營(yíng)運(yùn)高速公路隧道機(jī)電設(shè)施定期檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化探究

劉陽(yáng)

摘要 文章通過(guò)研究公路隧道機(jī)電設(shè)施定期檢測(cè)的方法、檢測(cè)內(nèi)容及評(píng)定體系，分析可能導(dǎo)致評(píng)定結(jié)果出現(xiàn)偏差的原因，采用統(tǒng)一檢測(cè)方法、制定標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)內(nèi)容、優(yōu)化計(jì)算方法、標(biāo)準(zhǔn)化主觀評(píng)價(jià)等措施，使檢測(cè)評(píng)定結(jié)果更客觀，受主觀影響因素更小，實(shí)現(xiàn)不同屬地、不同機(jī)構(gòu)間的隧道機(jī)電設(shè)施評(píng)定結(jié)果橫向?qū)Ρ雀茖W(xué)客觀，以達(dá)到檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)，數(shù)據(jù)分析決策更有價(jià)值的目的。

關(guān)鍵詞 公路隧道機(jī)電；定期檢測(cè)；檢測(cè)方法；檢測(cè)內(nèi)容；評(píng)價(jià)體系；標(biāo)準(zhǔn)化；結(jié)果影響

中圖分類號(hào) U417文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）08-0155-03

0 引言

公路隧道機(jī)電設(shè)施定期檢測(cè)主要依據(jù)《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H12—2015），通過(guò)近年的檢測(cè)和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)間所采用的檢測(cè)方法、檢測(cè)參數(shù)、評(píng)定計(jì)算體系存在不同的差異。此三個(gè)方面產(chǎn)生分歧，將對(duì)檢測(cè)評(píng)定結(jié)果帶來(lái)不同程度的影響。為提高檢測(cè)評(píng)定結(jié)果的公正性，保障不同屬地、不同機(jī)構(gòu)間隧道機(jī)電設(shè)施定期檢測(cè)結(jié)果的可比性與參考價(jià)值，對(duì)檢測(cè)方法、檢測(cè)內(nèi)容、評(píng)定計(jì)算體系等方面進(jìn)行分析，并為檢測(cè)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化提供方法思路。

1 影響機(jī)電設(shè)施定期檢測(cè)結(jié)果的因素

影響機(jī)電設(shè)施定期檢測(cè)結(jié)果的因素主要有三種：一是檢測(cè)方法，隨著《公路機(jī)電工程測(cè)試規(guī)程》（JTG/T 3520—2021）的發(fā)布，大量機(jī)電檢測(cè)方法得到了統(tǒng)一，但仍有部分機(jī)電定期檢測(cè)方法未能有效標(biāo)準(zhǔn)化。二是檢測(cè)內(nèi)容一致性，公路機(jī)電設(shè)施不斷更新迭代，不同的檢測(cè)對(duì)象和屬地質(zhì)監(jiān)測(cè)要求下，檢測(cè)種類、參數(shù)、數(shù)量存在差異較大。三是評(píng)定計(jì)算體系差異，檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的理解不同，評(píng)定計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)差異。

如何讓不同機(jī)構(gòu)出具的檢測(cè)結(jié)果相互間更有參考比較價(jià)值，并成為運(yùn)營(yíng)管養(yǎng)單位的有力數(shù)據(jù)支撐，是該文所探究的根本問(wèn)題。通過(guò)對(duì)檢測(cè)方法、檢測(cè)內(nèi)容、評(píng)定計(jì)算等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一，準(zhǔn)確評(píng)定出技術(shù)狀況得分，便于管養(yǎng)單位根據(jù)得分分類采取不同的養(yǎng)護(hù)措施，達(dá)到提高數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值的最終目的。隧道機(jī)電定期檢測(cè)技術(shù)狀況評(píng)分如表1所示[1]。

對(duì)評(píng)定劃定的各類機(jī)電設(shè)施，宜分別采取不同的養(yǎng)護(hù)措施：①1類機(jī)電設(shè)施進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)。②2類機(jī)電設(shè)施或評(píng)定標(biāo)度為1的分項(xiàng)，應(yīng)進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)，并對(duì)損壞設(shè)備及時(shí)修復(fù)。③3類機(jī)電設(shè)施或評(píng)定標(biāo)度為2的分項(xiàng)，宜實(shí)施專項(xiàng)工程，并應(yīng)加強(qiáng)日常巡查。④4類機(jī)電設(shè)施或評(píng)定標(biāo)度為3的分項(xiàng)，應(yīng)實(shí)施專項(xiàng)工程，并應(yīng)加強(qiáng)日常巡查，并采取交通管制措施。⑤當(dāng)各類機(jī)電設(shè)施的關(guān)鍵設(shè)備故障時(shí)，均應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

2 統(tǒng)一未明確的檢測(cè)方法

明確檢測(cè)方法，以數(shù)據(jù)表征結(jié)果。數(shù)據(jù)可量化的檢測(cè)參數(shù)是統(tǒng)一檢測(cè)方法的重點(diǎn)，在隧道機(jī)電設(shè)施定期檢測(cè)中，多檢測(cè)方法的參數(shù)如下。

2.1 隧道斷面平均風(fēng)速

隧道斷面平均風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法為“多點(diǎn)形心法”。該方法檢測(cè)條件要求高，需全線風(fēng)機(jī)開(kāi)啟30 min以上，排除紊流干擾，在道路封閉的條件下，將隧道斷面劃分為16個(gè)測(cè)區(qū)，采用16個(gè)風(fēng)速傳感器同時(shí)測(cè)取數(shù)據(jù)，并用積分法按測(cè)區(qū)面積計(jì)算斷面平均風(fēng)速，由此得到標(biāo)準(zhǔn)斷面風(fēng)速數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法條件要求苛刻，在實(shí)際隧道機(jī)電定期檢測(cè)中的適用性不佳。定期檢測(cè)通常發(fā)生于在役運(yùn)營(yíng)隧道，宜充分考慮實(shí)施難度、檢測(cè)作業(yè)的可操作性。因此，重心點(diǎn)法（特征點(diǎn)法）與車道上方風(fēng)速測(cè)量法隨之出現(xiàn)。

重心點(diǎn)法（特征點(diǎn)法）可選取隧道斷面重心所在位置或特征點(diǎn)位置，測(cè)取隧道前中后三個(gè)斷面風(fēng)速數(shù)據(jù)（斷面間隔100 m±10 m），計(jì)算平均風(fēng)速的算術(shù)平均值，如圖1所示。

車道上方風(fēng)速測(cè)量法，在縱向上，測(cè)點(diǎn)宜布設(shè)在距離隧道進(jìn)、出口內(nèi)30 m處，每500 m間隔宜布設(shè)1處。可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整間隔，測(cè)點(diǎn)距離風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)口應(yīng)不小于100 m或測(cè)點(diǎn)布設(shè)在兩組風(fēng)機(jī)中間位置。橫向上，隧道測(cè)試斷面布設(shè)位置應(yīng)不少于3處，宜取距離地面3 m高處，車道中線上方布設(shè)測(cè)點(diǎn)，如圖2所示。

在各類測(cè)試方法中，特征點(diǎn)法對(duì)交通的影響最小，檢測(cè)效率及安全性更高，具有較強(qiáng)的可操作性。

2.2 接地電阻測(cè)試

在隧道機(jī)電定期檢測(cè)中，涉及接地電阻測(cè)試的項(xiàng)目主要為隧道聯(lián)合接地電阻、配電室聯(lián)合接地電阻、未做聯(lián)合接地的設(shè)備單點(diǎn)接地電阻。在聯(lián)合接地、安全接地、防雷接地形式判斷上，應(yīng)注意甄別多點(diǎn)接地、共用接地網(wǎng)、聯(lián)合接地與安全防雷接地共連狀態(tài)等情況，準(zhǔn)確采用判定值。

在方法的選取上，宜采用三點(diǎn)接地測(cè)試方法，按順序同方向布設(shè)被測(cè)試端子、電流極、電壓極。電流極應(yīng)將電壓極與測(cè)試端子二分，為保障測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，避免插釬布設(shè)在地網(wǎng)附近，且嚴(yán)格控制插釬分布距離[2]。

2.3 隧道照明測(cè)試

隧道照明設(shè)施的光學(xué)測(cè)試分為照度測(cè)試和亮度測(cè)試兩種方法。隧道亮度反映環(huán)境影響下隧道的整體亮度情況，隧道照度反映隧道燈具發(fā)出的單位光通量的數(shù)據(jù)值。對(duì)駕乘人員而言，亮度能更為直觀準(zhǔn)確反映隧道的明亮狀態(tài)，且隨著檢測(cè)技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，成像式亮度計(jì)的算法日趨完善，亮度測(cè)試結(jié)果更具有分析價(jià)值，推薦采用亮度測(cè)試方法檢測(cè)隧道照明設(shè)施。

3 明確檢測(cè)內(nèi)容與范圍

作為目前公路隧道定期檢測(cè)的主要依據(jù)，《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》具有一定的指導(dǎo)性。但該標(biāo)準(zhǔn)編制初衷主要是為公路管養(yǎng)人員提供一套標(biāo)準(zhǔn)化的養(yǎng)護(hù)作業(yè)流程，例如經(jīng)常性檢修、不定期檢修等標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的指導(dǎo)，不能完全契合檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)作業(yè)。檢測(cè)機(jī)構(gòu)可通過(guò)遴選適用的檢測(cè)內(nèi)容、范圍與評(píng)價(jià)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)檢測(cè)評(píng)定的目的。

該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)定期檢修、技術(shù)狀況評(píng)定的周期要求為1次/年。在檢測(cè)內(nèi)容與范圍方面，可參考標(biāo)準(zhǔn)中的定期檢修規(guī)定項(xiàng)目，剔除不適宜的檢測(cè)內(nèi)容，增加可代表設(shè)備設(shè)施質(zhì)量、性能的項(xiàng)目開(kāi)展檢測(cè)。在內(nèi)容的選取上，要明確定期檢測(cè)目的，擬定標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)作業(yè)項(xiàng)目。檢測(cè)內(nèi)容的選取，可從外觀評(píng)價(jià)類、功能測(cè)試類、性能測(cè)試類、軟件檢查類等進(jìn)行分類覆蓋。

3.1 外觀評(píng)價(jià)類

反映系統(tǒng)在運(yùn)行了一個(gè)階段性周期后，設(shè)備及線路外觀有無(wú)破損、老化等相應(yīng)的缺陷，設(shè)備的元器件狀態(tài)是否運(yùn)行良好。主要表征運(yùn)營(yíng)管理單位的運(yùn)營(yíng)維護(hù)能力與素養(yǎng)，印證建設(shè)期工程安裝質(zhì)量出現(xiàn)的缺陷排查處置效果，體現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)狀況。

3.2 功能測(cè)試類

表征系統(tǒng)最終能實(shí)現(xiàn)的功能完整性與正確性，主要采用黑盒測(cè)試原理，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行指令輸入，分析輸出結(jié)果，驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行的完整性與正確性。

3.3 性能測(cè)試類

通過(guò)專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，獲取系統(tǒng)或設(shè)備的性能指標(biāo)。該指標(biāo)應(yīng)為可量化、有判定值的數(shù)據(jù)結(jié)果，分析該系統(tǒng)或設(shè)備的綜合性能高低，為評(píng)價(jià)、維護(hù)管養(yǎng)作出科學(xué)決策依據(jù)。

3.4 軟件檢查類

是機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)評(píng)價(jià)比較特殊的類型，軟件是一個(gè)系統(tǒng)的核心構(gòu)件，系統(tǒng)存在缺陷，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不完整，在短時(shí)間內(nèi)可能不會(huì)有較大影響，產(chǎn)生問(wèn)題極易被忽視，但是在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤會(huì)隨積累而放大，后期產(chǎn)生系統(tǒng)崩潰癱瘓，造成養(yǎng)護(hù)工作難度成倍增加，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。

梳理四類檢測(cè)內(nèi)容，有利于在日常的維護(hù)管養(yǎng)、定期檢測(cè)中順利地開(kāi)展工作。在開(kāi)展工作前應(yīng)清晰地分析工作目的，建立健全檢測(cè)參數(shù)選定，標(biāo)準(zhǔn)化并量化評(píng)價(jià)方法。

4 建立合理的評(píng)定計(jì)算體系

要提高數(shù)據(jù)可靠性，應(yīng)統(tǒng)一理解偏差，建立標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定計(jì)算體系。在行業(yè)中存在以下兩種評(píng)定計(jì)算方式。

4.1 非線性結(jié)果評(píng)定方式

該計(jì)算模型的計(jì)算基礎(chǔ)為設(shè)備故障率，檢測(cè)內(nèi)容在評(píng)定中所起到的作用并不明顯，檢測(cè)內(nèi)容及數(shù)據(jù)僅作為管養(yǎng)單位的一個(gè)參考數(shù)據(jù)支撐，它完全依靠設(shè)備完好率（設(shè)備的好壞狀態(tài)、故障天數(shù)）來(lái)計(jì)算評(píng)定得分。而設(shè)備的故障采用了非黑即白的判定方式，即設(shè)備不是100%完好的狀態(tài)，就是故障的狀態(tài)，忽略了設(shè)備未故障，部分功能缺失的狀態(tài)，導(dǎo)致評(píng)定結(jié)果得分跳躍，跨度過(guò)大。沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的判定來(lái)表征設(shè)備未故障而部分功能缺失的狀態(tài)，這樣的評(píng)定得分方式存在一定的缺陷，如表2所示。

4.2 近似線性結(jié)果評(píng)定方式

它的計(jì)算方式充分調(diào)動(dòng)了檢測(cè)參數(shù)結(jié)果數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算各檢測(cè)參數(shù)的合格狀態(tài)，計(jì)算檢測(cè)參數(shù)的合格率，從而得到該設(shè)備故障狀態(tài)，以設(shè)備技術(shù)狀況得分來(lái)表述。該方式所計(jì)算出的得分更合理，評(píng)定得分值也根據(jù)參數(shù)的合格狀態(tài)呈現(xiàn)出近似線性的得分趨勢(shì)，如表3所示。

引入技術(shù)狀況得分來(lái)評(píng)價(jià)該分項(xiàng)工程的評(píng)定結(jié)果，合理性優(yōu)于按設(shè)備故障率得出的評(píng)定結(jié)果。

5 改進(jìn)建議

將檢測(cè)指標(biāo)對(duì)工程項(xiàng)目的影響程度按等級(jí)劃分，賦權(quán)值量化影響因子，對(duì)設(shè)備應(yīng)設(shè)核心關(guān)鍵參數(shù)，根據(jù)檢測(cè)內(nèi)容的重要性、對(duì)系統(tǒng)的影響劃分權(quán)值[3]，如表4所示。

機(jī)電系統(tǒng)存在大量的功能性能主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)量化和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)化，可提高檢測(cè)評(píng)定結(jié)果準(zhǔn)確性。應(yīng)引入量化標(biāo)準(zhǔn)描述，將主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)引入可量化的計(jì)算體系，如表5所示。

6 結(jié)語(yǔ)

公路機(jī)電的檢驗(yàn)檢測(cè)專業(yè)性較強(qiáng)、系統(tǒng)繁雜、內(nèi)容龐大，公路機(jī)電工程的重要程度隨著智慧高速、智能交通、物聯(lián)網(wǎng)等智能制造的發(fā)展而逐漸提高，對(duì)公路機(jī)電系統(tǒng)的檢驗(yàn)檢測(cè)提出了更高要求，公路隧道機(jī)電定期檢測(cè)任重而道遠(yuǎn)。要做好對(duì)公路隧道機(jī)電定期檢測(cè)，熟悉檢測(cè)作業(yè)方法，還應(yīng)在工作中不斷總結(jié)和發(fā)現(xiàn)，經(jīng)年累月地改進(jìn)，持續(xù)修正與預(yù)防，才能讓數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確可靠，為行業(yè)發(fā)展帶來(lái)更精準(zhǔn)的決策服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范： JTG H12—2015[S]. 北京：人民交通出版社， 2015

[2]楊亞新， 陳建. 高速公路隧道接地系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）， 2012（4）： 134-137+151.

[3]陳建， 王磊， 周騰， 等. 營(yíng)運(yùn)高速公路機(jī)電設(shè)施技術(shù)狀況評(píng)定方法探究[J]. 中國(guó)交通信息化， 2022（S1）： 49-51.