一种公路隧道机电系统运营管理综合评价方法

谢耀华，刘　丽 ，付建胜

(1.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆　400067； 2.陕西致远行交通科技有限公司，西安　710077)

一种公路隧道机电系统运营管理综合评价方法

谢耀华1，刘丽2，付建胜1

(1.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067； 2.陕西致远行交通科技有限公司，西安710077)

摘要：提出一种基于公路隧道机电设备技术指标状况、机电设备功效指标状况、养护管理制度完备性与执行情况及机电设备覆盖率等4个方面评价指标的高速公路隧道机电系统评价方法。采用本方法可及时掌握机电系统的运行管理现状，为隧道机电系统的后续养护管理提供参考。

关键词：隧道机电；运营管理；评价；方法

隧道结构较为封闭，其车辆通行环境较差，交通事故率高且危害程度大，且事故发生后应急救援处置难度高，严重影响隧道的日常运营安全。显然，隧道已成为公路运输网络运营安全的瓶颈之一[1]。

隧道机电系统良好的运行状况是隧道安全运营的保障。为确保隧道机电系统良好运行，应尽可能全面掌握隧道内各类机电设备的运行状况。由于隧道内的机电设备种类较多，数量较大，要掌握隧道机电设备的运行状况需对隧道内的各类设备进行全面评估[2]。本文在选取评价指标时，借助于对交通行业专家、隧道运营方管理人员、工程师的调查，确定隧道机电系统运行管理的评价应从机电设备的技术指标状况、机电设备功效状况、养护管理制度的完备性与执行情况及机电设备的覆盖率等4个方面来建立评价指标体系[3]。

1评价体系建立

本文提出的公路隧道机电系统运营管理综合评价体系分为3层：第1层为评价目标，即隧道机电系统运营管理综合评价；第2层包含4个方面，即机电设备技术指标状况评价、机电设备功效状况评价、养护管理制度及其执行情况评价和机电设备覆盖率评价；第3层为细化后的评价因素层。其体系结构如图1所示。

隧道机电系统的技术指标和功效状况评价主要基于供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施及监控与通信设施5大类机电设备的技术指标与各设备功能的完好情况来进行。管理养护制度及其执行情况通过现场调查运营监测值班制度、运营监测值班制度、维护保养制度、设备档案管理、备品备件管理、内页资料管理、管理维护档案等几项机电系统运营管理重要制度的施行情况进行评价[4-5]。机电设备覆盖率主要通过消防设施、车辆检测器、CO/VI、亮度检测器、风速风向检测仪、本地控制器、可变标志、摄像机、车道指示器、紧急电话等重要设施的覆盖率来评价。

图1　隧道机电系统运营管理综合评价体系结构

2评价模型建立

2.1设备技术指标评价模型

设备技术指标评价主要通过设备各技术指标的完好率进行体现，是设备在使用期间未发生故障的概率，可以表征设备当前所处的完好程度，即设备在已使用期间可正常使用的概率，其主要通过实地检测得到的检测数据计算获得[6]。

隧道机电设备主要对供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施及监控与通信设施5大类设备进行技术指标评价。评价模型如图2所示。

图2　设备技术指标评价模型

图2中，C11、C12、C13、C14、C15分别为供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施及监控与通信设施的设备技术指标评价值，其值通过专业检测部门现场检测获取；Q11、Q12、Q13、Q14、Q15为其对应的权值；C11n为供配电设施技术指标的检测子项n的检测值，Q11n为其对应的权值；C15n为监控与通信设施技术指标的检测子项n的检测值，Q15n为其对应的权值；B1为机电系统技术指标评价值。

第3层各机电设备子系统技术指标评价值计算公式如下：

式中：C1i为隧道机电系统中的第i个子系统的技术指标评价值；C1ij为该子系统中第j个技术指标的检测子项值；Q1ij为第j个技术指标检测子项所对应的权值。

机电设备技术状况评价值计算如下：

即

评价模型中，参照JTG H12—2015《公路隧道养护技术规范》的规定，隧道机电设施各个系统权重取值。各类机电系统评估子项参照JTG H12—2015选取，其权值通过专家法获取[7]。

2.2设备功效指标评价模型

设备功效指标评价模型与设备技术指标的模型相似，如图3所示。

图3　设备功效指标评价模型

图3中，C21、C22、C23、C24、C25分别为供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施及监控与通信设施的设备功效指标评价值，其值通过专业检测部门现场检测获取；Q21、Q22、Q23、Q24、Q25为其对应的权值；C21n为供配电设施功效指标的检测子项n的检测值，Q21n为其对应的权值；C25n为监控与通信设施功效指标的检测子项n的检测值，Q25n为其对应的权值；B2为机电系统功效指标评价值。

第3层各机电设备子系统功效指标评价值计算公式如下：

式中：C2i为隧道机电系统中的第i个子系统的功效指标评价值；C2ij为该子系统中第j个功效指标的检测子项值；Q2ij为第j个功效指标检测子项所对应的权值。

机电设备功效状况评价值计算如下：

即

评价模型中，功效评价指标参照JTG H12—2015选取，其权值通过专家法获取。

2.3管理养护制度及其执行情况评价模型

隧道机电系统的好坏，与其管理养护制度的完备度及其执行情况密切相关，因此对管理养护制度进行评价是机电系统综合评价的一项重要内容。其评价可分为2层：第1层为管理养护制度及其执行情况综合评价；第2层为运营监测值班制度、维护保养制度、备品备件管理、内页资料管理制度等与机电系统密切相关的制度的完备性及其执行情况评价[8]。其评价模型如图4所示。

图4中，C31、C32、C33、C34、C35、C36分别为运营监测值班制度及其执行情况、维护保养制度及其执行情况、设备档案管理、备品备件管理、内业资料管理、管理维护档案管理等制度的完备性及其执行情况的评价值，其值通过现场调查获取；Q31、Q32、Q33、Q34、Q35、Q36为其对应的权值；C31n为运营监测值班制度的制度分项n的评价值，Q31n为其对应的权值；C36n为管理维护档案管理分项n的评价值，Q36n为其对应的权值；B3为管理养护制度及其执行情况评价值。

第3层各管理制度的评价值计算如下：

式中：C3i为管理养护制度中的第i个管理养护制度评价值；C3ij为该管理制度中第j个制度分项值；Q3ij为第j个制度分项所对应的权值。

图4　管理养护制度及其执行情况评价模型

管理养护制度评价值计算如下：

即

具体评估参数权值通过专家法获取。

2.4机电设备覆盖率评价模型

机电设备覆盖率的评价模型如下：

式中：C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47、C48、C49、C410分别为消防设施覆盖率、车辆检测器覆盖率、CO/VI覆盖率、亮度检测器覆盖率、风速风向检测仪覆盖率、本地控制器覆盖率、摄像机覆盖率、可变标志覆盖率、车道指示器覆盖率、紧急电话覆盖率的评价值，其值取各类设备实际布设数量与JTG D70/2—2014《公路隧道设计规范》要求数量的比值(当比值大于1时，取1)；Q41、Q42、Q43、Q44、Q45、Q46、Q47、Q48、Q49、Q410分别为消防设施覆盖率、车辆检测器覆盖率、CO/VI覆盖率、亮度检测器覆盖率、风速风向检测仪覆盖率、本地控制器覆盖率、摄像机覆盖率、可变标志覆盖率、车道指示器覆盖率、紧急电话覆盖率对应的权值，由专家法获取。

2.5隧道机电系统运营管理综合评价模型

综上所述，隧道机电系统运营管理综合评价由机电设备技术指标评价、机电设备功效指标评价、管理制度评价及机电设备覆盖率评价4部分构成，其计算模型如图5所示。

图5　隧道机电系统运营管理综合评价模型

图5中，A为隧道机电系统运营管理综合评价值；Q1、Q2、Q3、Q4分别为机电设备技术指标评价、机电设备功效指标评价、管理制度评价及机电设备覆盖率评价所对应的权值，由专家法获取。

隧道机电系统运营管理综合评价值A的计算公式如下：

3案例分析

本文采用广东省某隧道的机电设备各项指标、覆盖率的实测数据和管理养护制度及其执行情况的记录数据，对该隧道机电系统运营状况进行评估。

该隧道供配电设施技术状况评估结果如表1所示。

表1　广东省某隧道供配电设施技术指标评价

按照同样方法对机电系统中各设施的技术指标、功效指标、覆盖率及管理养护制度执行情况等方面进行评价，最终得出该隧道机电系统运营综合评估值，为运营管理者提供养护依据，详细评估值如表2所示。

表2　广东省某隧道机电系统运营管理综合评价

4结束语

本文提出的隧道机电系统运营管理综合评价方法可全面、准确地反映隧道机电系统运行状态，可为评估及预测机电系统运行趋势提供必要依据，改变以往机电设备发生故障后才进行处理的单一方式，尽快准确地对故障设备进行养护管理，提高隧道机电系统的可靠性，保障隧道运营安全。

参 考 文 献

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[4]招商局重庆交通科研设计院有限公司.JTG D70/2—2014公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2014.

[5]重庆市交通委员会.JTG H12—2015公路隧道养护技术规范[S].北京：人民交通出版社，2015.

[6]李海新.公路隧道机电系统技术状况评价研究[D].西安：长安大学，2015.

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[8]田园.高速公路隧道机电系统运行状态综合评价研究[D].西安：长安大学，2014.

A Comprehensive Evaluation Method for Operation Management of Electromechanical System in Highway Tunnel

XIE Yaohua1, LIU Li2, FU Jiansheng1

Abstract:This paper proposes an evaluation method for electromechanical system in highway tunnel based on 4 evaluation indices, namely technical index situations of electromechanical equipment in highway tunnel, function index situations of electromechanical equipment, completeness and execution of maintenance management system and coverage rate of electromechanical equipment. The status quo of operation management of electromechanical system can be mastered in time by means of this method so as to provide a reference for subsequent maintenance management of electromechanical system in tunnel.

Keywords:electromechanical equipment in tunnel; operation management; evaluation; method

DOI:10.13607/j.cnki.gljt.2016.03.027

收稿日期：2016-01-21

作者简介：谢耀华(1985-)，男，福建省莆田市人，硕士，工程师。

文章编号：1009-6477(2016)03-0122-06中图分类号：U459.2

文献标识码：A