高速公路隧道運(yùn)行管理？

1．公路隧道管理系統(tǒng)的特點(diǎn)

1．1環(huán)境特征

公路隧道是公路的特殊構(gòu)造物，在空間上的限制而使隧道內(nèi)的環(huán)境狀況具有以下特點(diǎn)：

1)行駛車輛排放出的氣態(tài)及游離固態(tài)微?；旌铣傻挠泻U氣和車輛攜帶的塵土及卷起的塵埃，因隧道內(nèi)空間的限制，往往不能很快擴(kuò)散、消失；

2)因山體豐富的淅瀝水和洞內(nèi)外溫差的作用，而使隧道內(nèi)常常處于很潮濕的環(huán)境中；

3)因隧道的二次襯砌和隧道內(nèi)的路面均為剛性體，當(dāng)重車通過隧道時(shí)，洞內(nèi)震動(dòng)較大；

4)由于隧道內(nèi)交通繁忙，加上環(huán)境惡劣和空間場(chǎng)地的限制，而使設(shè)備的日常維護(hù)、故障檢修工作困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大而效果較差

1．2公路隧道運(yùn)營(yíng)管理設(shè)施的特點(diǎn)

長(zhǎng)大公路隧道中的運(yùn)營(yíng)管理設(shè)施具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)設(shè)施的種類繁多：主要包括·隧道照明系統(tǒng)、隧道通風(fēng)系統(tǒng)、隧道消防滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)及手動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、隧道無線調(diào)度對(duì)講系統(tǒng)、隧道有／無線廣播系統(tǒng)、隧道閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、交通參數(shù)檢測(cè)及交通控制和信號(hào)提供系統(tǒng)、隧道環(huán)境參數(shù)檢測(cè)及通風(fēng)、照明控制系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)。

2)許多子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備數(shù)量大，如照明燈具、自動(dòng)火災(zāi)探測(cè)器、攝像機(jī)、報(bào)警按鈕。

3)設(shè)備價(jià)格高，投資大，運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量大：如能見度儀、照度儀、通風(fēng)、照明系統(tǒng)。

4)很多專用設(shè)備國(guó)內(nèi)無成熟定型產(chǎn)品，需依賴進(jìn)口。

綜上所述，從公路隧道本身具有的特殊性及隧道運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以看出隧道運(yùn)營(yíng)管理設(shè)施的設(shè)計(jì)、設(shè)置、系統(tǒng)配備與路段上的交通監(jiān)控系統(tǒng)相比，因涉及更多的因素而更為復(fù)雜、要求更高。因此，在隧道運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中需根據(jù)隧道的土建規(guī)模、分期實(shí)施方案、投資情況，以及預(yù)測(cè)的前期交通量和交通量的增長(zhǎng)情況，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)及設(shè)備的配置從其實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、可維護(hù)性等諸方面進(jìn)行比較，分析它們的功能、作用、使用效果和操作維護(hù)的方便性，以及其投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，從而確定運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的規(guī)模、系統(tǒng)配置和設(shè)備數(shù)量。

在進(jìn)行隧道運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)時(shí)，需認(rèn)真考慮各個(gè)子系統(tǒng)功能的互補(bǔ)性，并分析它們?cè)谧饔蒙系闹丿B性，處理好前期工程中系統(tǒng)的實(shí)用可靠性和后期系統(tǒng)的完整性先進(jìn)性的關(guān)系，使隧道營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)在投資費(fèi)用、經(jīng)濟(jì)效益方面符合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，不超出業(yè)主的承受能力，在技術(shù)功能上即能兼顧前期管理需要又適合將來的升級(jí)擴(kuò)展。

2．運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)分析

2．1隧道照明及其控制系統(tǒng)

為了避免車輛高速駛?cè)腭偝鏊淼罆r(shí)，產(chǎn)生的"黑洞"和"白洞"效應(yīng)，保障車輛在隧道中的行車安全，根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，在長(zhǎng)度超過100m的公路隧道中，應(yīng)設(shè)置白天的照明設(shè)施。關(guān)于公路隧道的照明設(shè)計(jì)，《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中已就照明區(qū)段的劃分，各照明區(qū)段的長(zhǎng)度，路面最低亮度等各個(gè)方面均作了詳細(xì)具體的規(guī)定，照明光源宜選擇高壓鈉燈、低壓鈉燈或熒光燈。為達(dá)到隧道內(nèi)安全行車所要求的亮度，需要配置相當(dāng)數(shù)量的照明燈具，而在隧道運(yùn)營(yíng)過程中照明設(shè)備使用時(shí)間長(zhǎng)，耗電量大，在隧道的運(yùn)營(yíng)成本中占有很大的比例，所以在公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵的問題是照明燈具的選擇、配置及其控制問題。

(1)照明光源

照明光源的選擇、配置及照明系統(tǒng)的合理控制無論對(duì)確保行車安全，提高隧道內(nèi)的行車舒適性，還是降低運(yùn)營(yíng)成本，減少維護(hù)工作量，均有著重要的作用。高壓鈉燈和低壓鈉燈光效高。高壓鈉燈約為90～l00lm/W。低鈉燈可達(dá)140lm/W以上，且透霧能力強(qiáng)。但低壓鈉燈輻射單色黃光，而高壓鈉燈工作時(shí)則發(fā)出金白色光。兩者的一個(gè)共同缺點(diǎn)，就是顯色性差。顯色指數(shù)只有25～40。這兩種光源用于隧道照明，只能達(dá)到滿足隧道剛?車觀察、看清路上障礙物的目的，對(duì)反映隧道內(nèi)環(huán)境的真實(shí)性和提高公路隧道剛?車的舒適性，這兩種光源則不夠理想。

因此，為了更好地改善公路隧道內(nèi)照明系統(tǒng)的照明效果，可考慮采用新型的照明光源，如單燈混光燈。混光單燈燈具的混光效果、光效、顯色性、節(jié)能性等均優(yōu)于雙燈混光燈具，且單燈混光燈在使用維護(hù)上比雙光源混光燈更為簡(jiǎn)單方便。另外中顯鈉金鹵燈，其光效及顯色性指標(biāo)均更高，用于隧道照明效果將更好，能獲得很好的照明效果和較低的照明費(fèi)用，但其價(jià)格較貴。

(2)照明控制

隧道內(nèi)的照明控制是根據(jù)隧道照明設(shè)計(jì)中所確定的照明區(qū)段、不同時(shí)段氣候條件下的照明要求，控制各個(gè)照明回路的開關(guān)，從而達(dá)到既滿足隧道的照明亮度要求，保證行車安全，又節(jié)省能源的目的。其控制方式大致可分為手動(dòng)控制方式、分時(shí)段進(jìn)行的時(shí)序控制方式和根據(jù)洞內(nèi)外的亮度值自動(dòng)控制照明回路的全自動(dòng)控制方式三種。手動(dòng)控制方式主要用于公路等級(jí)低，隧道長(zhǎng)度較短、照明級(jí)別少的隧道照明系統(tǒng)，由人工根據(jù)不同的時(shí)段及天氣情況而開關(guān)不同的照明配電回路。

分段時(shí)序控制方式則是采用時(shí)序控制器控制隧道照明的各個(gè)配電回路，根據(jù)一天中不同的時(shí)間段而開啟(閉合)相應(yīng)的照明回路，此種控制方式主要也是用于照明回路較少的短隧道和中長(zhǎng)隧道。隧道照明的自動(dòng)控制方式則是利用光照度計(jì)分別采集隧道內(nèi)外的亮度參數(shù)，經(jīng)對(duì)比處理后，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或照明控制器自動(dòng)控制各個(gè)照明回路的開關(guān)，使洞內(nèi)的照明亮度與外界自然光的亮度相適應(yīng)。

2．2隧道通風(fēng)及其控制系統(tǒng)

(1)通風(fēng)設(shè)施

通風(fēng)及除塵設(shè)施包括風(fēng)機(jī)和靜電除塵器。通風(fēng)方式有縱向、橫向、半橫向等多種方式。中、長(zhǎng)隧道采用射流風(fēng)機(jī)的縱向通風(fēng)方式就能夠滿足隧道營(yíng)運(yùn)安全對(duì)通風(fēng)的要求。對(duì)特長(zhǎng)公路隧道采用中間加設(shè)通風(fēng)豎(斜)井的縱向通風(fēng)方式或加裝靜電除塵裝置亦能滿足隧道的通風(fēng)要求。而很少采用橫向通風(fēng)方式或半橫向通風(fēng)方式。

靜電除塵器的主要功能是除去污染空氣中的煙霧，它的應(yīng)用可減少為排散大量柴油車在隧道中產(chǎn)生的煙霧所需要的通風(fēng)量。該裝置不太適用于路面上塵土較多、野外公路隧道中汽車攜帶的塵土及交通揚(yáng)塵很大的地方，因在這樣的隧道環(huán)境中靜電除塵器的效果將大受影響且會(huì)大大增加該設(shè)備的清理維護(hù)工作。

(2)通風(fēng)控制

通風(fēng)控制是以co的允許濃度、煙霧透光率允許范圍為依據(jù)，控制方式可分為人工控制和全自動(dòng)控制方式。人工控制方式就是通過觀察檢測(cè)到的交通量、co濃度等參數(shù)，人工手動(dòng)開啟和關(guān)閉風(fēng)機(jī)，主要用于公路等級(jí)較低，隧道長(zhǎng)度較短，風(fēng)機(jī)數(shù)量較少的公路隧道中。對(duì)于高速公路中的長(zhǎng)大公路隧道由于隧道長(zhǎng)、交通量大、風(fēng)機(jī)數(shù)量多，其通風(fēng)控制方式一般均采用全自動(dòng)的控制方式。它通過設(shè)置于隧道中的co和能見度檢測(cè)儀實(shí)時(shí)檢測(cè)隧道中的co濃度和能見度值，按照事先確定的通風(fēng)控制模型和控制流程科學(xué)合理地控制風(fēng)機(jī)的啟停，不僅可以保證隧道內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)還可節(jié)省大量能源和運(yùn)營(yíng)成本。

2．3隧道消防滅火系統(tǒng)

消防滅火系統(tǒng)是為了保證在因交通事故或車輛故障而引發(fā)火災(zāi)時(shí)，能有效地實(shí)施消防滅火行動(dòng)，即時(shí)撲滅隧道中的火災(zāi)，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，防止對(duì)隧道洞體造成更大的損害而產(chǎn)生嚴(yán)重的后果?！豆匪淼涝O(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定500m以上的高等級(jí)公路隧道需設(shè)置消防設(shè)備洞室，長(zhǎng)大公路隧道還需設(shè)置報(bào)警、消防及其它應(yīng)緊設(shè)施，按50m的間距，設(shè)置消防設(shè)備洞，用于存放滅火器、水龍帶、沙桶等滅火器材，并設(shè)置消火栓。為此，需沿隧道全線敷設(shè)聯(lián)通各個(gè)消火栓的消防供水管和消防水池。

(1)隧道內(nèi)本身具有的易燃、可燃物質(zhì)不多，所發(fā)生的火災(zāi)常為交通事故或車輛故障而產(chǎn)生的火災(zāi)，此類火災(zāi)發(fā)生的位置和起火的部位具有嚴(yán)重的區(qū)段性和不均勻性。這種區(qū)段性和不均勻性，嚴(yán)重限制了自動(dòng)噴淋滅火消防系統(tǒng)的效果。

(2)采用自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)不僅會(huì)增加投資，同時(shí)為保證其完好性和可靠性，需增加大量管理、維護(hù)等方面的工作，因而投資效益比不高。

(3)自動(dòng)噴淋消防系統(tǒng)要真正發(fā)揮其自動(dòng)、快速滅火的優(yōu)點(diǎn)，需要將自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)組成聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。而火災(zāi)報(bào)警與消防滅火聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)法規(guī)、政策性要求很強(qiáng)、技術(shù)性也較復(fù)雜的工作。目前國(guó)內(nèi)外的各種火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，在其可靠性、準(zhǔn)確性方面，還不能完全可靠地用于直接啟動(dòng)自動(dòng)消防聯(lián)控系統(tǒng)，還需借助閉路電視等設(shè)備對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行確認(rèn)。否則隧道內(nèi)的自動(dòng)噴淋消防系統(tǒng)如產(chǎn)生誤動(dòng)作，不但不能充分發(fā)揮其作用，還可能防礙車輛正常行駛，誘發(fā)交通事故。

所以在設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)注意不要單純追求消防技術(shù)的先進(jìn)性，還要強(qiáng)調(diào)其可靠性和安全性。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)公路隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的頻率及其特點(diǎn)，考慮維護(hù)水平、維護(hù)的方便性和經(jīng)濟(jì)性。采用配置各種化學(xué)滅火裝置、固定消火栓、水龍帶及隧道管理所專職消防人員的方式，完全能夠滿足我國(guó)采用的15min消防的標(biāo)準(zhǔn)。

2．4手動(dòng)報(bào)警按鈕、火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及緊急電話系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)眾多廠家研制生產(chǎn)的，在許多民用建筑中廣泛采用的各種點(diǎn)式火災(zāi)探測(cè)器，在其環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、可維護(hù)性及檢測(cè)域方面均難以滿足公路隧道內(nèi)的使用要求。并且由于每個(gè)點(diǎn)式火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)域的限制，在特長(zhǎng)隧道中則需安裝成百上千個(gè)火災(zāi)探頭，給日常維護(hù)和保證其正常工作帶來極大不便。對(duì)于確需設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)大公路隧道，可采用適合隧道環(huán)境的線纜式火災(zāi)探測(cè)器。但要特別注意其探測(cè)器等部分在隧道惡劣環(huán)境中工作的可靠性和穩(wěn)定性。如在隧道中不設(shè)置自動(dòng)火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)，可依靠手動(dòng)報(bào)警按鈕和緊急電話系統(tǒng)向隧道管理所控制室報(bào)告火災(zāi)事故和異常狀況。

緊急電話系統(tǒng)技術(shù)成熟，設(shè)備穩(wěn)定可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用方便。作為異常狀況的報(bào)警設(shè)施，其準(zhǔn)確性、可靠性、使用率在幾類報(bào)警設(shè)備為最高。因此在公路隧道中適當(dāng)增加緊急電話機(jī)的設(shè)置密度，就可大大提高隧道內(nèi)異常狀況報(bào)警的方便性和即時(shí)性，而無需追加更多的投資。因?yàn)橐话憔o急話系統(tǒng)的容量對(duì)公路隧道而言都有較大的富余量，故無需增大緊急電話系統(tǒng)的主機(jī)容量和增加傳輸纜線的數(shù)量，只要增加緊急電話機(jī)部份的投資，就能方便報(bào)警，縮短報(bào)警時(shí)間，準(zhǔn)確報(bào)告事故種類、性質(zhì)，便于及時(shí)組織有效救援，減少事故損失。

以上簡(jiǎn)要介紹了長(zhǎng)大公路隧道營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)各方面的特點(diǎn)，分析了各個(gè)子系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、作用和設(shè)置原則，以及其適用性和可靠性。對(duì)長(zhǎng)大公路隧道營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。但在設(shè)計(jì)過程中，還需根據(jù)具體隧道的長(zhǎng)度、預(yù)測(cè)交通量、交通量組成及投資費(fèi)用等具體情況，進(jìn)行組合優(yōu)化，保證重點(diǎn)，本著實(shí)用、可靠、先進(jìn)、節(jié)約的原則，充分分析投資效益，使長(zhǎng)大公路隧道營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)的投資效益和營(yíng)運(yùn)效益均得到較好體現(xiàn)。

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