刘圣财
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摘要：随着轨道交通建设的不断发展，地铁成为城市居民生活出行重要交通工具。由于地铁线路长度和功能设施的不断增加，如何保证地铁安全、稳定运行是当前主要研究关注点，因此隧道工程建设中机电系统设计也备受人们重视。机电系统设计因其设计的综合性和专业性，在很大一定程度上保证了地铁的运行质量和水平，为人们提供了更安全、更便捷的交通服务。
关键词：隧道工程；机电系统；控制系统；控制调整
引言：地铁隧道工程中机电系统设计是其中重要的组成部分，对实现隧道工程安全、稳定起决定性作用，得到人们越来越多的重视。隧道机电系统设计包含了照明、通风、消防、监控系统等方面的设计，但由于结构的复杂性和技术的多样性，使其在具体的施工设计中仍存在一定的缺陷。本文从理论角度对隧道工程中机电系统的总体设计进行论述，以期对相关研究人员起到一定的帮助。
一、机电系统的总体设计
隧道工程本身就具有一定的难度，且一些较长的隧道要求工程机电系统设计中必须具备通风、照明、消防、电力等功能，在一定程度上增加了隧道工程的专业度和复杂度。这就体现出了机电系统设计研究的重要性。
1照明系统
隧道工程机电系统设计中照明系统是其最重要的功能之一，不同于一般的道路照明，地铁隧道照明系统是保证工程安全运行的重要保障。我国借鉴国外优秀设计经验，对隧道照明系统的构成、洞内亮度、减光、调光分级、光源分级等都做出了明确的说明。隧道照明系统设计中各区域段照明亮度我们主要借助智能化照明计算机来进行控制和调整，主要依据各照度仪对各照明段进行信息采集来调控照明亮度，整个过程是在实现照明安全的基础上，节约能源、减少运行成本。在具体的隧道工程机电系统设计中，智能化照明控制系统应根据实际照明要求和照明条件，隧道的运行情况等因素对照明控制系统模式进行程序编写，整个控制系统趋向于智能化，避免人工错误出现，实现了自动控制。同时还具备自动故障报警系统，以便实时维护。照明系统的设计原则是在保证隧道安全通性的前提下，达到节能环保的要求，最大程度上降低隧道能源消耗，减少隧道运行成本。在照明灯具的选择上我们一般选用配光性能良好的节能灯具，为隧道照明的安全、稳定运行和维护提供了一定的便捷性。例如，从经济和使用角度出发，我国常用的照明控制装置有：太阳能照明控制装置、智能照明控制装置、可控硅斩波型控制装置等。
2通风系统
隧道工程的通风系统设计主要考虑一下几个方面的因素,第一，隧道的通风风向确定。第二，根据隧道的长度和隧道最高交通流量确定隧道的通风量。第三，隧道设计中通风机的大小规模、数量的确定。第四，隧道双洞双向交通、单洞双向交通的情况下通风控制模式。第五，隧道中发生特殊情况时隧道的通风控制模式，如发生火灾时。隧道通风控制系统具体的运行中，由智能通风控制系统通过检测隧道一氧化碳、能见度、风速仪设备收集影响因素来控制通风机的工作，调节通风控制模式，实现了通风系统的自动控制，能标准为隧道提供相应的通风量，同时实现了节能环保的要求。
3交通控制系统
交通控制控=系统主要是由交通信号灯、车道指示器、可变限速标志、交通流量检测等各方面共同作用。主要是通过交通控制器来完成自动交通诱导和控制。如果在隧道内发生重大交通事故。通控制器就会自动完成车辆诱导和信号控制，以保证后来车辆能够安全疏导，同时以最快的速度控制现场，避免交通事故扩散。交通控制系统可根据事故的大小来判断是否转换运行模式，延长了隧道的使用时间和使用效率[1]。
4火灾检测和事故报警
地铁隧道内一旦发生火灾事故，会对整个隧道的行车安全造成严重威胁。火灾的发生会产生烟雾弥漫整个隧道，不单对隧道内的乘车人员造成生命危害，同时也对隧道内主体建筑造成一定损害。因此隧道火灾检测和报警对隧道工程的安全运行起至关重要的作用。我国目前隧道火灾探测仪使用的是差温式火灾探测和感温火灾探测，这两种探测系统都是根据探测点与周围温度差的变化来判断是否发生火灾，然后通风系统按照中心控制的指令进行排烟方案。在具体的实际检测中常常会发生监测点和事故实际发生点之间存在偏差的现象，无法正确快速确定事故点，使隧道内人员滞留时间过长，严重威胁了行车人员的生命安全。同时烟雾如果无法及时排除也会影响整个隧道的照明系统的运行，减低了照明可见度。当前国外研发生产了双长波探测器，较之温差类探测器其不易受生干扰、火灾探测精准[2]。如何提升火灾报警器的探测精准度是当前相关研究人员的重点研究对象。
5监控系统
一般隧道监控系统主要针对两个方面，隧道洞内监控和隧道洞外监控，洞外监控为全面监控，洞内监控是定点检测，洞外检测一般采用全天候摄像、电动云台进行监控，而洞内则采用定焦摄像机。如果隧道较长为保证监控画面能够清晰的传输到监控中心，我们一般使用光缆来传输信息，监控中心配备监视器、操作台等设备。为了保证监控信息的全面监控，洞内监控在安装摄像机时必须注意安装和选型时是够存在漏洞，前后两台摄像机必须能够同时看到一个点，避免出现盲区，监控摄像机则是选用清晰度较高的监控设备，保证监控画面的清晰。
6通信设备
隧道的通讯系统分为开放式通讯传输和同步数字传输两个种。地铁通信系统的设计是一项较为复杂的技术工程，因为地铁内钢架结构建筑较多，对电磁波有一定的干扰和阻拦，影响了正常通讯的信号强弱。所以地铁隧道通信系统的设计需要格外关注，在地铁站装有信号集成器，加强隧道内通信信号较弱的地方。因此我国的地铁隧道通信系统的铺设一般采用光缆或者是无线网络技术，为隧道安全运行和自动化管理提供了保障。
7中央控制系统
监控中心是整个隧道工程机电系统的设计核心。同时也是整个机电系统工程的核心监控系统。隧道机电系统是一个开发性的系统，需要不断根据各区域系统运行情况和外界环境变化来进行调整。监控中心汇集了各个系统传输过来的监控信息和指挥信号，我们可以通过人机对话实现人工控制和智能自动化控制结合的双重控制。整个操控系统就是借助智能计算机网络系统的应用，使中心监控系统对各分部系统进行控制与调整，达到各个分系统之间能够相互配合共同作用的效果，实现各系统之间相互联动、相互制约[3]。
8供电系统
隧道工程供电工程包含高压配电网、低压配电网、电力传输、远程电力监控系统。在控制中心有一台配电模拟显示屏，各区域配电情况会通过远程电力监控系统传输到配电模拟屏上，通过供电屏信息进行分析，可有效防御事故发生，做到提前避免和防护，同时实现整个机电系统的安全供电。
结语
地铁隧道工程机电系统设计较为复杂，专业，对工程设计者的专业性要求较高，设计者需要对计算机、电力系统、网络通信、电气、消防等方面的知识均有所涉猎，同时还要具备现代化设计理念、丰富的设计经验力求机电系统设计的安全性和稳定性。机电系统设计者还要具备一定的前瞻性，能够根据自身设计经验和敏锐的设计触觉提升地铁隧道工程的机电系统设计水平，延长隧道使用时间，提升整个地铁隧道运行和自动化管理水平，从而能够更好的服务于社会。
参考文献
[1]苏梁.对隧道机电设备控制技术的几点探讨[J].科技创新与应用,2016(20):255.
[2]林迟鸣,宋建波.有关隧道工程机电系统设计与分析[J].科技创新导报,2012(32):97.
[3]刘冬春.城市隧道机电设计分析[J].建材与装饰,2016(19):132-133.