營運高速公路隧道機電設施定期檢測標準化探究

劉陽

摘要 文章通過研究公路隧道機電設施定期檢測的方法、檢測內容及評定體系，分析可能導致評定結果出現偏差的原因，采用統一檢測方法、制定標準檢測內容、優化計算方法、標準化主觀評價等措施，使檢測評定結果更客觀，受主觀影響因素更小，實現不同屬地、不同機構間的隧道機電設施評定結果橫向對比更科學客觀，以達到檢測結果精準，數據分析決策更有價值的目的。

關鍵詞 公路隧道機電；定期檢測；檢測方法；檢測內容；評價體系；標準化；結果影響

中圖分類號 U417文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）08-0155-03

0 引言

公路隧道機電設施定期檢測主要依據《公路隧道養護技術規范》（JTG H12—2015），通過近年的檢測和實踐發現，檢測機構間所采用的檢測方法、檢測參數、評定計算體系存在不同的差異。此三個方面產生分歧，將對檢測評定結果帶來不同程度的影響。為提高檢測評定結果的公正性，保障不同屬地、不同機構間隧道機電設施定期檢測結果的可比性與參考價值，對檢測方法、檢測內容、評定計算體系等方面進行分析，并為檢測結果標準化提供方法思路。

1 影響機電設施定期檢測結果的因素

影響機電設施定期檢測結果的因素主要有三種：一是檢測方法，隨著《公路機電工程測試規程》（JTG/T 3520—2021）的發布，大量機電檢測方法得到了統一，但仍有部分機電定期檢測方法未能有效標準化。二是檢測內容一致性，公路機電設施不斷更新迭代，不同的檢測對象和屬地質監測要求下，檢測種類、參數、數量存在差異較大。三是評定計算體系差異，檢測機構對標準規范的理解不同，評定計算結果出現差異。

如何讓不同機構出具的檢測結果相互間更有參考比較價值，并成為運營管養單位的有力數據支撐，是該文所探究的根本問題。通過對檢測方法、檢測內容、評定計算等方面進行標準化統一，準確評定出技術狀況得分，便于管養單位根據得分分類采取不同的養護措施，達到提高數據應用價值的最終目的。隧道機電定期檢測技術狀況評分如表1所示[1]。

對評定劃定的各類機電設施，宜分別采取不同的養護措施：①1類機電設施進行正常養護。②2類機電設施或評定標度為1的分項，應進行正常養護，并對損壞設備及時修復。③3類機電設施或評定標度為2的分項，宜實施專項工程，并應加強日常巡查。④4類機電設施或評定標度為3的分項，應實施專項工程，并應加強日常巡查，并采取交通管制措施。⑤當各類機電設施的關鍵設備故障時，均應及時進行修復。

2 統一未明確的檢測方法

明確檢測方法，以數據表征結果。數據可量化的檢測參數是統一檢測方法的重點，在隧道機電設施定期檢測中，多檢測方法的參數如下。

2.1 隧道斷面平均風速

隧道斷面平均風速標準測試方法為“多點形心法”。該方法檢測條件要求高，需全線風機開啟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個測區，采用16個風速傳感器同時測取數據，并用積分法按測區面積計算斷面平均風速，由此得到標準斷面風速數據。

標準測試方法條件要求苛刻，在實際隧道機電定期檢測中的適用性不佳。定期檢測通常發生于在役運營隧道，宜充分考慮實施難度、檢測作業的可操作性。因此，重心點法（特征點法）與車道上方風速測量法隨之出現。

重心點法（特征點法）可選取隧道斷面重心所在位置或特征點位置，測取隧道前中后三個斷面風速數據（斷面間隔100 m±10 m），計算平均風速的算術平均值，如圖1所示。

車道上方風速測量法，在縱向上，測點宜布設在距離隧道進、出口內30 m處，每500 m間隔宜布設1處。可根據實際情況調整間隔，測點距離風機進、出風口應不小于100 m或測點布設在兩組風機中間位置。橫向上，隧道測試斷面布設位置應不少于3處，宜取距離地面3 m高處，車道中線上方布設測點，如圖2所示。

在各類測試方法中，特征點法對交通的影響最小，檢測效率及安全性更高，具有較強的可操作性。

2.2 接地電阻測試

在隧道機電定期檢測中，涉及接地電阻測試的項目主要為隧道聯合接地電阻、配電室聯合接地電阻、未做聯合接地的設備單點接地電阻。在聯合接地、安全接地、防雷接地形式判斷上，應注意甄別多點接地、共用接地網、聯合接地與安全防雷接地共連狀態等情況，準確采用判定值。

在方法的選取上，宜采用三點接地測試方法，按順序同方向布設被測試端子、電流極、電壓極。電流極應將電壓極與測試端子二分，為保障測試結果準確性，避免插釬布設在地網附近，且嚴格控制插釬分布距離[2]。

2.3 隧道照明測試

隧道照明設施的光學測試分為照度測試和亮度測試兩種方法。隧道亮度反映環境影響下隧道的整體亮度情況，隧道照度反映隧道燈具發出的單位光通量的數據值。對駕乘人員而言，亮度能更為直觀準確反映隧道的明亮狀態，且隨著檢測技術的長足進步，成像式亮度計的算法日趨完善，亮度測試結果更具有分析價值，推薦采用亮度測試方法檢測隧道照明設施。

3 明確檢測內容與范圍

作為目前公路隧道定期檢測的主要依據，《公路隧道養護技術規范》具有一定的指導性。但該標準編制初衷主要是為公路管養人員提供一套標準化的養護作業流程，例如經常性檢修、不定期檢修等標準作業的指導，不能完全契合檢測機構用于檢測作業。檢測機構可通過遴選適用的檢測內容、范圍與評價方法來實現指導檢測評定的目的。

該標準對定期檢修、技術狀況評定的周期要求為1次/年。在檢測內容與范圍方面，可參考標準中的定期檢修規定項目，剔除不適宜的檢測內容，增加可代表設備設施質量、性能的項目開展檢測。在內容的選取上，要明確定期檢測目的，擬定標準化的檢測作業項目。檢測內容的選取，可從外觀評價類、功能測試類、性能測試類、軟件檢查類等進行分類覆蓋。

3.1 外觀評價類

反映系統在運行了一個階段性周期后，設備及線路外觀有無破損、老化等相應的缺陷，設備的元器件狀態是否運行良好。主要表征運營管理單位的運營維護能力與素養，印證建設期工程安裝質量出現的缺陷排查處置效果，體現系統維護狀況。

3.2 功能測試類

表征系統最終能實現的功能完整性與正確性，主要采用黑盒測試原理，對系統進行指令輸入，分析輸出結果，驗證系統運行的完整性與正確性。

3.3 性能測試類

通過專業的檢測設備、檢測人員的經驗判斷，獲取系統或設備的性能指標。該指標應為可量化、有判定值的數據結果，分析該系統或設備的綜合性能高低，為評價、維護管養作出科學決策依據。

3.4 軟件檢查類

是機電系統檢測評價比較特殊的類型，軟件是一個系統的核心構件，系統存在缺陷，數據結構不完整，在短時間內可能不會有較大影響，產生問題極易被忽視，但是在長期的運行中，系統運行錯誤會隨積累而放大，后期產生系統崩潰癱瘓，造成養護工作難度成倍增加，帶來經濟損失。

梳理四類檢測內容，有利于在日常的維護管養、定期檢測中順利地開展工作。在開展工作前應清晰地分析工作目的，建立健全檢測參數選定，標準化并量化評價方法。

4 建立合理的評定計算體系

要提高數據可靠性，應統一理解偏差，建立標準評定計算體系。在行業中存在以下兩種評定計算方式。

4.1 非線性結果評定方式

該計算模型的計算基礎為設備故障率，檢測內容在評定中所起到的作用并不明顯，檢測內容及數據僅作為管養單位的一個參考數據支撐，它完全依靠設備完好率（設備的好壞狀態、故障天數）來計算評定得分。而設備的故障采用了非黑即白的判定方式，即設備不是100%完好的狀態，就是故障的狀態，忽略了設備未故障，部分功能缺失的狀態，導致評定結果得分跳躍，跨度過大。沒有標準化的判定來表征設備未故障而部分功能缺失的狀態，這樣的評定得分方式存在一定的缺陷，如表2所示。

4.2 近似線性結果評定方式

它的計算方式充分調動了檢測參數結果數據，通過計算各檢測參數的合格狀態，計算檢測參數的合格率，從而得到該設備故障狀態，以設備技術狀況得分來表述。該方式所計算出的得分更合理，評定得分值也根據參數的合格狀態呈現出近似線性的得分趨勢，如表3所示。

引入技術狀況得分來評價該分項工程的評定結果，合理性優于按設備故障率得出的評定結果。

5 改進建議

將檢測指標對工程項目的影響程度按等級劃分，賦權值量化影響因子，對設備應設核心關鍵參數，根據檢測內容的重要性、對系統的影響劃分權值[3]，如表4所示。

機電系統存在大量的功能性能主觀評價指標，實現主觀評價指標量化和評判標準化，可提高檢測評定結果準確性。應引入量化標準描述，將主觀評價指標引入可量化的計算體系，如表5所示。

6 結語

公路機電的檢驗檢測專業性較強、系統繁雜、內容龐大，公路機電工程的重要程度隨著智慧高速、智能交通、物聯網等智能制造的發展而逐漸提高，對公路機電系統的檢驗檢測提出了更高要求，公路隧道機電定期檢測任重而道遠。要做好對公路隧道機電定期檢測，熟悉檢測作業方法，還應在工作中不斷總結和發現，經年累月地改進，持續修正與預防，才能讓數據更準確可靠，為行業發展帶來更精準的決策服務。

參考文獻

[1]公路隧道養護技術規范： 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檢測技術研究[J]. 公路交通科技（應用技術版）， 2012（4）： 134-137+151.

[3]陳建， 王磊， 周騰， 等. 營運高速公路機電設施技術狀況評定方法探究[J]. 中國交通信息化， 2022（S1）： 49-51.