机电系统与隧道防灾救灾策略

袁　莉（湖南省高速公路管理局，湖南　长沙　410000）



机电系统与隧道防灾救灾策略

袁莉（湖南省高速公路管理局，湖南长沙410000）

隧道机电系统在改善行车环境、降低空气污染、降低交通事故发生率、提高隧道通行能力以及交通安全性和行车服务水平等方面具有重要的现实意义。本文论述了隧道机电系统的影响因素、特征及组成，分析了机电系统9个子系统在隧道防灾救灾中的实际功能，以期能够为相关研究提供一定的理论依据。

隧道；机电系统；防灾救灾；策略

1　隧道机电系统的组成与功能

为了能够有效的改善隧道环境、提高行车服务水平并降低事故的发生率和伤害程度，确保隧道的安全、畅通，应该按照隧道的等级来设置对应等级的机电系统。就隧道交通工程而言，完善的机电系统应该包括9个子系统（图1）。

图1　隧道机电系统组成图

1.1通风系统

由于隧道呈长形管状，结构上较为封闭，在隧道运营期间内车辆排放的有害气体、烟尘，隧道围岩排放的有害气体，特别是在隧道发生火灾时产生的有害气体和烟尘无法在短时间内消散，会严重危害人体健康。因此，需要借助隧道通风系统促进隧道内空气流动，以降低空气内有害气体含量，同时稀释隧道内烟雾，提高隧道内能见度。

1.2照明系统

隧道的长形管状结构决定了其洞内外亮度异常悬殊，为保障行驶安全，使驾驶员能够适应洞内外亮度差异的变化，并且在洞内能够清晰辨识隧道线形、障碍物、行驶安全提示等，需要借助隧道照明系统，通过补给照明，在洞内提供匹配光线强弱变化的照度，从而满足人眼亮度变化适应要求，提高行驶的安全性。

1.3消防系统

隧道的特殊结构、环境特点导致隧道内火灾事故率较高、事故成灾时间较短、救援疏散工作较为困难、易产生较大的事故危害。因此，为保障人民生命财产的安全，隧道内的消防系统非常重要，一旦发现火灾能够快速借助隧道消防系统抑制和消除燃烧过程，缩小火灾事故影响面，降低火灾事故损失。

1.4交通控制与诱导系统

为保持公路隧道能够时刻为司乘人员提供安全、舒适与高效的行驶环境，需要在隧道的不同运营状态下，能够有效采取不同的交通控制策略，抑制不良交通状态的发展，因此通过借助交通控制与诱导系统可以根据隧道交通状况进行合理控制调节，保证隧道运营的安全性、舒适性与高效性。

1.5闭路电视监视系统

闭路电视监视系统（CCTV）是一种较为直观、便利，并且目前广泛应用的监视技术，可以完成对隧道内交通状态、设备运行状态、事件状态进行实时监视、存储，为隧道运营管理人员提供隧道控制的直接可观的参考依据。

1.6紧急电话系统与广播系统

紧急电话系统主要用于异常情况下语音信息的传递，主要由紧急电话主机、传输线路、紧急电话分机组成。其中，隧道内每隔固定距离会布设一部紧急电话，紧急电话通过传输线路与隧道监控中心的电话连接。隧道内发生异常事件后，司乘人员或运营管理人员可通过拨打紧急电话向隧道监控中心报告现场状况信息，以便异常事件得到尽快的确认和解决。

广播系统主要用于异常情况下隧道内的语音提示信息的发布，主要由扩音器、扬声器、控制台、话筒、音响主机等组成。其中，隧道内每隔固定距离设置一组扩音器、扬声器，用于电信号与相应声波震动之间的转换，为隧道内司乘人员发布语音提示，而音响主机安装在监控中心，用于对隧道内定点、定片、全线的语音提示信息发布控制。

1.7低压配电系统

配电系统是隧道内各种机电设备正常运行的基础，可以为隧道内各种设备提供安全、可靠、优质、经济的电能条件，从而能够保证隧道内通风、照明、消防、交通控制、电视监视等系统的可靠运行。

低压配电系统一般包括供电电源与变压器、配电线路及配电箱、发电机、UPS系统等。其中，供电电源与变压器主要用于向隧道内的各核心机电设备提供24h无间断电能，确保机电设备的正常运行；配电线路及配电箱是电能输送的通道；发电机和UPS系统是配电系统在配电电源或者线路发生中断故障时，为各种核心机电设备提供稳定可靠电能的保证。

1.8光电缆通信系统

隧道内光电缆通信系统主要包括光传输系统、程控数字交换系统、光纤综合业务接入网、通信电源系统及相关的电缆光缆等，服务于隧道信息检测、控制以及信息提供等设施之间的通信，确保隧道机电系统的各子系统间的语音、数据、图像信息传输准确、及时，从而确保能够满足隧道运营管理的通信需求。

1.9防雷与接地设施

隧道内机电设备的种类和数量极为丰富，其中强电类型设备与弱电类型设备大量共存，极易遭受雷电袭击。如果遭受雷电袭击，就很可能会导致机电系统或组件损坏，不但会给隧道内的交通产生极大的不便，而且也产生巨大的经济损失。因此，隧道的机电系统必须合理的采用拦截、屏蔽、均压、接地分流等一系列防雷电袭击的系统措施，从而在最大程度上保障隧道机电系统的正常运行。

2　隧道机电系统的影响因素及特征

隧道机电系统是以交通工程学理论作为基础，为确保车辆安全通过隧道而合理地配置相应的照明设备、通风设施、通信设备、监控系统、消防系统、供配电设施以及紧急救援设施等。与普通公路所配置的机电系统相比，隧道机电系统具有较为独特的特征。完善的隧道机电系统可以有效地改善隧道中的行车环境、降低空气污染和交通事故的发生率，提高隧道的通行能力，提高交通安全性和行车服务水平，给司乘人员提供安全、舒适的行车环境，同时还可以明显延长隧道的使用寿命。影响隧道机电系统运行的因素非常多。笔者从机电系统所处的环境特点、设施特点以及运营特点三方面来针对性的分析隧道机电系统的特征（表1）。由于隧道机电系统所处位置具有较高的特殊性，机电系统难以实时的维护和改造，同时隧道机电系统对于日常养护管理和运营管理的要求也比较高。

表1　隧道机电系统的特征

3　隧道机电系统在防灾救灾中的作用

近年来，随着汽车保有量的迅猛增长和物流行业的快速发展，车辆的通行安全尤其是安全通过特长隧道成为社会各界关注的热点问题。因此如何有效使用隧道内的机电设施设备以达到防灾减灾的目的变得尤为重要。笔者以终南山隧道为例，分析了隧道机电系统在防灾救灾中的作用。

秦岭终南山隧道，为国内最长的公路隧道，长约18.02km，为单向行车的双洞隧道，采用3竖井纵向分段通风方案，最大分区长度为4949m，最大井深为661m、直径为12.4m。在防灾救灾方面，终南山隧道采取了以下措施：

3.1防灾方面

（1）在运营管理初级，就建立了隧道火灾数据库，为分析和预防火灾事故提供了依据；并且采用了三竖井分段纵向通风系统，分区长度由3000m突破至4949m，有效解决了各种工况下的通风难题。采用了灯光成像技术，设置视觉景观带，消除视觉疲劳。

（2）禁止载有危险物品车辆通行隧道，隧道内限速70km/h。在距离隧道北口约7km处和隧道南口收费站处设立危险品车辆检查站，避免有安全隐患的车辆进入隧道。

（3）隧道内设置有视频监控系统和感温光纤火灾自动报警系统，一旦发现火情自动报警启动应急预案。

（4）在隧道内设置6处特殊灯光带，每处150m，呈现蓝天白云的效果，每500～750m设置LED蓝色光带，以缓解司机的疲劳和紧张情绪。

3.2救灾方面

（1）隧道内设置了多处紧急停车带和横洞，火灾发生时可以指导车辆从横洞驶入相邻隧道逃生；洞内布置细水雾消防系统，可在发生火灾是及时进行扑灭。隧道全方位进行实时监控，可在第一时间发生异常情况。建立操作性强应急救援预案，有效联动路政、交警、消防、医疗、清障施救和养护等部门，将人员伤亡和经济损失降到最低。

（2）隧道运营管理单位积极聘请相关专业人员，根据隧道的实际状况多次研究，制订了隧道突发事故应急预案，以此为不断改进隧道事故应急预案的实地操作，改善应急预案，积极寻求适合隧道环境的最佳应急救援方案。经过多次论证和演练后，各岗位人员都能做到及时出动、准确到位、紧密配合、熟练操作，应急救援预案日益成熟。

（3）根据隧道分公司的统一安排，监控员定期实施应急预案演练，牢记各种各部门电话号码、值班领导联系方式等进本信息，熟练掌握应急事件处理方法以及工作程序和要求等内容。

（4）设立企业消防队，配备足够的人员和消防救援设备。消防队设置在两端洞口。为了在车流密度较大时发生火灾事故也能及时救援，避免堵车后消防车无法接近着火点的情况，在隧道中部配置了专业消防摩托车，安排人员值守。

4　结语

总而言之，机电系统在隧道防灾减灾中进行应用时，必须充分考虑隧道环境特点，设施特点以及运营特点，不同的隧道应该有针对性的采用合理的机电系统。同时，应当重视隧道机电系统的日常维护和改造，以确保机电系统能够更好的服务于防灾救灾。应当在实践过程中，不断的创新技术和方法，逐渐的完善隧道机电系统的功能，从而不断深化机电系统在隧道防灾救灾中的运用。另外，隧道防灾救灾是一项长期而艰巨的任务，隧道机电系统经过这些年的实际应用，对隧道的安全运行确实提到了应有的预警作用，有效的隧道防灾设备对后续应急救援具有极为重要的作用，隧道防灾投资应视现有资源、经费及人力作进一步调配及增补软、硬件相互搭配，减少不必要投资，并尽可能避免人力浪费。

袁 莉（1982-），女，工程师，硕士，主要从事高速公路养护管理工作。

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2095-2066（2016）14-0203-02

2016-4-16