隧道机电关键设施检测技术

曾正东

摘要：由于高速公路隧道里程数长，又处于相对密闭的空间，若想保证行驶车辆的安全性、舒适性，工程单位需要在隧道内部构建一个健全、完善的机电设施检测系统，不仅能第一时间检测出隧道机电设施出现的故障，还能进行维修、养护，以免高速公路隧道频发事故，这在很大程度上也能提高隧道的安全通行能力。从隧道工程角度出发，简要分析了隧道机电设施，探讨了机电关键设施检测技术。

关键词：隧道工程；机电关键设施；检测技术

一、前言

隧道是一个非常特殊的交通空间，它不仅拥有较长的行驶里程，而且空间相对封闭，车辆在隧道内行驶时速度也较快。为了确保隧道内的车辆安全和人员安全，工程设计和建造过程中需要使用各种机电设备，这些设备可以提供隧道照明、通风和监控等功能，还能够自动监测隧道环境，实时了解隧道运行状况。隧道建设中，机电设施起着至关重要的作用，但由于老化和环境因素的影响，设备容易出现故障。因此，工程单位应该合理使用检测技术，及时发现并解决设备故障，以确保设施安全稳定地运行。

二、隧道机电设施概述

（一）机电设施的类型

首先，隧道内的机电设施种类繁多，其中通风机电设施尤为重要。由于隧道空间狭小，空气无法流通，汽车行驶时排放的尾气难以扩散，这会对车辆安全造成威胁，也会危害乘客的健康。因此，工程单位应采用通风机电设施，持续为隧道提供新鲜空气，以提高隧道的稳定性和安全性。其次，由于高速公路隧道的里程较长，自然光线无法完全照亮，因此，工程单位必须采取有效措施，例如安装照明机电设施，提供引道照明、主动照明等，以便给隧道内的车辆提供良好的视野。此外，还必须安装供配电设备，它们是保证隧道内机电设施正常运转的关键，一旦出现故障，将导致整条隧道的机电设施停止运转，从而影响安全通行，使隧道中的汽车和行人受到严重的威胁。最后，由于公路隧道的行驶状况极其复杂，工程单位必须采取24小时不间断的监控措施，以确保隧道内的安全。这些监控措施包括：照明监控系统、闭路TV系统、火灾报警系统等。

（二）隧道机电设施的故障特征

受到高速公路环境、设施自身因素的影响，隧道机电设施容易出现故障。依据实际情况，发现隧道设施存在如下特征：首先是机电设施的不确定性，隧道很多机电设施均由通讯、传感器与单片机等模块构成，结合其运行环境特征，设施故障存在较大的不确定性，但工程单位可通过加强设备管理，有效防止故障的发生，并进行定期检查和维护，从而彻底消除潜在的故障，大大降低发生故障的风险；其次由于高速公路隧道中的机电设备会随着时间的推移而发生变化，因此，采用最新的检测技术收集到的数据信息也在不断变化，这使许多设备的故障难以被及时发现。再加上由于人为操作的不当，导致原本正常运行的机电设施出现故障，所以机电设施的敏感性强，结合故障特征，在建造高速公路隧道时，工程单位应该充分利用先进的检测技术，加强对设施的安全性管理，从而尽量减少故障率，保障设施的安全运行。

三、隧道机电设施检测技术分析

（一）监控系统的检测

通过将中央计算机与ECAM单片机有机结合，隧道机电监控系统能够实现对隧道机电设备的远程监控，包括照明控制、自动控制、安全监控等，从而更好地保障隧道的安全运行。此外，该系统还能够通过仿真技术，实时监测隧道机电设备的运行情况，从而提高隧道的安全性。PLC是一种先进的可编程逻辑控制器，它可以将复杂的通信协议转换为可靠的数据传输，使机电系统的控制更加精确、可靠，同时也可以实时监测和记录各种设备的运行状态。通过中央计算机发送的指令，控制电缆将控制信号传输到可编程逻辑控制器，也可实现对隧道机电设备的远程控制，同时结合状况，根据上位机发出的指令，可以进一步调整机电设备的动作。

通过对隧道监控系统的检测，可以准确地评估其使用、维护和管理情况，并且可以根据设计指标和功能的正常性来判断其运行状态，从而决定是否需要加强养护措施。在进行系统检测工作时，工程单位应当采用远程控制模式，以便切断当地的控制，并利用上位机系统对各个现场控制单元施加影响，其可对设备时间以及试验参数等进行全面监控。通过风机测试，控制室将发布一系列指令，要求检测人员准确地操纵新风机、送风机等，同时还需要精准地调整设备的分组、启停顺序以及风量[1]。如果一次风机和二次风机的性能、检测结果符合预期，应该依次从内部向外部启动，然后从外部向内部依次关闭，以此来评估隧道机电设施的启闭状态，以便更好地掌握机电设施的运行状态，从而为工程单位提供更加完善的服务，也可采取措施防止设备出现故障。

（二）照明机电设施的检测

由于封闭性，隧道的照明质量和效果至关重要，若是照明状况不理想，将会严重危害公路隧道的交通安全，因此，在设计和维护公路隧道的照明系统时，除了要求检查照度外，还要求对照明设备的完好率进行评估。为了更准确地衡量照度，采用的是照度计，它能够根据被照射物体的光通量来反映出物体的亮度，从而更加精确地评估出照明系统的状态。采用具有极高灵敏度的光电池作为检测探头，根据不同的光强度，产生出相应的强度电流，并通过放大和模拟处理，将其转化为数字信号，最终在电子屏幕上实现清晰、直观的展示。为了提高照度检测的精确度，工程单位应当按照原有的设计方案，将隧道划分成入口段、过渡段1、过渡段2、基本段和出口段，并精确定位各个区段的位置，同时还应进一步控制检测断面的位置。在第一个断面上，应该使用垂直于光源的方向，同时，应该根据两个光源的位置，合理调整断面之间的距离，以达到最优的照明效果。照度测点的布置情况可以参考图1。

通过将日常检查和专项测试有机结合，工程单位可以准确地评估公路隧道照明设施的完好率，并且根据整体情况，对其进行全面的维护和保养。

（三）隧道机电通风设施的检测

为了保证隧道通风系统的正常运行，采用绝缘电阻控制技术可以有效地监测和控制不同运行状态下的电压值，从而提升隧道的安全性和视野[2] 。此外，还需要对隧道内的气体单元进行检查，确定其控制的输出范围，并严格要求操作人员的技能，以便有效地协调各个设备的工作，从而获得最佳的通风效果。采取措施改善隧道机电通风系统，可以有效地保证其正常运行。

四、隧道机电设施检测技术的应用对策

（一）质量检测技术的应用

隧道机电设施质量检测需根据相关标准进行，所以隧道机电设施安装、使用期间需要保证自身质量检测，这可确保机电设施稳定、安全地运行[3] 。在应用隧道机电设施检测技术时，工程单位可以采取外观检测、性能检测等多种方法，以确保设施安装的准确性和可靠性。外观检测时，可以根据设计要求，对线路接头等隐蔽工作进行检查，以确保设施的稳定性和安全性，并有效防止故障的发生。所以在安装过程中，单位应确保机电设施的外观完好，无论是安装位置还是规格，都必须符合设计要求，并且根据实际情况采取有效的安全防护措施。

（二）隧道机电设施的预防性检测

在隧道机电设施的预防性检测工作中，工程单位应该积极采取措施，及时发现和解决设备存在的故障，以最大限度减少设备故障的发生。因此，应该根据设备的功能特点，制定出有效、可行的检测方案和计划，并且要提前进行维护和调整，以确保隧道机电设施的安全运行，达到规定的技术标准。

（三）隧道机电设施维修养护技术的应用

因为许多高速公路隧道都位于山区，并且有些隧道穿越山脉，所以隧道内的机电设备通常处于阴暗潮湿的环境中。这样的条件不仅会加速电器元件的老化，还会增加工作人员的巡检和维修工作量[4] 。基于此，为了提高隧道机电设施的维修效率，单位应该采用先进的自动巡检系统，利用最新的技术手段，实时监测设备的运行状态，及时发现和解决存在的故障，从而有效降低设备老化和故障的发生率。

五、检测技术应用的专业方案

高速公路隧道机电设施检测包含的较多，为了能够增强整体管控价值，则必须要结合当前高速公路隧道机电检测要点展开，特别是针对机电设备的维护、养护和预防检测，应当结合实际情况，进行专业化的检测优化，制定出更加科学的防范措施，并在综合分析阶段，结合目前检测面临的问题，进行全面的探索，从而制定出更加科学的检测方案，这可为措施优化以及创新提供有力的支持，避免受某一环节因素影响，导致检测工作难以持续进行，甚至会受相关因素约束而导致整体检测质量下降，只有结合现阶段情况充分分析现有问题，并做好全面预防工作，才可以为增强整体管控价值，减少多样化问题产生发挥不可替代的作用，从而提升高速公路隧道机电检测的质量，将实际工作的作用及效果充分展现。

（一）隧道机电质量检测

现代交通的安全性和便捷性取决于高速公路隧道的机电检测技术，为了能够增强质量检测的可靠性，则必须要实施全方位检测，以便机电系统可以安全、平稳地运行。同时，为延长设施的使用年限，应当加强与施工单位的沟通，充分考虑各方面的投入情况，以进行安全、高效地设施建设。此外，在检测过程中，应当从外观和实测两个方面着手，以确保多个环节的精准性，特别是对机电设备的安全性进行检查，结合实际情况，对电线及零部件进行精细化检查，以防止发生故障。

（二）检测方法分析

随着社会科技的发展，高速公路隧道机电检测技术不断完善，在我国交通运输业中也得到了广泛的应用，而且需要从检测方面精深探索，及时发现检测工作面临的问题，从而能够在车辆检测与闭路电视系统管理过程中有效进行校验，为了能够增强数据检测图像，应结合相应的物理原则展开，保证监视系统检测的准确性，结合实际情况进行综合探索，充分发挥机电检测的作用，确保检测内部信号传输的高效性、即时性，这样才可以结合实际情况进行综合检测，确保多元化工作的作用及价值得到充分展现。而且，对于机电检测方法还应该在原有基础上进行创新，这样有助于增强检测的可靠性，并在实际探索阶段了解每一种检测技术应用现状，结合检测面临的不足与问题进行优化调控，更加适应未来发展趋势，并体现出良好的检测优势。

（三）高速公路隧道机电设施检测技术的创新

随着时代的不断发展，高速公路隧道机电检测技术已经成为交通业的重要组成部分，受到了广泛的关注。为了更好地提升检测技术的应用，需要不断创新，以满足日益增长的社会需求，并为人们的日常生活提供更多的便利。同时针对实际生活中，检测面临的问题进行分析，尤其是车辆在进出隧道过程中容易存在黑块或者眩光的情况。所以，检测技术在利用阶段，需要结合此方面问题进行综合分析，这样可以进行高质量管理与维护，有效调节隧道内部照明变化，建立适应当前发展的模式，增强整体应用效果，避免出现多种问题。同时在综合检测阶段，为了能够降低交通事故发生概率，应当根据隧道环境和潮湿情况，结合机电设施安装与维护标准，进行全面的检测，这样才可以提升整体管理可靠性，延长机电设施的使用寿命。

（四）高速公路隧道机电设施台账管理

应用机电设施检测技术时，必须要加强对财务管理工作的重视，需要科学规划设施管理，同时还应该针对设备进行定期数据检测与及时记录，这不仅有助于保证设备维护的效果，在加强机电设施维护管理专业性的同时，还有助于降低机电设施损坏所面临的风险。在综合检测阶段，还应该加强对多种有效性问题的检测，避免多元化问题产生，还应该结合财务管理对综合利用情况进行探索，以便增强整体管控的可能性，严格按照标准进行优化与调控，从而实现规模化控制 [5]。

六、检测技术的优化对策

（一）专业化检测

因为隧道机电设施的检测是一项非常复杂且系统化的任务，所以它对检测设备的性能和操作者的专业水平都提出了很高的要求。为了确保机电设施的正常运行，检测人员必须不断学习最新的专业知识，掌握全新设备检测技能，才能更好地推进检测工作，并保证机电设施稳定、有序地运行。

（二）采用大数据处理技术

在隧道机电设施的检测过程中，数据采集和整理至关重要。为了更好地完成此项任务，检测部门需要对相关的子系统进行有效地分类，并将其中的每个步骤都记录到数据库中，这样就可以更好地利用SPSS等数据收集和处理软件，还能进一步关注波动性较大的数据。如果机电设备存在较大异常变动，工程单位应依据检测发现的实际情况合理维修或更换，这可提高养护工作的合理性、经济性与针对性 [6]。

（三）统筹检测机电系统

隧道机电设施是一个复杂的系统，包括通风、照明、监控、消防、低压配电设备等，在日常检查和维护工作中，必须确保检测范围全面，无死角，并且要对各个下级系统和附属设备进行综合评估，以确保其技术和运行性能。在检测期间，除了进行静态检测外，还应采用“模拟危险”形式进行动态检测，以确保检测结果的准确性和可靠性。比如还原隧道紧急状况时的场景，测试隧道机电系统是否在任何情况下都能稳定、顺利地运行，以此判断监控系统的灵敏性。除此之外，还可模拟火灾发生时报警系统发出警示信号的情况，可变标志发布事故信息并给出道路阻塞提示情况，再利用环境监测器发出风向、空气污染物浓度等信息，这不仅有利于工程单位对各系统的静态与动态检测，还能为隧道机电系统稳定、可靠地运行提供保障。

七、结语

总而言之，随着国家经济的快速增长，各级政府和交通部门都在努力完善基础设施，特别体现在高速公路和隧道的维护和运营上，这既可以推动我国交通运输业稳定、可持续地发展，又可以确保人们的出行安全。为更好地进行隧道机电设施的安全运营，工程单位还应加强质量监督，科学选择检测手段，不断推动技术创新，也可提升其整体水平。此外，工程单位还要明确以往检测工作存在的问题，依据实际情况做好处理，这可提高隧道机电设施的专业化程度，也能发挥隧道机电系统的应用价值，从而为高速公路隧道的建设与使用奠定基础。

参考文献

[1]曹飞.高速公路隧道机电设施检测技术应用研究[J].中国高新科技，2022（15）：106-108.

[2]余汝斯.公路隧道机电设施养护检测技术[J].交通世界（中旬刊），2018（7）：160-162.

[3]刘慧鹏.高速公路隧道机电设施养护检测技术[J].百科论坛电子杂志，2021（10）：140.

[4]于艳波，黄凯.公路隧道机电设施状态检测及评估技术分析[J].公路，2021，66（11）：365-368.

[5]彭子晖.城市道路隧道大修关键技术研究[J].隧道与轨道交通，2020，130（03）：6-12+60.

[6]王亨琴.高速公路隧道机电工程关键设施检测技术[J].甘肃科技，2022，38（24）：4-7.

作者单位：贵州省公路工程集团有限公司