论高速公路隧道机电智慧管控系统的应用与研BetVictor Sports(伟德体育)国际官网究

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　　在高速公路运营过程中，公路基础设施是保障人们行车安全的重要手段。尤其是高速公路隧道工程，为实现隧道内的正常通车，需要在隧道内部布置完善的机电系统，包括隧道的供配电系统、照明系统、通风消防系统等。在目前隧道机电系统中，各个系统相互独立，既不利于公路运营人员的养护及管理，也容易导致隧道内的安全隐患。因此，为解决此类问题，应充分结合信息化技术的发展，研究设计一套隧道机电智慧管控系统，将机电系统各个独立部分连接成整体，通过网络对机电系统实施监控，以保证高速公路的安全运营。

　　本工程隧道内的机电智慧系统通过一体化监管平台可以实现在隧道内布局感知系统、资源整合以及信息共享，从而提高隧道机电系统的综合管控和风险管控能力，保障人们的出行安全，提升隧道的服务水平。同时，一体化监管平台可在隧道内充分利用高精度地图、三维建模、智慧融合感知等技术，实现隧道内交通状况的可视化，根据隧道的运行数据进行事件预警等，*终有效地将隧道机电系统的各个子系统集成于一个平台之上，完成对隧道机电系统的智慧管控。

　　在隧道机电智慧管控系统设计中，主要包括系统平台的数据库建立以及系统的功能设计，结合工程隧道的实际情况，主要的隧道机电结构包括供配电系统、照明系统、监控系统、通风系统和消防系统等。在隧道智慧管控平台数据库设计时应整合多元业务数据，以加强外部设施的数据收集能力。完善系统的数据采集交换服务和共享能力数据的能力，将系统的数据分为两大类，分别为机电设备运行状态和道路车辆运行信息，通过对数据的数字化分析绘制隧道的可视图；针对隧道机电系统所需的功能，一体化监管平台应设计相应的综合监控、设备管理、智慧巡检、视频管理、信息发布以及应急事件的处理功能，从而保证机电系统的正常运作，确保隧道的运营安全。

　　（1）隧道内的基本照明、消防水泵、通风设施、监控设施及其他设施等设施均需要通电才能实现运营，因此隧道内需要具备完善的供配电系统。根据采用的各类机电设施的用电要求，本工程隧道内的供配电系统的用电负荷主要为*级负荷和三级负荷，其中上述的设施采用*级负荷，其他设施均采用三级负荷，根据此情况供电系统可采用双电源供电形式设计，在供配电系统中利用10kV的电缆沿着隧道两侧进行布设，铺设时所有的电缆放入设计的电缆沟中，避免暴露于隧道之内。

　　（2）电缆沿着隧道两侧布设完成后，工程隧道内部设置有变配电设施，布设的电缆会与变配电相互连接。当电流进入变配电设施之后，通过变配电设施的配置及变压器的作用，会将电流分为*级负荷与三级负荷，通过设置的两路电源分别向机电设施供电，保障机电系统的用电安全及正常运营。此外，本工程供配电系统接地处理采用TN-S形式，供配电系统所有变压器的中性点均直接接地，接地电阻控制在1Ω,每一个变压器中性点之后分别设置零线与保护线，两种线路的设置不得出现相互连接问题，避免引发用电事故。

　　由于隧道是穿越山体进行修建，隧道内部其环相对封闭，为保证隧道内空气的正常流通，需要在隧道内部设置通风系统来改善环境。本工程隧道的通风系统设置，主要由3大部分组成，分别为环境监测、风机控制及区域控制网络。其中通风系统的环境监测功能是对隧道内的一氧化碳进行监测，避免隧道中有害物质浓度超标；风机控制是为了保证隧道内空气的流通，本隧道采用射流风机，该类型风机完全满足隧的通风需求；区域控制网络可利用信息化实现对通风系统的管控，有利于机电智慧管控系统的应用。

　　（1）消防系统是高速公路隧道机电系统结构中不可缺少的设施，在隧道消防系统设置中，主要功能包括火灾检测、灭火设备、隧道排烟及报警系统等。针对工程长度较大的隧道工程，在隧道内应设置横向的紧急出口，当隧道运营过程中发生火灾问题，隧道内的行驶人员可以及时逃出隧道，其次隧道内的火灾监测装置，设置后保证其有效性，当遭遇火灾问题可以及时反映至管理人员；灭火设备应贯穿整个隧道工程，每间隔一段位置设置一处消防设施并配备消防水管及灭火器；排烟及报警设施要实现对隧道排烟量的监控，如排烟量过大则可以实现自动报警操作。

　　（2）在隧道的消防系统设置中，为避免火灾过大造成人员伤亡问题，在隧道横向的紧急出口中，应安装防火卷帘门，并将卷帘门设置为手动开启和电动开启2种形式，正常情况下保持卷帘门的开启状态，在突发火灾的紧急情况下，可将卷帘门关闭，避免火势蔓延至紧急出口，同时针对行人的紧急出口，在设置时每一侧均要安装防火门，正常情况下保持防火门的关闭状态，当隧道内的消防系统全部布设完成后，由上级消防主管部门进行验收，保证消防设施的使用性能，以确保隧道的运营安全。

　　（1）对高速公路隧道来说，机电系统中必不可少的就是照明系统，其能够保证隧道内的光线满足行车要求，从而保证隧道内的运营安全，因此照明系统也是隧道机电系统的*重要组成部分。本工程隧道内照明系统主要采用UPS电源供电，且供电设施的备用时间保持在30min以上，以保证运营期间不出现断电的问题。在供电系统照明灯设置时，主要采用隧道拱顶单光带的形式，在隧道内部设置双排单光带进行照明，局部较暗的区域可利用加强照明灯。

　　（1）为保证隧道内的行车安全，或者遭遇紧急情况可以及时获得相关信息，在本工程隧道内设置监控系统，以在隧道内部安装摄像机对行驶的车辆进行实时监控，这不仅可以监控隧道内是否存在安全事故，还能记录车辆是否存在违章行为，如超速形式、违规变道等，从而有利于保证隧道内的行车安全。基于此，本次隧道内的监控系统设置时，主要采用定焦高清网络摄像机和车行横洞红外球型高清网络摄像机，安装于隧道的弧线）在摄像机安装过程中，施工单位应根据设计要求确定安装位置和高度，保持预埋螺栓的中心距离与摄像机底座法兰孔的距离一致。安装中为减小垂直立柱的偏差，施工人员用经纬仪测量垂直柱的垂直度，如果偏差较大，则可用垫片调节垂直柱的垂直度安装后需要检测其安装效果，摄像机是否工作正常，是否能与机电智慧管控系统相连接，经检测调试正常后，组织对机电监控系统的验收工作。

　　结合上述隧道机电智慧管控系统的功能，在一体化平台上可实现隧道内的综合监控，即对隧道内全路段机电设施的监控功能。在平台的监控软件中，管控人员可以在平台中监管所有的机电设施，并结合GIS技术将隧道机电设施所得到的交通流数据、气象数据、施工信息、事故信息和实时监控视频等，综合地在计算机界面中呈现出来，同时能够通过对应机电设施图标颜色的变化，判断该机电设备的运行状态是否存在故障，以及设备当前工作的状态和内容，以便实现隧道机电设施的综合监控。

　　隧道机电系统中采用的设备种类繁多且设备的数量较大，如采取普通的管理方式对设备维修、养护、更换等信息进行记录管理，会大幅增加运营人员的工作量。本工程隧道机电智慧管控系统中具有设备管理功能，通过一体化监管平台，运营人员可以采用直观的图形操作界面，实现对设备的管理工作，这不仅包括设备的运行状态，是否存在故障等问题，还包括设备的维修、保养台账，设备的更换、采购、报废记录以及设备厂商的基本信息等，有利于运营单位节省养护成本，保障机电设备的正常运行。

　　上述设备管理功能主要采用直观的图形操作界面，使管控人员能够在一体化平台上完成对设备状态及工作性能的监督，而智慧巡检功能则可以完成对隧道机电设施的检查工作，减少隧道养护人员的工作量。该系统是利用虚拟巡逻车的方式代替人工，通过一体化管控平台对虚拟巡逻车的巡检路线及要求进行设置，然后启动巡逻车辆代替人工进入隧道对机电设备进行检查，管控人员可在一体化平台上获得巡检结果，如机电设备存在故障，则巡检车可通过声光报警的方式通知给管控人员，并将巡检结果在一体化平台进行展示，管控人员根据需求将巡检结果导出或打印。

　　在隧道机电系统中配置监控设施，为有效地利用监控设施所拍摄的画面，在机电智慧管控系统中具备视频管理功能，该功能可以实现两个功能，分别是实时监控和视频回放。其中实时监控是将机电系统监控设施的画面转播至一体化管控平台，在管控平台中可以对监控画面、监控方式等进行远程控制；视频回放是指将机电监控设施所拍摄记录的画面保存，需要时可以随时从管控平台调取，方便管控人员对隧道内事故发生原因、设备损坏原因等进行调查，确保机电系统的正常运营。

　　在整个系统运行期内，系统所有故障问题的检测和恢复均由我公司负责，并作现场测试和恢复。在故障问题发生时，我公司将及时派出富有经验的工程师（或工程师小组），利用有关工具和测试设备，检测问题所在，并及时提出解决方案。具体地说，我们公司将成立专项服务小组，由技术部工程师负责该项目所涉及人员的技术培训及解决日常出现的一些问题。我公司将免费接受用户的电话技术咨询和书函技术咨询，帮助用户解决在应用过程中遇到的各种技术问题。

　　荔玉高速公路是《广西高速公路网规划》“四纵六横三支线”布局中“纵二”荔浦至铁山港高速公路的组成部分，也是国家高速公路网G59广西境段重要组成部分。项目建成后，将成为桂林、梧州、玉林通往北海、湛江等沿海城市*便捷的高速公路通道，对于加快区域一体化步伐、促进经济社会发展具有重要意义。荔玉高速公路全长261.7公里，设计标准为双向四车道，工程内容包括：桥梁198座，隧道14座，涵洞、通道1759道，互通式立交20处，服务区5对。

　　本次针对荔浦至玉林高速公路配电工程项目中不同保护对象配置不同微机保护装置，10kV进线kV变压器出线-T变压器保护装置，共22只。0,4KV配电房，配置了PZ96L系列的多功能仪表800只；本工程10kV配电工程共有16个隧道变电所，为实时监视整个配电室的运行以及数据采集，该项目配置一套Acrel-2000Z电力监控系统，主要实现对荔浦至玉林高速公路各个变电所的用电监控与管理。监控范围为变电所的微机保护装置、电能表、变压器温控仪、EPS、UPS、无功补偿、发电机控制屏、油箱液位仪、水泵运行状态和水位、风机软启动器和照明控制器。本系统由用户管理层、网络通信层、现场设备层三部分组成，现场设置的电能表采用屏蔽双绞线连接至各分区数据采集器，各分区数据采集器将数据分类处理后，通过网线连接至局域网交换机上传至电力监控系统主机，实现电力设备集中监控功能。