高速公路機(jī)電工程的聯(lián)合設(shè)計優(yōu)化研究

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摘要：結(jié)合宣大高速公路機(jī)電工程聯(lián)合設(shè)計的具體情況進(jìn)行分析，基于此探討了當(dāng)前高速公路機(jī)電工程聯(lián)合設(shè)計形式以及存在的問題，最后總結(jié)出聯(lián)合設(shè)計的優(yōu)化策略，包括優(yōu)化監(jiān)控方案、優(yōu)化CCTV系統(tǒng)、細(xì)化施工圖等，供同行參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；機(jī)電工程；聯(lián)合設(shè)計；優(yōu)化策略

引言

當(dāng)前，我國交通設(shè)施不斷發(fā)展，對高速公路建設(shè)提出了更高的要求。機(jī)電工程作為公路高速公路建設(shè)過程中最為重要的一個組成部分，其技術(shù)發(fā)展將對延長高速公路的壽命帶來積極的影響。同時在高速公路建設(shè)中，機(jī)電工程是發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)現(xiàn)安全行駛的重要配套設(shè)施之一。高速公路機(jī)電工程從批復(fù)到施工會存在時間差，因此，一般會在完成路面工程以后進(jìn)行機(jī)電工程，并且機(jī)電工程中的許多產(chǎn)品都為高新技術(shù)產(chǎn)品，有著較快的更新?lián)Q代周期，可能某一產(chǎn)品在得到批復(fù)后就已經(jīng)出現(xiàn)了更加先進(jìn)的設(shè)備，需要在機(jī)電工程施工前進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計。

1工程概況

宣大高速公路位于河北省張家口市，全長127.023km，西起河北省陽原縣冀晉交界，連接山西京大高速公路，途徑陽原縣、宣化縣、宣化區(qū)，東至宣化與京張高速公路。宣大高速公路是河北省“三縱三橫”公路的重要組成部分，同時也是京津各地區(qū)通往西北各省市以及山西煤運(yùn)輸?shù)囊粋€重要通道。宣大高速是河北省第一條建成的山區(qū)重載高速公路，也是國家“九五”重點(diǎn)公路的項目之一。工程共分為三期建設(shè)，在2000年11月，宣大高速公路正式宣布整體竣工，并于2000年12月正式開始通車，全線進(jìn)入運(yùn)營管理。宣大高速公路全線為雙向四車道，山區(qū)設(shè)計行車速度為80km/h。宣大高速公路的建成通車，使得山西省的煤運(yùn)線路交通緊張狀況得到了有效緩解，同時還緩解了國道207、國道109干線公路長期以來的交通緊張情況，極大地帶動了沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)揮出積極的作用[1]。

2高速公路機(jī)電工程聯(lián)合設(shè)計中存在的問題

高速公路設(shè)計形式與機(jī)電工程之間存在一定的聯(lián)系，而基于現(xiàn)有發(fā)展程序的特殊性，需要滿足設(shè)計形式的要求，對各種設(shè)計形式進(jìn)行分析，使其可以符合后續(xù)設(shè)計體系的要求[2]。高速公路機(jī)電工程屬于交通工程的一部分，并且與安全設(shè)施、服務(wù)體系以及管理設(shè)施等存在著一定的聯(lián)系，基于已有管理程序的特殊性，在進(jìn)行整體設(shè)計過程中，需要及時分析設(shè)計形式，滿足機(jī)電設(shè)備技術(shù)發(fā)展的需求。除此之外，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備技術(shù)發(fā)展的速度非?？?，在整個控制階段，需要完善建設(shè)單位的控制形式，并及時分析設(shè)計要點(diǎn)和問題，不斷減少影響因素所產(chǎn)生的影響，最大程度發(fā)揮出已有設(shè)計體系的作用[3]。

3聯(lián)合設(shè)計工程中的優(yōu)化策略

3.1優(yōu)化監(jiān)控方案

當(dāng)前，許多高速公路會因?yàn)槁烦淘蚨O(shè)計多條隧道，并且由于隧道較為密集導(dǎo)致存在很大的安全隱患，因此需要優(yōu)化監(jiān)控設(shè)計方案。首先在兩個隧道的土建施工過程中預(yù)留出專門的開口，以此來控制交通運(yùn)行狀態(tài)，提高運(yùn)營的安全性。另外，還可以通過在公路隧道入口處增設(shè)交通信號，提高駕駛?cè)藛T的警惕性[4]?；诋?dāng)前我國對公路隧道設(shè)計的規(guī)范，高速公路的A/B級隧道適合使用控制法，所以需要專門對隧道的洞口內(nèi)外亮度值進(jìn)行設(shè)計，以更好地控制隧道內(nèi)的明亮度情況。除此之外，為提高車輛在該段路程行駛過程中的安全性，需要在洞外與洞口增加亮度檢測儀，最佳的檢測儀安裝數(shù)量為八個，能夠更為全面地掌握隧道內(nèi)的照明情況。同時可以使用型號為LU-201的隧道洞內(nèi)亮度檢測儀和型號為LU-100的隧道洞外亮度檢測儀。在設(shè)置、安裝檢測儀的過程中，需要對以下集中影響因素進(jìn)行充分考慮。首先是由于通風(fēng)氣流分布存在不均勻的情況，所以需通過獲取平均值的方式來降低濃度和氣流變化對采集結(jié)果的影響；其次是風(fēng)速會受到氣流的影響，所以要在隧道洞口安裝風(fēng)速檢測儀器。高速公路檢測設(shè)施的基本配備情況如表1所示。

3.2優(yōu)化CCTV系統(tǒng)

高速公路中的CCTV設(shè)計需要以施工圖紙和招標(biāo)圖紙為依據(jù)來開展優(yōu)化設(shè)計，主要操作過程可以分為以下幾個步驟：（1）根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計的工程量對視頻光端機(jī)、視頻分配器、攝像機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、攝像機(jī)編碼器的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計。通常1號通信站需要90臺lv光端機(jī)，2臺1v+1D光端機(jī)，4臺視頻分配器，7臺硬盤錄像機(jī)，5臺4v+1d光端機(jī)112編碼器，12臺現(xiàn)場設(shè)備控制柜，3臺圖像三層以太網(wǎng)交換機(jī)（16路）。2號通信站則一共需要101臺1v光端機(jī)，3臺1v+1D光端機(jī)，12臺4v+1D光端機(jī)，4臺視頻分配器，8臺硬盤錄像機(jī)，3臺圖像三層以太網(wǎng)交換機(jī)（16路），16臺現(xiàn)場設(shè)備控制柜，142編碼器。（2）因?yàn)楦咚俟沸枰O(shè)置通信站，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，為使設(shè)備之間的連接可以更為合理整齊，需要使用的視頻分配器、硬盤錄像機(jī)的線纜等都可以選擇使用SYV75-3，并且還需檢查線纜的工程量[5]。（3）經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，高速公路中通常只有兩個通信站需要應(yīng)用視頻編碼器、硬盤錄像機(jī)。但是因?yàn)?路KVM切換器主要作用是切換4臺盤錄像機(jī)，兩路碼控制合成器用于解決隧道口一體化球機(jī)遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場站控制的總線沖突問題，所以需要更換1套四路切換器，通信站規(guī)格調(diào)整為8路KVM切換器。

3.3細(xì)化施工圖

高速公路的機(jī)電工程招標(biāo)形式和圖紙類型對聯(lián)合設(shè)計具有很高的要求，而圖紙是聯(lián)合設(shè)計優(yōu)化的重要基礎(chǔ)之一，在后續(xù)的干預(yù)過程中又可以將其分為原理圖、示意圖等眾多的類型，不能將其充當(dāng)為指導(dǎo)施工形式，在后續(xù)的干預(yù)階段需要細(xì)化施工圖，基于此來滿足發(fā)展的需求。（1）前期準(zhǔn)備階段。因?yàn)槭┕D設(shè)計存在多樣性的特點(diǎn)，所以工作人員需要嚴(yán)格審核圖紙類型，滿足施工圖設(shè)計形式在整體方面的要求，并且在后續(xù)進(jìn)行干預(yù)的過程中，還需要及時分析規(guī)范形式和標(biāo)準(zhǔn)形式，通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來直接對圖紙進(jìn)行詳細(xì)審核。（2）勘查階段。在高速公路的具體設(shè)計過程中，對工作量進(jìn)行合理設(shè)置十分重要。為避免發(fā)生與實(shí)際情況脫離的現(xiàn)象，需要結(jié)合竣工文件類型要求，編制適當(dāng)且合理的工作量。在對主線進(jìn)行勘查的過程中，由于涉及到高速公路的路面特性、構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)等，勘察人員需要根據(jù)實(shí)際情況，及時對設(shè)計形式展開優(yōu)化，使其后續(xù)的設(shè)計能夠適應(yīng)路面[6]。（3）后續(xù)整理階段。后續(xù)的審核階段對機(jī)電工程的設(shè)計形式存在著指導(dǎo)性的意義，所以需要及時分析數(shù)據(jù)文件內(nèi)容，明確設(shè)計文件的類型，最大程度上保障圖紙的質(zhì)量。為避免低級錯誤的發(fā)生，工作人員需要及時審核內(nèi)部應(yīng)用形式，適應(yīng)干預(yù)機(jī)制的要求。

4結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)前交通設(shè)施已經(jīng)逐漸地趨于完善，高速公路自身所具備的高速和便利特性，在我國的交通中承擔(dān)著非常重要的作用。而機(jī)電工程中所包含的各種監(jiān)控設(shè)施、檢測器等對高速公路的運(yùn)行和安全具有十分重要的作用。本文以河北省宣大高速公路為例，對其機(jī)電工程聯(lián)合設(shè)計提出了優(yōu)化策略，重點(diǎn)對公路的監(jiān)控設(shè)備、CCTV等安裝設(shè)計提出優(yōu)化建議，供同類工程參考。

參考文獻(xiàn)：

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作者：郭雙雙 單位：河北省高速公路宣大管理處