高速公路机电工程联合设计方案优化

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［摘要］介绍了高速公路机电项目的概念，通过研究找出该项目在设计过程中隐藏的问题，并以天津市取消高速公路省界收费站为背景，就机电工程联合设计中监控系统的设计提出具体优化措施，最后总结机电工程联合设计的重要性及提高设计水平的有效对策，希望能够为类似的优化工程所参考。

［关键词］机电工程；联合设计；优化设计

1工程概况

本文选取天津市取消高速公路省界收费站项目作为具体研究对象，考虑到该项目对工期要求较高、勘查设计周期较短，加之技术因素的限制，部分项目只能选用较为原始勘测方式，这也导致项目单位在勘测过程中易出现疏漏，造成设计方案不完善，对后续施工将产生影响。由此可见，设计之后的服务工作也属于勘查设计的工作范畴，影响着项目单位后续施工的开展，且与项目质量、工程造价、投资利润等也密切相关。

2高速公路机电联合设计形式及存在的问题

2.1高速公路机电项目概述

高速公路机电项目工程包含在交通工程范畴之内。其由6大系统组成，包括通信、监控、收费、低压配电、照明及隧道机电系统。而在项目建设及后续使用过程中，前三者可同时开展，相互配合发展；供配电系统却须作为一个独立的系统，承担服务工作，服务所有其他系统，维系整体系统的工作。

2.2当前高速公路机电项目设计中存在的问题

高速公路机电项目是一类交通项目，是交通项目极为关键的组成部分之一，机电项目质量高低的影响因素较多，其中包含安全设备、管理设备等[1]。此外，机电项目质量好坏会影响着后续服务质量的好坏。所以，为使该项目技术水平达到设计标准，设计者须立足于设计形式展开深入研究。这主要是因为已有的管理程序具有其自身的特殊性。除此之外，机电设备技术要想得到提升也与项目单位控制形式密切相关，而要健全控制形式除了要找出设计方案中的问题所在，还需尽量将这些风险爆发时产生的危害控制到最低，从而最大限度地发挥出已有设计体系的作用[2]。对设计进行深化过程中，设计人员应对招标文件和相关合同进行仔细研究，确保对设计的深化过程是合乎规定的，并最终使深化结果与设计图的相关规定相符。

3高速公路机电工程联合设计方案的具体优化措施

3.1优化监控设计方案

在本段高速公路内有一段隧道占比较高的公路，隧道长度与总长度之比为6∶7。隧道以桥隧向量为主，因此呈现出分布密集的特征。若是隧道分布极为密集，那么施工也必然存在极大的安全风险。因此，优化提升监控设计方案非常必要。为更好地对交通运行状态进行控制，保证运营过程的安全性，施工人员应在实施隧道土建的过程中提前留出专门的开口部。除此之外，隧道入口处交通信号的增加也很有必要。以往的设计方案要求项目单位使用特定的洞外亮度检测仪完成亮度检测工作。该设备使用时应摆放在隧道口的位置。考虑到安全性能的保障，本设计决定基于原有基础上添加8个检测仪，便于施工人员更加清晰地看到隧道内状况。在原有的设计方案中，设计人员采用的亮度检测仪不利于后期的维护和修理，因此可更换为英国公司生产的产品，从而与风速风向检测器的供应保持一致。此时，项目所使用的洞内、洞外亮度检测仪型号是LU-201与LU-100。设置及安装检测器时，施工人员应充分考虑以下各项因素：（1）由于通风气流分布不均，采集结果容易受到浓度和气流的影响，需获取平均值；（2）对纵向通风情况进行采集时，采集点应远离风口，从而减少采集误差；（3）气流会对风速收据造成影响，从而影响检测结果，因此风速仪的设置很有必要。隧道1内风速风向检测器应该置于ZK9+232/K12+515的位置；而隧道2内除了需安设风速风向检测器，还需准备C0/VI设施，其位置应置于ZK12+835/K12+305。相关规定表明，当隧道为单向隧道且没有竖井时，施工人员应在隧道中部和隧道的出口位置分别安装一套风速风向仪。对风速风向仪的安装进行设计时，设计人员应根据相关标准对整个安装方案进行优化。（1）隧道1共长4.5km。设计人员在原先设计方案的基础上，另外配备了一套风速风向检测器和CO/VI。（2）隧道2共长3.3km。设计人员在原先设计方案的基础上，分别在隧道K13+310与ZK14+845桩号处增设了一套风速风向检测器和CO/VI。（3）隧道3共长2.6km。设计人员在原先设计方案的基础上，分别在隧道K18+465与ZK18+490桩号处增设了一套风速风向检测器和CO/VI。（4）隧道4共长6.87km。设计人员在原先设计方案的基础上，分别在隧道K30+725与K24+555桩号处增设了一套风速风向检测器和CO/VI。上述作业皆由土建单位提前做好相关的准备工作，以确保设备的顺利安装。综上所述，该项目在进行过程中共计要增设8套风速风向检测器与CO/VI设备。

3.2CCTV监控系统的优化设计方案

隧道CCTV（闭路电视监控系统）的优化设计应以之前的招标图纸和设计施工图为依据，具体的优化设计方案如下。（1）视频分配器、编码器及以太网交换机等机器的数量统计应根据实际工程量进行计算。所需机器的数目应结合实际勘测结果决定。（2）在该路段的施工中，SYV75-3既是视频分配器的线缆，也是硬盘录像机的线缆。在进行施工时，施工人员需尽可能把线缆工程量降低到最低标准。这既是根据该路段通信站数量较多的实际情况决定的，也是传统施工经验决定的。研究表明，采用SYV75-3作为线缆能大幅提高设备连接的合理性和整齐性。（3）经过调查可发现，施工对视频编码器和硬盘录像机的需求不高，需使用到它们的通信站仅有2个。在四路KVM切换器的作用下，4台硬盘录像机能够较好地完成切换。同时2个路码控制合成器又可灵活高效解决施工现场出现的控制总线冲突故障及隧道口一体化机远程控制故障。因此，施工人员应适当调整四路切换器的规格，并使用KVM切换器对其进行替换。

4高速公路机电工程联合设计的重要性

相较于其他建筑系统，机电工程覆盖领域比较窄，缺乏很好的替代性与互补性，所以项目单位应重视联合设计工作[3]。在联合设计的作用下，机电工程和其他系统之间相互弥补，相互促进，共同解决了原有系统中存在的问题和不足。同时，设计是否科学规范也可借助联合设计进行检测。此外在施工开展过程中，该技术还可精准计算出设备参数，减小误差，尽可能避免出现因计算失误造成损失的问题，以保证最终施工质量达到设计标准。总之，联合设计对整个机电工程有着重要意义，其能够协调业主和监管单位之间的关系，方便对施工过程的管理，使工程施工能有序进行。项目变更与联合设计有密切联系。联合设计过程中，项目变更也因此受到了巨大的影响。与很多高速公路建设工程类似，机电项目造价工作同样受到政府的严格监管。因此，项目变更需经过更加严格的审查。项目变更审查是一个漫长的过程，经过长时间的审查后，项目往往就失去了自身的价值，从而成为亏本项目。因此，为避免这一问题的发生，最根本的是需控制项目变更，即尽可能不发生变更，这也就要求设计方案具备强可行性。通过联合设计，能够更好地展现系统运营的重要性。项目施工结束后，由施工单位严格审查所有建设内容，排查是否存在错误。一旦出现失误，整个高速公路的运营都会受到影响。

5提高设计水平的几点对策

5.1严格勘察，解决设计缺陷

（1）详细查阅合同文件等各类与工程有关的资料，实现对工程内容的全方位掌握，具体包含工程施工范围、工期安排等方面。（2）积极与建设单位取得联系，收集施工现场的信息，编制科学的勘察计划。（3）工程勘察计划应具有可行性，避免遗漏现象。编制工作不可独立完成，需得到建设单位的配合，以保证勘察计划各处细节都能得到合理的优化。（4）若实际情况与设计内容不符，则要及时联系建设单位，就具体问题展开分析，经商讨后提出可行的处理方法。双方应达成共识，创建个别事项备忘录，以便记录各项重要的事宜。若工程建设条件缺乏适应性（与实际情况不符），此时应及时告知建设单位，以便根据实际情况积极整改。若存在暂时无法确定的事项，应准确注明原因，经过多方面的分析后得出勘察结论。

5.2提高设计精度，减小设计误差

内业设计前应做好准备工作，即审查外业勘察资料，分析其是否与设计要求相符，若存在差别要及时补充勘察。设计工作应根据各标段的实际情况形成针对性的方案，兼顾主线构造物、场区平面图、管道埋设图等多个方面的内容。设计工作应具有系统性，在行业持续发展之下，应杜绝闭门造车的方式，需紧密结合实际，并从业内积极吸取设计经验和方法，以便提高设计方案的可行性。各专业组应紧密配合，从根本上避免重复设计的问题，从而提高设计效率。

5.3加强过程管控，强化质量意识

设计院是设计工作的重要参与主体，以何种方式将质量保证体系落实到位是尤为关键的问题。首先，需加大规范管理力度，运行“两校三审”制度，最大限度减少非技术性错误；并做好“三环节控制”的相关工作，提高事先指导的可行性，加强中间检查，以免在成果评审过程中发现问题。其次，各专业组紧密配合，强化技术接口管理，需将资料互提确认制度落实到位，使各项工作有效衔接，提高设计的效率性与准确性。最后，设计人员的综合素质应得到持续性的提升，需做好培训工作，在提高员工专业水平的同时应注重职业素养的强化，在设计团队内部营造积极向上、勇于攻坚、实事求是的工作氛围。

5.4注重人才管理，提高综合水平

在交通工程如火如荼推进的背景下，设计院人员紧缺问题愈发明显，且个别在岗人员的综合水平偏低，导致设计工作难以根据计划落实到位。对此，应从外界积极引入人才，并创建一套适用于人才的培训机制，使其能实现自我的提升，从而有效留住人才。对于经验不足、技术水平偏低的设计人员，应给予足够的包容，通过丰富的渠道促使其提升自身的综合水平。对于现场反馈的设计缺陷，技术人员应及时探讨，明确其中的原因并提出改进方案，从中总结经验，避免后续设计中出现类似的问题。

6结束语

机电工程项目是一个复杂的过程，其所包含的各项检测器及监控设施能在一定程度上决定高速公路的运行是否安全。可见，机电项目工程质量高低与公路经济效益、行车安全都密切相关。因此，为确保设计形式与后续的设计体系相符，设计人员不仅要充分了解工程设计要求，还要对各个控制形式进行深入的研究，基于联合设计的形式，能够有效弥补原有设计方案的不足之处，优化设计方案，提升高速公路的安全性能。

参考文献

[1]喻全红.高速公路机电工程质量控制要点[J].中国交通信息化，2016（9）：33–39.

[2]薛保勇，马晓宇，宋润平.高速公路机电工程设计与管理中几个问题的讨论[J].公路交通科技（应用技术版），2014（11）：163–164.

[3]廖庆华.高速公路机电工程联合设计分析[J].中国交通信息化，2012（11）：34–35.

作者：杨瑞琦 单位：中咨泰克交通工程集团有限公司