高速公路機電工程聯(lián)合設計方案優(yōu)化

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［摘要］介紹了高速公路機電項目的概念，通過研究找出該項目在設計過程中隱藏的問題，并以天津市取消高速公路省界收費站為背景，就機電工程聯(lián)合設計中監(jiān)控系統(tǒng)的設計提出具體優(yōu)化措施，最后總結機電工程聯(lián)合設計的重要性及提高設計水平的有效對策，希望能夠為類似的優(yōu)化工程所參考。

［關鍵詞］機電工程；聯(lián)合設計；優(yōu)化設計

1工程概況

本文選取天津市取消高速公路省界收費站項目作為具體研究對象，考慮到該項目對工期要求較高、勘查設計周期較短，加之技術因素的限制，部分項目只能選用較為原始勘測方式，這也導致項目單位在勘測過程中易出現(xiàn)疏漏，造成設計方案不完善，對后續(xù)施工將產(chǎn)生影響。由此可見，設計之后的服務工作也屬于勘查設計的工作范疇，影響著項目單位后續(xù)施工的開展，且與項目質(zhì)量、工程造價、投資利潤等也密切相關。

2高速公路機電聯(lián)合設計形式及存在的問題

2.1高速公路機電項目概述

高速公路機電項目工程包含在交通工程范疇之內(nèi)。其由6大系統(tǒng)組成，包括通信、監(jiān)控、收費、低壓配電、照明及隧道機電系統(tǒng)。而在項目建設及后續(xù)使用過程中，前三者可同時開展，相互配合發(fā)展；供配電系統(tǒng)卻須作為一個獨立的系統(tǒng)，承擔服務工作，服務所有其他系統(tǒng)，維系整體系統(tǒng)的工作。

2.2當前高速公路機電項目設計中存在的問題

高速公路機電項目是一類交通項目，是交通項目極為關鍵的組成部分之一，機電項目質(zhì)量高低的影響因素較多，其中包含安全設備、管理設備等[1]。此外，機電項目質(zhì)量好壞會影響著后續(xù)服務質(zhì)量的好壞。所以，為使該項目技術水平達到設計標準，設計者須立足于設計形式展開深入研究。這主要是因為已有的管理程序具有其自身的特殊性。除此之外，機電設備技術要想得到提升也與項目單位控制形式密切相關，而要健全控制形式除了要找出設計方案中的問題所在，還需盡量將這些風險爆發(fā)時產(chǎn)生的危害控制到最低，從而最大限度地發(fā)揮出已有設計體系的作用[2]。對設計進行深化過程中，設計人員應對招標文件和相關合同進行仔細研究，確保對設計的深化過程是合乎規(guī)定的，并最終使深化結果與設計圖的相關規(guī)定相符。

3高速公路機電工程聯(lián)合設計方案的具體優(yōu)化措施

3.1優(yōu)化監(jiān)控設計方案

在本段高速公路內(nèi)有一段隧道占比較高的公路，隧道長度與總長度之比為6∶7。隧道以橋隧向量為主，因此呈現(xiàn)出分布密集的特征。若是隧道分布極為密集，那么施工也必然存在極大的安全風險。因此，優(yōu)化提升監(jiān)控設計方案非常必要。為更好地對交通運行狀態(tài)進行控制，保證運營過程的安全性，施工人員應在實施隧道土建的過程中提前留出專門的開口部。除此之外，隧道入口處交通信號的增加也很有必要。以往的設計方案要求項目單位使用特定的洞外亮度檢測儀完成亮度檢測工作。該設備使用時應擺放在隧道口的位置?？紤]到安全性能的保障，本設計決定基于原有基礎上添加8個檢測儀，便于施工人員更加清晰地看到隧道內(nèi)狀況。在原有的設計方案中，設計人員采用的亮度檢測儀不利于后期的維護和修理，因此可更換為英國公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，從而與風速風向檢測器的供應保持一致。此時，項目所使用的洞內(nèi)、洞外亮度檢測儀型號是LU-201與LU-100。設置及安裝檢測器時，施工人員應充分考慮以下各項因素：（1）由于通風氣流分布不均，采集結果容易受到濃度和氣流的影響，需獲取平均值；（2）對縱向通風情況進行采集時，采集點應遠離風口，從而減少采集誤差；（3）氣流會對風速收據(jù)造成影響，從而影響檢測結果，因此風速儀的設置很有必要。隧道1內(nèi)風速風向檢測器應該置于ZK9+232/K12+515的位置；而隧道2內(nèi)除了需安設風速風向檢測器，還需準備C0/VI設施，其位置應置于ZK12+835/K12+305。相關規(guī)定表明，當隧道為單向隧道且沒有豎井時，施工人員應在隧道中部和隧道的出口位置分別安裝一套風速風向儀。對風速風向儀的安裝進行設計時，設計人員應根據(jù)相關標準對整個安裝方案進行優(yōu)化。（1）隧道1共長4.5km。設計人員在原先設計方案的基礎上，另外配備了一套風速風向檢測器和CO/VI。（2）隧道2共長3.3km。設計人員在原先設計方案的基礎上，分別在隧道K13+310與ZK14+845樁號處增設了一套風速風向檢測器和CO/VI。（3）隧道3共長2.6km。設計人員在原先設計方案的基礎上，分別在隧道K18+465與ZK18+490樁號處增設了一套風速風向檢測器和CO/VI。（4）隧道4共長6.87km。設計人員在原先設計方案的基礎上，分別在隧道K30+725與K24+555樁號處增設了一套風速風向檢測器和CO/VI。上述作業(yè)皆由土建單位提前做好相關的準備工作，以確保設備的順利安裝。綜上所述，該項目在進行過程中共計要增設8套風速風向檢測器與CO/VI設備。

3.2CCTV監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化設計方案

隧道CCTV（閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)）的優(yōu)化設計應以之前的招標圖紙和設計施工圖為依據(jù)，具體的優(yōu)化設計方案如下。（1）視頻分配器、編碼器及以太網(wǎng)交換機等機器的數(shù)量統(tǒng)計應根據(jù)實際工程量進行計算。所需機器的數(shù)目應結合實際勘測結果決定。（2）在該路段的施工中，SYV75-3既是視頻分配器的線纜，也是硬盤錄像機的線纜。在進行施工時，施工人員需盡可能把線纜工程量降低到最低標準。這既是根據(jù)該路段通信站數(shù)量較多的實際情況決定的，也是傳統(tǒng)施工經(jīng)驗決定的。研究表明，采用SYV75-3作為線纜能大幅提高設備連接的合理性和整齊性。（3）經(jīng)過調(diào)查可發(fā)現(xiàn)，施工對視頻編碼器和硬盤錄像機的需求不高，需使用到它們的通信站僅有2個。在四路KVM切換器的作用下，4臺硬盤錄像機能夠較好地完成切換。同時2個路碼控制合成器又可靈活高效解決施工現(xiàn)場出現(xiàn)的控制總線沖突故障及隧道口一體化機遠程控制故障。因此，施工人員應適當調(diào)整四路切換器的規(guī)格，并使用KVM切換器對其進行替換。

4高速公路機電工程聯(lián)合設計的重要性

相較于其他建筑系統(tǒng)，機電工程覆蓋領域比較窄，缺乏很好的替代性與互補性，所以項目單位應重視聯(lián)合設計工作[3]。在聯(lián)合設計的作用下，機電工程和其他系統(tǒng)之間相互彌補，相互促進，共同解決了原有系統(tǒng)中存在的問題和不足。同時，設計是否科學規(guī)范也可借助聯(lián)合設計進行檢測。此外在施工開展過程中，該技術還可精準計算出設備參數(shù)，減小誤差，盡可能避免出現(xiàn)因計算失誤造成損失的問題，以保證最終施工質(zhì)量達到設計標準?？傊?，聯(lián)合設計對整個機電工程有著重要意義，其能夠協(xié)調(diào)業(yè)主和監(jiān)管單位之間的關系，方便對施工過程的管理，使工程施工能有序進行。項目變更與聯(lián)合設計有密切聯(lián)系。聯(lián)合設計過程中，項目變更也因此受到了巨大的影響。與很多高速公路建設工程類似，機電項目造價工作同樣受到政府的嚴格監(jiān)管。因此，項目變更需經(jīng)過更加嚴格的審查。項目變更審查是一個漫長的過程，經(jīng)過長時間的審查后，項目往往就失去了自身的價值，從而成為虧本項目。因此，為避免這一問題的發(fā)生，最根本的是需控制項目變更，即盡可能不發(fā)生變更，這也就要求設計方案具備強可行性。通過聯(lián)合設計，能夠更好地展現(xiàn)系統(tǒng)運營的重要性。項目施工結束后，由施工單位嚴格審查所有建設內(nèi)容，排查是否存在錯誤。一旦出現(xiàn)失誤，整個高速公路的運營都會受到影響。

5提高設計水平的幾點對策

5.1嚴格勘察，解決設計缺陷

（1）詳細查閱合同文件等各類與工程有關的資料，實現(xiàn)對工程內(nèi)容的全方位掌握，具體包含工程施工范圍、工期安排等方面。（2）積極與建設單位取得聯(lián)系，收集施工現(xiàn)場的信息，編制科學的勘察計劃。（3）工程勘察計劃應具有可行性，避免遺漏現(xiàn)象。編制工作不可獨立完成，需得到建設單位的配合，以保證勘察計劃各處細節(jié)都能得到合理的優(yōu)化。（4）若實際情況與設計內(nèi)容不符，則要及時聯(lián)系建設單位，就具體問題展開分析，經(jīng)商討后提出可行的處理方法。雙方應達成共識，創(chuàng)建個別事項備忘錄，以便記錄各項重要的事宜。若工程建設條件缺乏適應性（與實際情況不符），此時應及時告知建設單位，以便根據(jù)實際情況積極整改。若存在暫時無法確定的事項，應準確注明原因，經(jīng)過多方面的分析后得出勘察結論。

5.2提高設計精度，減小設計誤差

內(nèi)業(yè)設計前應做好準備工作，即審查外業(yè)勘察資料，分析其是否與設計要求相符，若存在差別要及時補充勘察。設計工作應根據(jù)各標段的實際情況形成針對性的方案，兼顧主線構造物、場區(qū)平面圖、管道埋設圖等多個方面的內(nèi)容。設計工作應具有系統(tǒng)性，在行業(yè)持續(xù)發(fā)展之下，應杜絕閉門造車的方式，需緊密結合實際，并從業(yè)內(nèi)積極吸取設計經(jīng)驗和方法，以便提高設計方案的可行性。各專業(yè)組應緊密配合，從根本上避免重復設計的問題，從而提高設計效率。

5.3加強過程管控，強化質(zhì)量意識

設計院是設計工作的重要參與主體，以何種方式將質(zhì)量保證體系落實到位是尤為關鍵的問題。首先，需加大規(guī)范管理力度，運行“兩校三審”制度，最大限度減少非技術性錯誤；并做好“三環(huán)節(jié)控制”的相關工作，提高事先指導的可行性，加強中間檢查，以免在成果評審過程中發(fā)現(xiàn)問題。其次，各專業(yè)組緊密配合，強化技術接口管理，需將資料互提確認制度落實到位，使各項工作有效銜接，提高設計的效率性與準確性。最后，設計人員的綜合素質(zhì)應得到持續(xù)性的提升，需做好培訓工作，在提高員工專業(yè)水平的同時應注重職業(yè)素養(yǎng)的強化，在設計團隊內(nèi)部營造積極向上、勇于攻堅、實事求是的工作氛圍。

5.4注重人才管理，提高綜合水平

在交通工程如火如荼推進的背景下，設計院人員緊缺問題愈發(fā)明顯，且個別在崗人員的綜合水平偏低，導致設計工作難以根據(jù)計劃落實到位。對此，應從外界積極引入人才，并創(chuàng)建一套適用于人才的培訓機制，使其能實現(xiàn)自我的提升，從而有效留住人才。對于經(jīng)驗不足、技術水平偏低的設計人員，應給予足夠的包容，通過豐富的渠道促使其提升自身的綜合水平。對于現(xiàn)場反饋的設計缺陷，技術人員應及時探討，明確其中的原因并提出改進方案，從中總結經(jīng)驗，避免后續(xù)設計中出現(xiàn)類似的問題。

6結束語

機電工程項目是一個復雜的過程，其所包含的各項檢測器及監(jiān)控設施能在一定程度上決定高速公路的運行是否安全?？梢姡瑱C電項目工程質(zhì)量高低與公路經(jīng)濟效益、行車安全都密切相關。因此，為確保設計形式與后續(xù)的設計體系相符，設計人員不僅要充分了解工程設計要求，還要對各個控制形式進行深入的研究，基于聯(lián)合設計的形式，能夠有效彌補原有設計方案的不足之處，優(yōu)化設計方案，提升高速公路的安全性能。

參考文獻

[1]喻全紅.高速公路機電工程質(zhì)量控制要點[J].中國交通信息化，2016（9）：33–39.

[2]薛保勇，馬曉宇，宋潤平.高速公路機電工程設計與管理中幾個問題的討論[J].公路交通科技（應用技術版），2014（11）：163–164.

[3]廖慶華.高速公路機電工程聯(lián)合設計分析[J].中國交通信息化，2012（11）：34–35.

作者：楊瑞琦 單位：中咨泰克交通工程集團有限公司