营运高速公路隧道机电设施定期检测标准化探究

刘阳

摘要 文章通过研究公路隧道机电设施定期检测的方法、检测内容及评定体系，分析可能导致评定结果出现偏差的原因，采用统一检测方法、制定标准检测内容、优化计算方法、标准化主观评价等措施，使检测评定结果更客观，受主观影响因素更小，实现不同属地、不同机构间的隧道机电设施评定结果横向对比更科学客观，以达到检测结果精准，数据分析决策更有价值的目的。

关键词 公路隧道机电；定期检测；检测方法；检测内容；评价体系；标准化；结果影响

中图分类号 U417文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0155-03

0 引言

公路隧道机电设施定期检测主要依据《公路隧道养护技术规范》（JTG H12—2015），通过近年的检测和实践发现，检测机构间所采用的检测方法、检测参数、评定计算体系存在不同的差异。此三个方面产生分歧，将对检测评定结果带来不同程度的影响。为提高检测评定结果的公正性，保障不同属地、不同机构间隧道机电设施定期检测结果的可比性与参考价值，对检测方法、检测内容、评定计算体系等方面进行分析，并为检测结果标准化提供方法思路。

1 影响机电设施定期检测结果的因素

影响机电设施定期检测结果的因素主要有三种：一是检测方法，随着《公路机电工程测试规程》（JTG/T 3520—2021）的发布，大量机电检测方法得到了统一，但仍有部分机电定期检测方法未能有效标准化。二是检测内容一致性，公路机电设施不断更新迭代，不同的检测对象和属地质监测要求下，检测种类、参数、数量存在差异较大。三是评定计算体系差异，检测机构对标准规范的理解不同，评定计算结果出现差异。

如何让不同机构出具的检测结果相互间更有参考比较价值，并成为运营管养单位的有力数据支撑，是该文所探究的根本问题。通过对检测方法、检测内容、评定计算等方面进行标准化统一，准确评定出技术状况得分，便于管养单位根据得分分类采取不同的养护措施，达到提高数据应用价值的最终目的。隧道机电定期检测技术状况评分如表1所示[1]。

对评定划定的各类机电设施，宜分别采取不同的养护措施：①1类机电设施进行正常养护。②2类机电设施或评定标度为1的分项，应进行正常养护，并对损坏设备及时修复。③3类机电设施或评定标度为2的分项，宜实施专项工程，并应加强日常巡查。④4类机电设施或评定标度为3的分项，应实施专项工程，并应加强日常巡查，并采取交通管制措施。⑤当各类机电设施的关键设备故障时，均应及时进行修复。

2 统一未明确的检测方法

明确检测方法，以数据表征结果。数据可量化的检测参数是统一检测方法的重点，在隧道机电设施定期检测中，多检测方法的参数如下。

2.1 隧道断面平均风速

隧道断面平均风速标准测试方法为“多点形心法”。该方法检测条件要求高，需全线风机开启30 min以上，排除紊流干扰，在道路封闭的条件下，将隧道断面划分为16个测区，采用16个风速传感器同时测取数据，并用积分法按测区面积计算断面平均风速，由此得到标准断面风速数据。

标准测试方法条件要求苛刻，在实际隧道机电定期检测中的适用性不佳。定期检测通常发生于在役运营隧道，宜充分考虑实施难度、检测作业的可操作性。因此，重心点法（特征点法）与车道上方风速测量法随之出现。

重心点法（特征点法）可选取隧道断面重心所在位置或特征点位置，测取隧道前中后三个断面风速数据（断面间隔100 m±10 m），计算平均风速的算术平均值，如图1所示。

车道上方风速测量法，在纵向上，测点宜布设在距离隧道进、出口内30 m处，每500 m间隔宜布设1处。可根据实际情况调整间隔，测点距离风机进、出风口应不小于100 m或测点布设在两组风机中间位置。横向上，隧道测试断面布设位置应不少于3处，宜取距离地面3 m高处，车道中线上方布设测点，如图2所示。

在各类测试方法中，特征点法对交通的影响最小，检测效率及安全性更高，具有较强的可操作性。

2.2 接地电阻测试

在隧道机电定期检测中，涉及接地电阻测试的项目主要为隧道联合接地电阻、配电室联合接地电阻、未做联合接地的设备单点接地电阻。在联合接地、安全接地、防雷接地形式判断上，应注意甄别多点接地、共用接地网、联合接地与安全防雷接地共连状态等情况，准确采用判定值。

在方法的选取上，宜采用三点接地测试方法，按顺序同方向布设被测试端子、电流极、电压极。电流极应将电压极与测试端子二分，为保障测试结果准确性，避免插钎布设在地网附近，且严格控制插钎分布距离[2]。

2.3 隧道照明测试

隧道照明设施的光学测试分为照度测试和亮度测试两种方法。隧道亮度反映环境影响下隧道的整体亮度情况，隧道照度反映隧道灯具发出的单位光通量的数据值。对驾乘人员而言，亮度能更为直观准确反映隧道的明亮状态，且随着检测技术的长足进步，成像式亮度计的算法日趋完善，亮度测试结果更具有分析价值，推荐采用亮度测试方法检测隧道照明设施。

3 明确检测内容与范围

作为目前公路隧道定期检测的主要依据，《公路隧道养护技术规范》具有一定的指导性。但该标准编制初衷主要是为公路管养人员提供一套标准化的养护作业流程，例如经常性检修、不定期检修等标准作业的指导，不能完全契合检测机构用于检测作业。检测机构可通过遴选适用的检测内容、范围与评价方法来实现指导检测评定的目的。

该标准对定期检修、技术状况评定的周期要求为1次/年。在检测内容与范围方面，可参考标准中的定期检修规定项目，剔除不适宜的检测内容，增加可代表设备设施质量、性能的项目开展检测。在内容的选取上，要明确定期检测目的，拟定标准化的检测作业项目。检测内容的选取，可从外观评价类、功能测试类、性能测试类、软件检查类等进行分类覆盖。

3.1 外观评价类

反映系统在运行了一个阶段性周期后，设备及线路外观有无破损、老化等相应的缺陷，设备的元器件状态是否运行良好。主要表征运营管理单位的运营维护能力与素养，印证建设期工程安装质量出现的缺陷排查处置效果，体现系统维护状况。

3.2 功能测试类

表征系统最终能实现的功能完整性与正确性，主要采用黑盒测试原理，对系统进行指令输入，分析输出结果，验证系统运行的完整性与正确性。

3.3 性能测试类

通过专业的检测设备、检测人员的经验判断，获取系统或设备的性能指标。该指标应为可量化、有判定值的数据结果，分析该系统或设备的综合性能高低，为评价、维护管养作出科学决策依据。

3.4 软件检查类

是机电系统检测评价比较特殊的类型，软件是一个系统的核心构件，系统存在缺陷，数据结构不完整，在短时间内可能不会有较大影响，产生问题极易被忽视，但是在长期的运行中，系统运行错误会随积累而放大，后期产生系统崩溃瘫痪，造成养护工作难度成倍增加，带来经济损失。

梳理四类检测内容，有利于在日常的维护管养、定期检测中顺利地开展工作。在开展工作前应清晰地分析工作目的，建立健全检测参数选定，标准化并量化评价方法。

4 建立合理的评定计算体系

要提高数据可靠性，应统一理解偏差，建立标准评定计算体系。在行业中存在以下两种评定计算方式。

4.1 非线性结果评定方式

该计算模型的计算基础为设备故障率，检测内容在评定中所起到的作用并不明显，检测内容及数据仅作为管养单位的一个参考数据支撑，它完全依靠设备完好率（设备的好坏状态、故障天数）来计算评定得分。而设备的故障采用了非黑即白的判定方式，即设备不是100%完好的状态，就是故障的状态，忽略了设备未故障，部分功能缺失的状态，导致评定结果得分跳跃，跨度过大。没有标准化的判定来表征设备未故障而部分功能缺失的状态，这样的评定得分方式存在一定的缺陷，如表2所示。

4.2 近似线性结果评定方式

它的计算方式充分调动了检测参数结果数据，通过计算各检测参数的合格状态，计算检测参数的合格率，从而得到该设备故障状态，以设备技术状况得分来表述。该方式所计算出的得分更合理，评定得分值也根据参数的合格状态呈现出近似线性的得分趋势，如表3所示。

引入技术状况得分来评价该分项工程的评定结果，合理性优于按设备故障率得出的评定结果。

5 改进建议

将检测指标对工程项目的影响程度按等级划分，赋权值量化影响因子，对设备应设核心关键参数，根据检测内容的重要性、对系统的影响划分权值[3]，如表4所示。

机电系统存在大量的功能性能主观评价指标，实现主观评价指标量化和评判标准化，可提高检测评定结果准确性。应引入量化标准描述，将主观评价指标引入可量化的计算体系，如表5所示。

6 结语

公路机电的检验检测专业性较强、系统繁杂、内容庞大，公路机电工程的重要程度随着智慧高速、智能交通、物联网等智能制造的发展而逐渐提高，对公路机电系统的检验检测提出了更高要求，公路隧道机电定期检测任重而道远。要做好对公路隧道机电定期检测，熟悉检测作业方法，还应在工作中不断总结和发现，经年累月地改进，持续修正与预防，才能让数据更准确可靠，为行业发展带来更精准的决策服务。

参考文献

[1]公路隧道养护技术规范： JTG H12—2015[S]. 北京：人民交通出版社， 2015

[2]杨亚新， 陈建. 高速公路隧道接地系统检测技术研究[J]. 公路交通科技（应用技术版）， 2012（4）： 134-137+151.

[3]陈建， 王磊， 周腾， 等. 营运高速公路机电设施技术状况评定方法探究[J]. 中国交通信息化， 2022（S1）： 49-51.