关于开展智慧高速机电工程质量检测的几点想法

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随着十四五的到来,全国各个省市都在大力推进智慧高速的建设工作,已经发布交通“十四五”规划的省份中,山东、广东、江苏、浙江等省市新建智慧高速要达1000公里以上,河南、广西、江西、海南等8个省份出台了相应的规划纲要。为了避免建设盲目性和资源浪费,各地也配套出台了本省的智慧高速建设指南,探索从专业角度精准定义场景和要素。目前四川和重庆已经联合发布了全国首个智慧高速地方标准。云南、河北等地也在积极筹备。在一片蓝海的智慧高速建设大潮中,如何做好工程建设质量的管控,也摆在了建设单位面前。

一、智慧高速发展现状

根据各省发布的智慧高速建设指南中的内容,智慧高速主要利用先进的感知技术、传输技术、信息处理技术来搭建一个完整的闭环智慧控制系统,最终给管理者和使用者实现“协同、便捷、快速、绿色、安全”的目标。根据整体结构,智慧系统主要是由智能感知、智能管控、智能服务三个层次来组成。

在智能感知方面,基本都包含有公路主体及沿线设施感知系统(道路状态感知、桥梁状态感知、隧道状态感知和沿线设施状态感知)、交通运行状态感知系统(行人/非机动车过街感知、车辆运行感知、交通参数感知和交通事件感知)、公路路域环境感知系统(气象环境感知和工地环境感知)的内容。在智能管控方面,主要从智慧建设、智慧运营、智慧养护、智慧决策4个方面,以全生命周期的理念来应用先进的通信、信息、图像、计算机、人工智能等技术,综合提高道路建管养的科学性、准确性。智能服务方面,主要还是推动面向道路使用者的通行系统、诱导系统、收费系统、智慧服务区以及最终的自动驾驶服务。不同是每个省对已建成或拟建设的工程内容有所差异。

国内已经通车的智慧高速有浙江杭绍台高速绍兴段、湖南长常北线长益段、江苏五峰山长江大桥南北公路接线、山东京台高速泰安至枣庄段各自的侧重点就有所差异,杭绍台侧重打造了准全天候通行的能力,长常北线长益段则重点建设车路协同的部分,五峰山长江大桥南北公路接线对智慧服务区和自由流收费应用较好,京台高速泰安至枣庄段则是在智慧管控特别突出。

二、智慧高速交竣工验收的问题

在全国推行智慧高速建设的背景下,十四五期间还会有多条智慧高速公路将要开通,智慧高速的新建或改造涉及金额较多,在工程建设过程中一般单独列支,但是在工程交竣工验收阶段,按照目前交通运输部发布的《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》交公路发〔2010〕65号文中的要求,完全没有提到智慧高速各设施、各系统的相关内容,所以该部分的验收工作就存在困难。再加上智慧高速采用的设施设备、软件系统均在高速公路上应用较少,部分产品还缺少对应的产品标准,更加增加了工程质量验收的困难程度。

从智慧高速的主要设施设备来看,智慧高速的相关内容从属性上应归属于机电工程范畴,但是部分省份在项目交工阶段,抛开智慧高速相关内容,只对传统的机电工程履行交工验收程序。在其他一些省份,如江西、湖北等地,为了能够确保工程验收能够覆盖智慧高速的相关内容,一般要求召开检测方案的评审环节,重点对智慧高速的验收内容、验收方案进行专家论证,以专家论证后的检测方案为依据来推动智慧高速的交工验收。但是检测时间、检测环境和检测办法还是和工程实际应用有所差异,很难达到系统设计者的初衷。

三、采用建设过程中的质量管控手段

为了能够提高智慧高速的建设质量,充分考察考验高速公路智慧设施的应用效果和使用耐久性,可以参考以往机电工程过程质量控制检测的方式,从产品选型到系统搭建,再到功能实现,逐级对“智慧设备、智慧系统”进行全面的检测工作。

再复杂的系统也是由不同的产品有机构成,对于未经过型式检验的产品,应开展实验室检测,从电气性能、环境性能方面考察产品对外界环境的耐受能力。

——GB/T 2423.1-2008《电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温》

——GB/T 2423.2-2008《电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温》

——GB/T 2423.17-2008《电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ka:盐雾》

——GB 4208-2008《外壳防护等级(IP代码)》

——JTT 817-2011《公路机电系统设备通用技术要求及检测方法》

在智慧系统搭建过程中,做好安装调试环境的步骤验收程序,对于不满足设备安装使用的环境,应避免工作不认真或工期紧张导致的仓促部署的情况出现。目前国内各省市及交通行业对智慧高速的建设施工指导还没有对应的规范要求,所以在系统搭建过程中可以参考的技术标准推荐以下内容:

——JTG/T F72-2011《公路隧道交通工程与附属设施施工技术规范》

——DB61/T 1079-2017《高速公路隧道机电系统工程施工技术规范》

——DB61/T 993-2015《高速公路监控、收费、通信系统工程施工技术规范》

——DB14/T 719-2018《高速公路机电工程施工指南》

——DB34/T 2380-2015《高速公路施工标准化指南 机电工程》

系统搭建后,功能验证是重中之重,对于各种智慧系统,能否达到设计文件中的要求是建设的最终目的。按照智慧系统的划分,各种系统的构建复杂程度是不一样的,从基础的桥梁、隧道、道路环境的状态感知,到复杂的车路协同智慧驾驶,在功能验证上也需要细致的策划。

——山东省《智慧高速公路建设指南》

——宁夏回族自治区《宁夏公路网智能感知设施建设指南》

——北京市《智慧高速公路建设指南》

——江苏省《江苏省普通国省道智慧公路建设技术指南》

——各项目设计文件

四、推动大机电工程的概念

智慧高速的相关技术在发展的初期可能属于新兴的技术,在建设的过程中值得笔墨书写,但是随着时代进步和技术应用的铺开,今后高速公路在建设过程中一些智慧系统会成为标准配置,此时就没有必要将智慧系统特殊对待或作为一个专项工程来实施,完全可以把智慧系统作为传统机电工程的一部分,毕竟智慧系统基本都是依托于各类电气化的设备、传感器、交换机、服务器、管理软件来实现的。机电工程从最早简单的收费系统逐步发展成为监控、通信、收费、配电、照明、通风这6大部分,今后也必然会将智慧系统也囊括进去。所以在未来的发展过程中,目前的行业验收标准肯定是无法赶上日新月异的技术变革,针对这种情况,行业主管部门可以将机电工程的核心内容从各个系统中剥离出来,针对机电工程这个大范畴制定一个通用的验收章程。

机电工程从整体结构来说,可以简单分为电力供应、信息采集、数据传输、数据处理、信息提供5个部分,目前已知的机电工程的分类都能归纳到这5个部分中,所以主管部门可以从电气性能安全,信息采集准确、数据传输稳定、数据处理全面、信息提供及时这几个方面来推动机电工程通用验收规范的发布,为未来五至十年的智慧系统验收工作奠定基础。


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