摘要：本文重点介绍了隧道工程机电设备智能监控系统的主要构成，分析了建立隧道工程机电设备智能监控系统的必要性，研究了隧道工程机电设备的维护管理工作中的常见问题，并针对如何更好地进行隧道工程电设备的维护管理工作进行了探讨，以期为日后的工作提供参考。
关键词：隧道工程；机电设备；智能监控；维护管理
随着现代化进程的加快，我国的交通系统也在不断发展和完善，公路越来越多，发展过江、穿山等地下隧道工程是未来城市发展的一个趋势，这会对隧道工程的运营管理尤其是机电设备的智能监控和维护管理提出更高的要求。隧道工程机电设备智能监控和维护管理是近些年才发展起来的全新行业，技术量高，行业发展和更新也很快。同时，随着隧道工程的发展，隧道工程机电设备的智能监控和维护管理工作也会变得越来越复杂。因此，需要重视机电设备智能监控和维护管理工作，探索新的技术及管理方式，从而促进机电设备智能监控和维护管理工作的提升
1.隧道监控系统发展趋势
随着社会经济及科技的快速发展，隧道监控系统的改革也同样进展飞快，由传统的单系统模式的隧道机电监控系统到如今以计算机管理手段来统领实现隧道机电智能监控系统管理的模式，隧道监控系统已经全面实现了工作过程的全自动化、智能化。与传统的各个子系统之间通过人工手动进行监控管理的隧道监控系统相比，以中心计算机系统为主体的隧道机电智能监控系统实现了将各个子系统联系在一起，整合、集成各个专业子系统于同一平台，形成统一门户界面。隧道监控系统的发展趋势主要体现在几个方面，首先是监控系统的智能化。通过综合软件监控平台，实现了对隧道内各监控子系统的对接，消除各子系统的信息孤岛问题，通过收集到的相关参数，自动决定隧道内的运营情况并进行科学合理的调整，实现系统联动，提高系统应急状态下的响应速率，达到一个智能化的监控平台。其次是，可以最大程度地实现对数据的管理，帮助管理者直观地了解隧道运营情况，从而更好地发挥机电设备的性能，从而实现对隧道系统的最合理的监控过程。
2.隧道工程机电设备智能监控系统
2.1系统概述
隧道工程机电设备的智能监控系统需要众多不同的技术予以支持，通常包括计算机技术、集成设计技术、现代信息处理技术、现代通信技术、智能自动化技术和管理决策数据支持等。隧道工程机电设备的智能监控系统可以对信息进行搜集，然后进行加工进行使用，在此过程中进行信息的资源整合，从而达到最佳效果。
2.2建立隧道工程机电设备智能监控系统的必要性
隧道工程的安全性主要受地质因素和管理因素的影响，机电设备智能监控系统可以实时确定隧道管理是否到位，发生突发状况时，可以通过智能监控系统确定隧道的安全性以及自动改变相关机电设备的运行状态，只要隧道出现异常情况，智能监控系统可以启动应急模式，进行防灾、救援和事故处理指挥，从而减少损失。因而，建立隧道工程机电设备智能监控系统是很必要的。
2.3隧道工程机电设备智能监控系统的构成
根据隧道管理的需求，隧道机电设备智能监控系统包括多个子系统，每个子系统既相对独立又有机统一，在智能监控管理平台协同下同时工作以提高隧道运行的科学性。
2.3.1智能监控系统
智能监控系统涵盖了多个组成部分，有火灾报警监控系统、设备监控系统、电力监控系统、交通监控系统、视频监控系统、有线广播及无线通信系统、电话通信系统等，这些系统通过智能监控系统综合软件监控平台统一调度而协同运行，一起工作，极大的提高了隧道运行效率。
（1）综合软件监控平台
综合软件监控平台负责监测、控制隧道的运行状况及各种设备的运行和故障处理，协调各系统工作，负责收集、分析、处理隧道的各种状态数据和运行数据，包括分类、汇总、存储、查询、统计、趋势、报表，以及设备的运行记录、维修记录等，负责在事故、火灾等紧急情况下的救援指挥，提供针对突发事件的应急预案等。
（2）火灾报警监控系统
火灾自动报警系统主要由智能火灾报警控制器、火灾探测器、输入/输出模块、手动报警按钮、声光警报器、模块箱等组成。以火灾报警控制器为核心组成火灾报警控制网络系统，各区域火灾报警控制器采用光缆作环形连接；隧道车行道火灾探测器同时采用图像型火灾探测器和分布式感温光纤探测器两种，能对隧道火灾发生处的消防分区进行准确定位。火灾自动报警系统检测隧道内的火警和联动控制消防设备的运行，为隧道的安全运行提供保障。当隧道发生火灾时，及时报警，联动有关设备的运行进行扑救。
（3）设备监控子系统
设备监控的目标是保障隧道内各种机电设备的正常运行，在设备故障时，及时进行报警并给出维修建议。根据隧道工程的设备分布特点，设备监控系统采用分布式体系结构。在总体上，隧道内设备监控制系统分信息层、控制层、设备层3个层次实现：
（1）信息层是中央控制系统，布置在管养中心，汇总了整个系统的全部数据，集中了整个系统的全部控制；
（2）控制层主要由智能控制设备及其网络构成，提供设备的控制逻辑和数据通道，连接管养中心和现场设备，负责采集现场数据，控制现场设备；
（3）设备层主要由远程I/O单元和现场控制设备组成，负责连接现场设备和仪表，执行控制命令。
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（4）电力监控系统
电力监控的目标是保障隧道供电系统的正常运行，并且在发生供电故障时，及时调整线路和负荷，以保证消防、照明、通风等主要设备的供电。电力监控系统由监控大厅监控界面、变电所现场控制器（PLC）、综合继电保护装置、组合电量变送器、数字电流表、总线电缆等组成。实现对供电系统设备的遥信、遥测、遥控等功能。
（5）交通监控系统
交通监控系统负责隧道的交通协调和运营管理，监视车辆运行，采集隧道内车流的平均车速、车流量、车型、道路占有率等交通参数。目标是保障隧道行车安全，为市政交通规划积累数据。交通监控系统与设备监控系统和视频监控系统实行多方面的资源共享；交通监控系统中的信号灯控制、超高车辆检测等逻辑信号传输与控制的内容，通过设备监控系统的远程I/O装置完成控制、通过设备监控系统的光纤工业级以太环网完成通信；
（6）视频监控系统
隧道工程设置视频监控系统，监视范围包括车行隧道内、车行隧道出入口和纵向疏散通道内。后台配置中心视频管理服务器对视频图像进行统一管理，配置视频流媒体服务器，对视频进行流媒体转发，满足多个视频解码终端对视屏的需求；配置NVR网络硬盘录像机对视频进行存储，配置监控客户端可在监控大厅桌面上实时调用监控视频，配置高清解码阵列完成对视频的解码及分割显示，配置大屏控制器及拼接屏，完成解码视频的灵活显示；
（7）有线广播及无线通信系统
广播的范围包括车行隧道、隧道出入口、管养中心等区域，广播的内容包括交通提示、紧急疏散、应急援救和日常业务管理，当紧急情况发生时，相应区域的正常广播立即被中断，并且可以转换至人工紧急广播，由人工通知各区域的人们分别疏散。
隧道工程建设实现消防和公安无线通信系统的引入和覆盖。所有无线通信系统的射频信号均合并到一根漏泄电缆中，以节省隧道的空间资源。
调频广播信号由隧道控制中心接收和处理，以光纤传输方式引入隧道。隧道设光纤直放站的远端机，经分路/合路器和功分器分配后通过漏泄电缆实现隧道内的覆盖。调频广播具有插播的功能。紧急情况下可以通过频点向车载收音机广播救助信息、紧急设备使用信息等。
（8）电话通信系统
电话系统主要包括运营管理单位的业务电话、调度电话和隧道内紧急电话；通过光纤数字传输系统连接隧道内的远程用户。光纤数字传输系统采用环形光纤网络，提供自愈保护功能，一般配置智能编程公务电话话务台、智能编程紧急电话话务台、光纤电话接入主机、光纤紧急电话主机等。
3.隧道工程机电设备的维护管理
3.1隧道工程机电设备维护管理常见问题
我国的隧道工程机电设备维护管理中最常见的问题首先体现在对机电设备管理效率较低。传统隧道工程机电设备的维护管理主要采用分散式运作模式，受隧道的地理位置及传统管理体制的影响和限制，采用分散式运作模式利于对机电设备的维护管理，但需要庞大的人力资源支撑，并且随着公路事业的飞速发展，分散式运作模式的缺点更被不断的放大，增加了大量的维护管理成本及管理人员的浪费，降低了管理效率和经济效益。并且在我国隧道工程机电工程的维护管理中，尚还缺乏完善的养护管理标准。在隧道工程完成后，我们只注重隧道表面工程，而忽视了对隧道机电设备运行状态的检测及评价过程，无法保证设备的完美运转，这样的做法往往导致很多设备不能及时进行养护而频繁发生故障，从而影响机电设备使用寿命和隧道运营效率，因此，完善隧道工程机电设备养护系统评价标准，以合理的管理评价要求来保证隧道运营的安全，从而提高隧道整体质量并降低管养成本。
3.2隧道工程机电设备的维护管理措施
为了有效加强隧道工程机电设备的维护管理，应注重实现资源共享，降低管理成本。在维护管理过程中，充分利用现代化技术手段，通过智能化软件管理平台，将原来分散独立的各类子系统通过综合软件管理平台，实现统一管理；通过软件预设应急管理模式，在突发情况下，启动应急模式，能自动进入应急管理模式并选择预设的相关模式运行，也可切换到手动状态运行由管理人员自行操作。通过智能化监控手段，可极大提高管理效率和管理水平。从而加强隧道运营的稳定性，发挥隧道最大的经济效益。此外，相关单位还需要引入具有先进技术的人才，不断提升自身人员队伍素质，才能够从根本上解决隧道工程机电设备的维护管理障碍，才能够让隧道工程建设得以持续进行。
结论
总而言之，对隧道工程机电设备实施智能监控及维护管理是必要的且重要的，不仅具有极大的经济价值还包括重要的社会效益。建议相关部门把隧道工程机电设备的智能监控及维护管理工作放到突出位置，三分建七分管，在建设好隧道工程的同时，需对如何更好地进行隧道工程电设备的维护管理工作进行探讨。
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论文作者:周江锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
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