工程机电设备的维护管理主要采用分散式运作模式,因为受隧道特殊的地理位置和企业传统管理体制的限制,所以大多数高速公路的管理效率都比较低。通过实践证明了在高速公路运行初期采用分散式运作模式有利于机电设备的维护管理,但随着公路的发展壮大,这种运作模式的缺点逐渐凸显,其需要庞大的人力资源支撑,这就增加了成本和人员的浪费,降低了经济效益。

（2）缺乏隧道工程机电工程养护系统评价标准。目前,在隧道工程完工后,很多单位只重视路面工程。同时很多单位急于交工,不注重隧道的安全生产工作,导致很多设备不能被及时养护而出现故障,从而影响到施工进度与安全。因此,为了保证隧道施工工作的安全,建立一套合理的机电设备维护管理效果评价体系是很重要的。

（3）漠视安全环境问题。隧道工程在施工时可能会出现对实际情况考虑不周而留下安全隐患的情况,日常机电设备的使用中存在操作失误的情况,这些都会影响机电设备的安全运行。

2.2.2隧道工程机电设备的维护管理措施

为了有效加强隧道工程机电设备的维护管理应注重实现资源共享，降低管理成本。在维护管理过程中，相关部门应充分结合自身的优势，并合理选择适合自身发展的管理模式，建立合理、统一的管理标准，实现对资源的共享过程，从而更好地进行机电设备维护管理工作。并且应以合理的养护系统评价标准来反应隧道内的各项指标，保证对机电设备的平稳运行的管理，从而加强隧道运营的稳定性，提高隧道工程建设的经济效益。此外，相关单位还需要引入具有先进技术的人才，不断提升自身人员队伍素质，才能够从根本上解决隧道工程机电设备的维护管理障碍，才能够让隧道工程建设得以持续进行。

（1）建立隧道机电设备的台账。隧道管养单位根据自身的情况建立相应的机电设备台账，详实记录设备的出厂日期、保修期限、功率参数、维保记录及保养计划等。通过相关的台账数据，建立机电设备损耗模型，让管养人员提前预计设备的损耗状况，辅助管养单位做好每年机电设备维护管理费用预算。

（2）实现资源共享。为了减少管理成本,隧道管养单位可以根据长远目标,结合自身相关优势,选择适合自身发展的维护管理模式,组建统一的维护组织,将人员配置、职责划分、运作流程以及信息化管理等工作做好,以实现资源共享,更好地进行机电设备维护管理工作。

（3）建立合理的养护系统评价标准。此评价体系既要能反映各项指标,也要能让有关人员和部门接受。通过这个评价体系,能够让机电设备在安全的状态下高效运行,不断地增加经济收益,带动行业的全面发展。

（4）加强隧道管养单位自身维修队伍建设。维修队伍应跟进机电设备的建设期、验收期。在隧道工程的建设期间,为了保证机电设备得到良好的保养,维修队伍需要对机电系统一些施工的基本情况要有足够的认识,同时要求对施工的图纸有细致的了解,相关技术人员在验收隧道时,也应该根据图纸的实质内容进行严格验收,确保工程的质量达标。此外,维修人员应在机电设备保修期内虚心向技术人员学习,当机电设备发生故障时能发挥主观能动性,及时解决问题。

3结束语

正所谓“工欲善其事必先利其器”，只有首先进行机电设备的智能监控及维护管理，才能够保障隧道工程得以更好进行，才能够让隧道工程的支出成本得以更好控制，才能够让更加先进的技术应用到隧道工程建设之中，才能够真正推动我国隧道工程事业的再一次进步和腾飞。

参考文献

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