隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，供交通立体化、穿山越岭、地下通道、越江、过海、管道运输、电缆地下化、水利工程等使用。隧道不一定全是地下通道，仅位于地面下称作地下隧道，在台湾有时以地下道称之。
隧道大部分的功能，为提供行人、脚踏车（自行车）、一般道路交通、机动车、铁路交通、或运河使用，而部份隧道只运送水、石油或其他特定服务，包括军事及商业物流等。
按照功能划分如下：
● 公路隧道
● 铁路隧道
● 人行隧道
● 输水隧道
● 排水隧道（下水道为其一种）
● 电缆隧道
依隧道所在位置划分如下：
● 运河隧道
● 山岭隧道
● 城市地下隧道
● 水底隧道
● 海底隧道
● 过江隧道
经过近十年的高速发展，目前中国已经成为全球发展最快的隧道与地下工程建设市场，据不完全统计，截止到2010年底，我国建成的铁路隧道总长度已经超过7000公里，公路隧道总里程数超过3000公里，而目前，全国有轨道交通规划线路总长超过4000公里，其中需要建设隧道的线路占了相当大的比例，另外，包括西部大开发的铁路、公路隧道，地铁、地下公用设施、顶管机械及其它西气东输、水电站工程等，一年也有450公里的隧道建设量。我国到2020年前规划建设5000座隧道，长度超过9000公里。
隧道的建筑结构不在本文撰述范围内，而仅从运行系统和安全设备的需求出发，并结合各国的相关标准，整理出相应的布线要求和产品选型。
1隧道应用系统总览
隧道中常见的应用系统包括电源、照明、通风、标示、监控、通信和控制、布线和辅助系统。这些系统无论多么复杂，在本人理解里，最终为两个目的：
● 正常情况下的交通安全
● 紧急情况下的乘客安全
下图用三维效果图展示了各种系统在隧道内的分布情况：
2各国相关标准的相关内容
1.1.国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006 11
11.3.3 城市公共轨道交通站
8.公务及专用电话系统（包括轨旁电话）应符合以下要求：
4）隧道区间及道岔区段的有关作业人员应能通过轨旁电话与相邻站车站值班员通话，并可采用切换方式与公务电话用户通信。
1.2.国外标准汇总
公路隧道规则
国际
● PIARC世界公路协会（推荐）
PIARC (World Road Association) recommendations
欧盟
● 欧洲议会和理事会指令2004/54/EC，泛欧道路网络中隧道的最低安全要求
Directive 2004/54/EC of the European Parliament and of the Council of 29 April 2004 on minimum safety requirements for tunnels in the Trans-European Road Network
● 委员会决定2008/163/EC，关于“铁路隧道的安全”跨欧洲常规和高速铁路系统的互操作性的技术规范
Decision 2008/163/EC of 20 December 2007 concerning the technical specification of interoperability relating to “safety in railway tunnels” in the trans-European conventional and high speed rail system
瑞士
● SIA 197/1-2003 隧道工程规划—铁路隧道
SIA 197/1-2003 Projektierung Tunnel –Bahntunnel
● SIA 197/2-2003 隧道工程规划—公路隧道
SIA 197/2-2003 Projektierung Tunnel --Strassentunnel
● ASTRA 指引—公路隧道
ASTRA guidelines --road tunnels
● ASTRA 规划手册—公路隧道
ASTRA planning handbook--road tunnels
● 交通指引联邦办公室
Guideline Bundesamt für Verkehr BAV --railway tunnels
德国
● 公路隧道内部设施及运营标准2006—公路隧道
RABT 2006 (road tunnels)
● 联邦铁路局指引—铁路隧道
Guideline Eisenbahn-Bundesamt EBA (railway tunnels)
奥地利
● RVS 项目指引—公路隧道
RVS project guidelines (road tunnels)
● ASFiNAG规划手册—公路隧道
ASFiNAG planning handbook (road tunnels)
备注：ASFiNAG ：Autobahnen- und Schnellstraβen-Finanzierungs-Aktiengesellschaft
高速公路和高速公路融资公司
3电源系统
3.1电源系统概览
● 控制系统
● 中压(1 kV to 20 kV)
● 低压
● 应急电源
对UPS 的要求
● 在紧急情况下，为安全设备供电1个小时
● 每个控制系统1套UPS系统
● 电源系统的缆线敷设需采用独立的管路
● UPS 常规400/230VAC
3.2对布线的需求
4照明
4.1照明子系统分类
● 传感器
● 隧道照明
● 感控照明
● 火灾应急照明
● 光引导系统
● 逃离通道照明
● 公路照明
● 布线
下图中涵盖了上述各个系统的示意：
4.2与安全相关的照明系统
为了清晰阐述各子系统在隧道内的分布情况，将各子系统分解示意如下：
常规照明
火灾应急照明
光引导系统
紧急逃离通道照明
传感器
感控照明
隧道照明
公路照明
4.3对布线的需求
上述系统对布线的需求总结如下：
● 低烟无卤类型线缆，并要求具有阻燃性、无腐蚀性气体释放。
● 标准线缆，具有线路完整性，等级FE05
● 安全缆线，线路完整性等级FE180（适用于安全相关的系统组件和应急电源的连接件）
● 隧道外电缆需具备防啮齿动物功能（隧道入口）
● 从控制中心到照明系统的主干布线布线通过管道敷设。
● 隧道顶的线缆路线仅仅用于电灯的小电缆敷设。
● 各子系统必须敷设进独立的管道并分为几个部分。
● 电源需求是： 230/400 VAC / 50 Hz的常规供电和应急电源
根据上述分析，产品对各子系统的产品选型总结如下：
5通风系统
5.1通风系统简介
5.1.1通风系统的目的
● 控制操作
● 要提供足够的新型空气
● 要保证足够的能见度
● 防止不必要的污染
● 事故
● 为确保隧道使用者自救，要减少公路和逃跑通道上的烟雾和热量
● 为施救工作人员保持无热量和烟雾的可用通道
● 火灾后，将烟雾从隧道内抽走
● 确保远离具有挥发性的有毒气体
5.1.2通风系统分类
● 自然通风系统
● 交通压力效应（活塞效应）
● 温度差异的压力效应
● 出入口之间的气象压力差
● 在事故中无抽风的机械通风系统
综合的通风系统
5.2通风系统中的主要部件
● 排烟风机（轴流风机）
● 温度稳定性: 250°C/120 min. 或者 400°C/120 min.
● 两套独立网络控制
● 防火阀
● 温度稳定性: 250°C/120 min.
● 喷气风扇
● 温度稳定性: 250°C/120 min.
● 两套独立网络控制
● 探测和检测设备
● 可见度检测
● 一氧化碳检测
● 气流检测
● 温度检测
● 火灾报警系统
各组件在隧道内的分布参考下图：
5.3布线产品选型
6标识
6.1标识子系统
● 信号控制系统
● 本地控制
● 静态标识
● 闪光、光
● 照明车道信号
● 交替标志/ LED 标志
● 交替标志/棱镜标志
● 替代路线指引
● 信息实时发布
● 流量计数器
● 地板照明
● 中心保留过路控制系统
其中本地控制解决方案的现场图如下：
6.2标识系统的设计需求
首先，线缆设计需满足：
直接控制信号，传输距离不超过250m。
总线系统信号，传输距离不超过500m。
其次，在隧道内可变通的安装方式：
● 本地控制仅适用于控制中心
● 本地控制分布于控制中心和交叉连接之间
● 以下情况也同样适用
● 本地控制系统的连接和应急电源系统的标志
● 本地控制系统的独立管道结构，包括电力和光纤接入
● 本地控制系统位于控制中心时，可能的情况下请注意：最大的标志长度
6.3布线产品选型
7监控系统
7.1监控子系统
● 隧道火灾报警系统
● 交通电视系统
● 黑冰预警系统
● 落石、雪崩警告和气象系统
● 高度和超重测量系统
● 下图是各监控子系统在隧道内的分布情况：
7.2隧道火灾报警系统的目的
自动化的火灾探测系统被安装在整个隧道内，包括安全设备和特殊事件时的通风系统。其目的整理如下：
● 快速检测火势或烟密度增加情况
● 基于事故运行的隧道通风系统的报警和初始化
● 在隧道恢复时段，通报紧急服务，通过公路上的标识警告隧道使用者，基于事件的交通管理
7.3设计等级
● 0级:探测器
● 火灾探测（火灾报警线缆）线性热探测器
● 烟雾探测（烟雾探测器）:光学烟雾探测器
● 1级:本地控制
● 所有探测信息的显示
● 通报检测到的火灾或烟雾信号给主机控制系统和通风系统
● 监测火灾自动报警系统的所有连接组件
● 所有传感数据归档
● 2级: 系统控制
● 显示所有火灾报警系统的信息
● 与主机控制系统通信
● 所有相关信息的数据归档
7.4原理方案
下图中展示了火灾报警系统的工作原理：
7.5布线产品选型
8交通电视系统
8.1交通电视系统简介
8.1.1主要任务
● 便于视觉评估交通情况
● 交通事件检测
● 事件归档
● 交通监控
● 交通信息
8.1.2需求
● 隧道内的视频监控必须无死角
● 通过图像进行事件分析时必须保证无死角。图像必须被传送到控制点。
8.1.3子系统
● 摄像机和视频分发
● 图像存储
● 事件检测（图像分析）
● 编码器和解码器
● 显示器和大屏幕显示
● 视频管理系统（VMS）
8.1.4设计等级
● 0级: 区域级别
● 在隧道区固定摄像机
● 在露天固定摄像机
● 1级: 本地控制
● 不需要本地控制系统
● 2级: 系统控制
● 接口为主控制级
● 接口从外视频源（区域级别）
● 4级:操作控制
● 控制水平接口
● 从视频源的视频接收器接口
8.1.5原理方案
下图展示了交通电视系统在实际隧道工程的结构：
上述系统的各种组成部分归纳为如下系统拓扑结构：
8.1.6 布线产品选型
9广播系统
9.1基本原理
● 操作模式
● 单工（半双工）
● 半双工
● 全双工
● 模拟广播/无线电系统
● 模拟无线电服务，如模拟移动警察、消防队、救护车服务和维护
● 调频收音机
● 数字广播系统
● 数字广播服务，如对警察的移动数字无线广播服务
● 集群无线电服务s (TETRAPOL or TETRA)
● 寻呼服务
● 移动电话系统(GSM, DCS 和 UMTS)
● DAB (数据音频广播)
9.2隧道广播系统的组成
● 运营中心
● 基站
● 外接天线
● 总站
● 馈线
● 隧道基站
● 传输线路
● 接收器/发射器
● 入口天线
各组成部分在隧道中的位置参见如下示意图：
9.3布线产品选型
10通信/控制系统
10.1通信控制系统中的术语和任务
● 路段
国家公路网络的一部分，其运行和维护是被检测和控制的，手段是通过独立的运行控制电脑。
● 区段
国家公路行进路线上，各路段，在功能上形成了自成体系的运行和安全设备单位。
● 区段的一部分
国家公路路段的一部分，根据某种功能或技术目的而划分的。
● 物业
具有运行和安全设备的建筑物，如隧道管理和控制中心。
● 区域级别
这种级别通过传输器检测物理量，执行机构实施控制水平的的控制命令。
● 智能系统
运行和安全设备的一部分，如电源系统，照明系统，通风系统和标识系统。
● 子系统
智能系统的某一部分，如火灾应急照明是照明系统的一部分。
● 通信级别
这种级别发生在主从级别之间。在功能上，各部门之间的通信与国家公路网段之间的通信是不同的。
● 控制级别
这种级别是各系统单元的控制，调节和监控。各地的系统控制器可以点对点连接，也可以通过网络系统。
● 系统控制
在一个路段内控制、调节和监控各区段的各系统的执行器和传感器，要么直接根据本地命令通过本地控制器，要么通过区段计算机。
● 本地控制
这是在一个子区段内控制、调节和监控各系统以及各子系统的执行器和传感器，根据本地控制器手动命令。
● 操作控制级别（主控制级别）
这种级别是通过运行控制计算机实现对该路段所有系统的监控和运行，既可以针对警察提供的事件，也可以针对特殊的业务问题。
● 操作控制计算机（主控制系统/信息和指挥系统）
这使得通过公安机关监察、特殊运行事件和维护服务确保控制和监控某路段的所有系统。
● 过程控制（区段级别）
在这个级别，某路段的系统控制器和主机控制器都是通过该路段计算机进行监控和控制。该计算机通过通信网络与系统控制器连接。
● 区电脑/节点计算机/计算机/主站头：
这是用于控制和监视系统控制器和执行整体控制（隧道反射）内一节，无论是根据上一节电脑或操作控制计算机执行，或根据预定义的场景存储的部分计算机（隧道反射）上手动命令。
10.2各子系统通信拓扑
11计算机网络系统
11.1通信需求
● 数据通信
● 某级别内部或上下级之间
● 语音传输
● 应急电话
● 运营电话
● 手机
● 无线电
● 图像传输
● 交通电视/视频归档
11.2需求
● 高可靠性
● 网络结构设计必须是一个闭合的环路
● 所有的接入交换机都必须有冗余路由设计
11.3网络架构和拓扑
传输技术
● 必须采用有线传输确保高可靠性，在任何情况下都禁止采用无线。
● 各种网络级别都必须采用以太网技术，传输速率满足 10 Gbit / s，以满足:
● 用户连接 10/100/1000 Mbps
● 摄像机内的图像被直接加密通过IP传输。
● 语音通信系统内各种语音信号被直接加密通过IP传输
● 与现有的ATM网络，它可以检查是否有任何的扩展，可以通过千兆节点实现
11.4布线产品选型
12综合布线系统
12.1组成部分
12.2设计
隧道的综合布线系统设计原理仍然采用ISO11801或者EN50173结构化布线：
● 计算机网络系统的布线必须通过综合布线系统完成，从通信插座到机柜配线架，再到系统控制中心都必须符合相应综合布线系统标准。
● 接地系统,EMC设计，照明保护
● 应急电话系统
应急电话系统使用一根集束铜缆(比如. 40x4x1.0 mm)将机动车道旁的所有应急电话都连通至控制中心。其他的需要铜缆链接的设备，如连接至配线点或管理中心，同样适用应急电话主干线缆。应急电话主干线缆正越来越多地被光纤取代。
12.3布线产品选型
13辅助系统
为满足隧道的正常运行，还需有部分子系统的支撑，但不在本文撰述范围内，如：
● 控制中心的加热、通风和空调
● 起重和电梯设备
● 抽水站、油分离器和防洪水库
● 消防用水和水供应
● 壁垒
● 活动地板
● 附加设备控制中心
14总结
RPOUST公司是一个系统解决方案的领先供应商，我们不仅可以提供高质量的铜缆、光缆、安全缆线和电梯电缆系统产品，还能提供最佳的信息和决策帮助。
我们在实施阶段自然的支持，还包括保障制度保证、外部系统测试，以及决策帮助，为未来的扩展设计。
作为隧道的运营商，在建设和维护期间都必须确保用户有足够的机会逃生或救援中发生事故时，例如：故障，事故或火灾。此外，他必须保证外界的援助或救助，也尽可能降低可能出现的风险的影响。
安全概念的关键标准是事故发生至被纠正之间的时间。有一个规则10分钟可以让火灾四处蔓延，这就是为什么最初几分钟是如此重要。隧道使用者能否快速逃跑，监控情况可否快速评估，工作人员和控制措施能否尽早开始，实时数据和视频传输是至关重要的。如果没有，时间或重要信息的丢失。多年来，在数以百计的安装中，我们的系统已经被证明可以满足隧道运用中的所有特性需求，即使是高安全需求领域我们产品的稳定性足以确保够长的服务生命周期。
在隧道电气基础设施安装和升级阶段，RPOUST是值得信赖的专家。由于在众多隧道工程的创新发展和多年的经验，在电力，安全，数据通信和控制系统的等领域提供系统解决方案，确保了所有操作设备和安全设备的长期正常工作，为每一位隧道使用者的安全作出了贡献。
15案例介绍
● Elbtunnel |德国
● Vielha Tunnel | 西班牙
● Munich Underground | 德国
● Flims Bypass | 瑞士
● UetlibergTunnel | 瑞士
