Iإذا تعدى طول النفق بضع مئات من الأمتار، ينبغي استخدام معدات محددة لتعزيز سلامة المستخدمين، سواء في الحالات العادية أو في حالة وقوع حوادث.
للحد من مخاطر الحوادث والحد من العواقب المحتملة، وكذلك للحفاظ على مستوى مناسب من الراحة للمستخدمين، يمكن تثبيت مجموعة كبيرة ومتنوعة من المعدات. يناقش الفصل ٧ من التقرير 05.06.B "تخفيض تكاليف الادارة والتشغيل في أنفاق الطرق" معدات أنفاق الطرق ويوفّر الفصل ٣ من التقرير 2008R15 "أنفاق الطرق الحضرية" تفاصيل لتصميم وتجديد المعدات.
تتطلب المعدات التي يتم تركيبها في النفق كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية. يجب أن توفّر أنظمة إمدادات الطاقة الكهربائية (القسم امدادات الطاقة الكهربائية) ما يكفي من الطاقة في الظروف العادية وفي حالات الطوارئ. ويعني ذلك أن النظام يجب أن يعمل حتى في حال انقطاع التيار الكهربائي، من أجل امداد الطاقة للمعدات التي تعتبر ضرورية للغاية. وينبغي أيضا رصد حالة هذه المعدات. لذا يمكن تزويد النفق بنظام "سكادا" (القسم أنظمة الاشراف والتحكّم والحصول على بيانات (SCADA)
ان النوع الأول من المعدات هي الاتصالات وأنظمة الإنذار (القسم أنظمة الاتصالاات والتنبيه) وهي تشمل انظمة تستخدم لفحص الظروف في النفق بشكل دوري وايضا لتنبيه المشغل الى خطر محتمل أو لوقوع حادث. بالتزامن مع أنظمة المراقبة والتحكم بحركة المرور (القسم أنظمة المراقبة والتحكّم بحركة المرور) يمكن تثبيت بعض أنظمة الكشف. وهي تشمل أجهزة الكشف التلقائي عن الحوادث والكشف عن الدخان/الحريق. قد تصدر هذه المعلومات أيضا مباشرة من الأشخاص المعنيين، من خلال الضغط على زر جهاز الانذار أو من خلال هاتف الطوارئ. يسمح هذا الأخير أيضا بالاتصال بين الناس في النفق وطاقم المراقبة. وهو مفيد لطاقم التحكم للحصول على معلومات إضافية تتعلق بموقع ووضع الناس، الخ. وأيضاً لتوفير المعلومات الى الناس في النفق. يشمل هذا النوع من المعدات أيضا أنظمة تستخدم لتنبيه الناس في النفق أو لتنسيق التدخل. ويمكن استخدام مكبرات الصوت مع إرسال إذاعي على موجات الراديو FM العام، كما يمكن استخدام موجات خاصة بادارة تشغيل النفق وخدمات الطوارئ لهذا الغرض أيضاً.
لضمان الراحة للمستخدمين والحد من مخاطر الحوادث يجب تأمين رؤية واضحة وخفض تركيز الملوثات. لذلك، من الضروري اعتماد نظام إضاءة (القسم الاضاءة) ونظام تهوية (القسم التهوية) مناسبين. تكون التهوية أساسية في حالات الطوارئ، اذ تؤثر على انتشار النار والدخان. وفقاً على حركة المرور وطول النفق يمكن أن تكون التهوية طبيعية فقط أو ميكانيكية أو مختلطة طبيعية وميكانيكية (أي طبيعية في ظروف العادية وميكانيكية في حالات الطوارئ). يعتبر التأشير أو الاشارات عنصر إضافي لإدارة المخاطر (القسم لافتات الطرق). تكمن أهميته في تسليط الضوء على عقبات أو خطر محتمل، وأيضا للمساعدة في العثور على مخارج الطوارئ، على ضغط زر الإنذار، طفايات الحريق، الخ.
في حال وقوع حوادث، تستخدم المعدات لإطفاء الحريق. وهي تشمل معدات مكافحة الحريق المتوفرة في النفق لاستخدامها من قبل الناس وفرق الطوارئ (القسم معدات مكافحة الحريق للمستخدمين وفرق الطوارئ) وأنظمة مكافحة الحريق الثابتة (القسم أنظمة مكافحة الحريق الثابتة) التي تتدخل تلقائيا. في هذه الظروف، تكون الحواجز مهمة (القسم الحواجز) لمنع المركبات المتواجدة خارج النفق عند وقوع الحادث من الدخول.
كتب هذا الفصل الفريق العامل ١ والفريق العامل ٤ في لجنة C٤ (٢٠٠٨-٢٠١١) حيث قام:
تتطلب معظم المعدات والأنظمة في النفق طاقة كهربائية لتشغيلها. لذلك، يجب تثبيت معدات لتوليد الطاقة إلى النفق على أن تتوافق مع شرطين أساسيين:
ترتبط كمية الطاقة المطلوبة مباشرة بنوع وعدد المعدات التي يحتويها النفق. وفقا لقوة الطاقة الكهربائية المطلوبة (كيلوواط ساعة)، قد يتم تزويد النفق بجهد منخفض أو عالي.
كل بلد لديه متطلبات تنظيمية خاصة فيما يتعلق بالأنفاق وبنية محددة من حيث شبكات التوزيع: وبالتالي، فقد تختلف الهندسة المعمارية إلى حد كبير بين أنفاق ذات خصائص مماثلة. ومع ذلك، يمكن ملاحظة بعض المبادئ المطابقة مثل:
في أنفاق الطرق، تلعب المعدات دورا حيويا في سلامة المستخدمين. بالتالي على مشغل النفق رصد مثل هذه المعدات بشكل مستمر لتحديد وضعها (عمل أو خطأ) و/ أو وضع تشغيلها (آلي، يدوي أو توقف).
ان العديد من الأجهزة يتم التحكم بها بواسطة أجهزة الاستشعار وتعمل تلقائيا (الإضاءة والتهوية ...) وفقا لعتبات محددة سلفا. يتم التفعيل أو إلغاء تفعيل بعض منهم تبعا لظروف التشغيل. بالتالي فمن المفيد للمشغل أن يكون قادر على التحكم بها عن بعد (إشارات، لوحات تحمل رسائل متغيرة، حواجز، تهوية، إضاءة ومضخات ...).
أخيرا، بما أن تشغيل المعدات قد يختلف بشكل كبير (باستمرار، أحياناً أو نادر جدا)، فمن الضروري أن يضطلع المشغل على معلومات بشأن مدة التشغيل (ساعة استخدام) لكل منهم.
ان جميع هذه الوظائف من مراقبة وتحكم في القيادة وأرشفة البيانات يقوم بتأديتها في كثير من الاحيان نظام واحد: نظام الاشراف والتحكم وجمع البيانات (SCADA).
يتوفر العديد من أنظمة SCADA في جميع أنحاء العالم ويجري تحسين أدائها باستمرار. لذلك، إن النظم المثبتة في أنفاق الطرق التي تتمتع بخصائص مماثلة نادرا ما تكون متطابقة تماما، حتى بالنسبة للأنفاق التابعة للمشغل عينه. ومع ذلك، تتبع الهندسة المعمارية بعض القواعد المنتشرة على نطاق واسع:
من المهم أن يكون المشغل قادر على الاتصال بالمستخدم. وينبغي أن يكون هذا التواصل ممكنا في كلي الاتجاهين - من المشغل نحو المستخدم ومن المستخدم نحو المشغل. وينبغي أن تكون هذه التبادلات ممكنة في جميع حالات التشغيل : عادية، متدهورة أو حرجة.
ان العديد من الأجهزة تسمح بتأمين هذه الاتصالات (يعتبر التنبيه شكل معين من أشكال الاتصالات). غير أنها لا تقدم كلها نفس الوظائف: يسمح بعضها بتنفيذ الاتصال من المستخدم إلى المشغل (نقاط تشغيل أجهزة الانذار، جهاز انذار تلقائي أثناء استخدام بعض أنظمة الإخلاء...)، في حين يسمح آخرون بتنفيذ اتصال من المشغل إلى المستخدم (رسائل بث على ترددات FM ومكبرات الصوت). يسمح واحد منهم فقط بتبادل كامل (هاتف الطوارئ).
يسمح هاتف الطوارئ لأي مستخدم، ضحية حادث في نفق، بالاتصال بمركز المراقبة والقيادة المسؤولة عن النفق. بالإضافة إلى إنشاء اتصال صوتي، ان استخدام هاتف الطوارئ يسمح بتحديد موقع المتصل بشكل دقيق.
يتم تثبيت هواتف الطوارئ على مسافات ثابتة ضمن صناديق أو في مراكز الطوارئ بأنواعها المختلفة. وغالبا ما يتم تحديد المسافة بين هواتف الطوارئ من قبل الأنظمة وبالتالي، فهي تختلف من بلد إلى آخر.
ان هيكل هذا الجهاز بسيط جدا. تكون هواتف الطوارئ في نفق موصولة بمركز يتلقى الاتصالات الواردة من النفق. يقع هذا المركز عادةً ضمن مركز المراقبة والقيادة التابع للنفق وأحيانا في مقر الشرطة التابع له هذا النفق.
تتيح نقاط تشغيل أجهزة الانذار للمستخدم بإرسال إنذار إلى مركز المراقبة والقيادة في حال وقوع حادث في نفق. كونها معدات غير باهظة الثمن، يمكن تثبيتها على مسافات متكررة.
لا تستخدم هذه الاجهزة بشكل كبير، لأنها إلى حد ما، تشكل تكراراً لهاتف الطوارئ بالاضافة الى أنها لا تسمح بالاتصال في اتجاهين بين المستخدم ومركز المراقبة والقيادة.
كما تم ذكره أعلاه، بتناول المستخدم العديد من الأجهزة التي يمكن استخدامها في نفق، ولا سيما في حالات الطوارئ: هواتف الطوارئ وأحيانا نقاط تشغيل أجهزة انذار. كذلك هناك أيضا أجهزة اطفاء الحريق، وفي معظم الأنفاق مخارج الطوارئ.
ينبغي اعلام مشغل النفق بأسرع وقت ممكن عندما يقوم أي مستخدم بتشغيل احدى هذه الأجهزة، من أجل اتخاذ الإجراءات المناسبة. ليس ذلك بالصعب اذا تم تثبيت هاتف الطوارئ ونقاط تشغيل أجهزة الانذار، لأنه في كثير من الأحيان، يتلقى مركز المراقبة والقيادة الاتصال أو جهاز الانذار. عندما تكون هواتف الطوارئ متصلة بغير مركز المراقبة والقيادة، يجب تحديد إجراءات تسمح للمركز الذي يتلقى الاتصال بإعلام مركز المراقبة والقيادة في آن واحد.
بالنسبة لأجهزة اطفاء الحريق ومخارج الطوارئ، يتم عادة تثبيت أجهزة استشعار للكشف عن أي تغيير في الوضع القائم ولايصال هذه المعلومات إلى مركز المراقبة والقيادة باستخدام نظام SCADA. ويتم بالتاي ابلاغ مشغل النفق عن وجود مستخدم في النفق يطلب المساعدة.
بالنسبة لأجهزة إطفاء الحريق، غالباً ما تؤخذ بعين الاعتبار المعلومات الواردة نتيجة إزالة المعدات عن قواعدها أو نتيجة فتح الباب في محطات الطوارئ، الخ. بالنسبة لبوابات الخروج، قد تكون المعلومات التي تؤخذ بعين الاعتبار هي فتح الباب أو الكشف عن أي تواجد في منطقة الخروج أو كليهما.
عندما يتم تجهيز نفق بنظام فيديو للمراقبة (راجع القسم أنظمة المراقبة والتحكّم بحركة المرور)، تظهر الصور الواردة من النفق والمناطق المجاورة على شاشات مثبتة في مركز المراقبة والقيادة. يصعب على المشغل أن يراقب أكثر من بضع شاشات في وقت واحد بتيقظ وتركيز متواصل خلال عدة ساعات.
لمعالجة هذه الصعوبة، يستخدم المشغل على نحو متزايد، نظم آلية للكشف عن الحوادث. تفرض بعض البلدان استخدام هذه المعدات بشكل اجباري في أنفاق محددة.
عندما يتم تجهيز نفق بنظام فيديو للمراقبة (راجع القسم ٦.٣.٣ "الوسائل المستخدمة حاليا" من تقرير 05.16.B 2006)، تظهر الصور الواردة من النفق والمناطق المجاورة على شاشات مثبتة في مركز المراقبة والقيادة. يصعب على المشغل أن يراقب أكثر من بضع شاشات في وقت واحد بتيقظ وتركيز متواصل خلال عدة ساعات.
لمعالجة هذه الصعوبة، يستخدم المشغل على نحو متزايد، نظم آلية للكشف عن الحوادث. تفرض بعض البلدان استخدام هذه المعدات بشكل اجباري في أنفاق محددة.
أنواع ووظائف نظام الكشف التلقائي عن الحادث
وعادة ما يستند نظام الكشف التلقائي عن الحادث (AID) على تحليل بواسطة الكمبيوتر لصور الفيديو الواردة من الكاميرات المثبتة لمراقبة حركة المرور في النفق. بعض الخوارزميات يمكنها الكشف عن مجموعة من الحوادث، بما في ذلك:
بما ان الحرائق المركبات الخطيرة تتطور عادة بعد توقف حركة المرور (على سبيل المثال عقب وقوع حادث)، بالتالي من المتوقع أن يسبق تفعيل جهاز انذار 'مركبة متوقفة' من خلال نظام AID أجهزة الإنذار الناتجة عن الأنظمة الأخرى، مثل درجة الحرارة وكاشفات الدخان. يعطي هذا الإنذار المبكر من خلال AID الوقت لمشغلي النفق للتأكد من طبيعة ومكان وقوع الحادث، ويسمح بالتدخل الفعّال. قد يكون ذلك من خلال اختيار الخيار الأمثل للتهوية، والوقاية من حوادث ثانوية من خلال التدابير التنفيذية، وتحذير سريع لسائقي السيارات المتوجهة نحو موقع الحادث. كما انه يعطي الفرصة لاستدعاء خدمات الطوارئ، وإغلاق المداخل، وبث رسائل على اللوحات المخصصة للرسائل المتغيرة وعلى الراديو، واستدعاء شاحنة سحب مقطورة، ودعوة المستخدمين للخروج من النفق، الخ.
يتم وصف أنظمة كشف الدخان بواسطة الفيديو في القسم ٦.٣.٣ "الأساليب المستخدمة حاليا" " من تقرير B 2006.05.16.
ويمكن لنظام AID القائم على الفيديو توفير معلومات آنية حول تدفق، حجم وسرعة حركة المرور. ويمكن أن يسجل الصور عند منشأ الحادث ويمكن أن يتفاعل مع أنظمة أخرى مثل نظام الاشراف والتحكم والحصول على بيانات (SCADA). ويشمل عادة نظام AID القائم على الفيديو كاميرات، وأجهزة لمعالجة صور الفيديو الواردة من كاميرا واحدة أو من عدة كاميرات، بروتوكول إنترنت (IP) أجهزة تشفير وفك تشفير الفيديو على بروتوكول إنترنت (IP) لإعادة الصور الى الأجهزة أو شاشات الكمبيوتر. بالإضافة إلى ذلك، يتكون نظام إدارة الفيديو من ملقم مكرر واحد أو اثنين لتوفير وظيفة الفيديو ووظائف أخرى (تسجيل فيديو كمي وحوادث AID، جمع وتسجيل بيانات وأحداث حركة المرور في الوقت الحقيقي، والتواصل مع نظام SCADA في النفق)، معدات الشبكات وخطوط الاتصالات (الألياف البصرية، الكابلات المحورية والمزدوجة الملتوية المكشوفة).
وينبغي تصميم أنظمة AID في الأنفاق مع مراعاة القضايا التالية:
خلصت المقالة في الطرق/٢٠٠٩ Routes/Roads "أنظمة كشف الحريق في أنفاق الطرق - الدروس المستفادة من المشروع الدولي للبحوث" إلى أنه "للتعامل مع العوائق، فإن معظم الشركات المصنعة في مجال الكشف بالرؤية توصي باستخدام جهازي كشف لتغطية منطقة واحدة من زوايا مختلفة، مثلاً من كلي الاتجاهين داخل النفق". قد تكون هناك حاجة أيضا لعدة كاميرات بهدف التكرار، في حال عطل في الكاميرا. عموما، يتم تصميم حقول نظر الكاميرات لتتداخل، بحيث يمكن تعويض أي عطل في كاميرا واحدة من خلال الصور المأخوذة من الكاميرات المجاورة.
يشير القسم IV.2.1 "أجهزة كشف حوادث المرور" من تقرير 05.15.B 2004 الى أن موقع الكاميرا قد يختلف من ٣٠ الى ١٥٠ متر إذا كان الهدف من استخدامها هو للكشف التلقائي عن الحوادث.
ان أداء نظام AID يعتمد إلى حد كبير على نجاح التكليف والمعايرة، وذلك قبل النشر. تشير التجربة من خلال منشآت النفق إلى أن عملية التكليف والمعايرة يمكن أن تستغرق عدة أشهر.
ان أجهزة الكشف عن الحريق والدخان هي دائما جزء لا يتجزأ من حلقة الرقابة التي تتضمن أجهزة استشعار، أجهزة إنذار، كابلات نقل، وحدات تقييم، الخ. والتي عموما يشار إليها مجتمعة كنظام إنذار الحريق.
يتم تصميم أنظمة إنذار الحريق والدخان في أنفاق الطرق للكشف عن الحريق وانبعاث الدخان في أسرع وقت ممكن بحيث يمكن تفعيل معدات وإجراءات السلامة بدون تأخير. وينبغي أن تكون أهدافهم الرئيسية هي التالية:
بشكل عام، تستند مبادئ الكشف عن الحريق على المعلمات المنظورة التي تحددها الحرائق مثل الحرارة والدخان والإشعاع وإنتاج مواد كيميائية. وبالتالي، يمكن تصنيف أجهزة الكشف عن الحريق على النحو التالي:
لكل من هذه الكاشفات مجال تطبيق معين، يتعلق بفترة الاستجابة، بالمتانة، بالموثوقية، الخ
أثبتت أنظمة الفيديو AID مؤخرا بأنها فعالة جداً وسريعة في الكشف عن الحرائق. في الواقع، فهي تكشف عن الحوادث وعن أي جسم أو مركبة لا تتوافق مع حركة المرور المتوقعة عادةً. يمكن تحويل الكاميرات تلقائيا نحو مشهد الحادث، مما يسمح للمشغّل باكتشاف الحريق عند بدئه في وقت مبكر جداً.
يتم وصف أنظمة الكشف عن الحريق / الدخان في القسم ٦.٣ "الكشف عن الحريق" من تقرير 2006 05.16.B.
بشكل عام، يجب تصميم أنظمة الكشف عن الحريق في الأنفاق بشكل يسمح بتحمّل الظروف البيئية التالية: سرعة هواء تصل إلى ١٠ أمتار / ثانية، سوء في الرؤية ناجم عن أبخرة عوادم الديزل وجسيمات ناجمة عن تآكل الإطارات وسطح الطريق، ارتفاع في ذبذبة تركيز الملوثات على فترة قصيرة (أحادي أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO2)، وأكسيد النيتروجين والهيدروكربونات)، تغيير في شدّة المصباح الامامي، الحرارة، الغازات الساخنة الناجمة عن أبخرة عوادم المركبات، التداخل الكهرومغناطيسي، حركة مرور مركبات مختلطة (أي سيارات وشاحنات صغيرة وشاحنات حمولة ثقيلة وحافلات وناقلات) التي من شأنها أن تؤدي إلى درجات متفاوتة من عرقلة المقطع العرضي للنفق.
لا يكفي الا والتأكيد على ضرورة التمتع بإدارة عالية آمنة من الفشل وقادرة على تحديد موقع الحريق بشكل دقيق. ومن المستحسن أن تتمتع أنظمة الكشف عن الحريق بمستوى معين من الذكاء لتجنب الانذارات الكاذبة، لأنه قد يترتب عن الانذارات الكاذبة كلفة التصحيح وأسوأ من ذلك، قد تؤدي سلسلة من الانذارات الكاذبة الى عدم اكتراث مشغلي النفق الى أجهزة الانذار فيما بعد.
وعلاوة على ذلك، لا بد من أن يكون سعر نظام جهاز الانذار/الكاشف عن الحريق مقبول وتكلفة تشغيله منخفضة وذو صيانة سهلة: راجع القسم ٦.٣ "الكشف عن الحريق" من تقرير 2006 05.16.B .
المعلمات التي تمليها القوانين والمعايير
يتم تحديد المعلمات التالية المتعلقة بالكاشفات التلقائية عن الحريق في القوانين والمعايير الوطنية والدولية: الحد الأقصى للمدة ليتم الكشف عن الحريق، تحديد موقع الحريق، الحد الأدنى لحجم النار ليتم الكشف عنها، طرق الكشف المعتمدة، نقاط التجميع لأجهزة إنذار الحريق، تفاصيل متعلقة بالأنفاق التي ينبغي أن تتوفر فيها منشآت إنذار حريق تلقائي (مثل طول النفق والأنفاق مع التهوية الميكانيكية والأنفاق التي لا يتم مراقبتها بشكل دائم من قبل جهاز مراقبة والأنفاق القصيرة ذات كثافة مرور عالية).
يتم وصف قائمة المواد المرجعية بشأن معلمات كاشفات الحريق بالتفصيل ضمن قوانين متوفرة في القسم ١٠ "المراجع" من تقرير 2006 05.16.B .
كاشفات الحريق / الدخان المستخدمة حاليا
لا تستند كفاءة الكشف عن الحرائق فقط على نوع الأجهزة (الحرارة، اندثار شعاع الضوء، تأين، الخ)، ولكن أيضا على استراتيجية الكشف التي تم وضعها، والتي تتضمن عدد من أجهزة الاستشعار ومستوى المراقبة في النفق.
تعتبر أنظمة الكشف التلقائي عن الحوادث ، وتحليل صور الفيديو بما في ذلك AID، وأجهزة المراقبة بالفيديو (CCTV)، والمعدات مثل طفايات الحريق بالاضافة الى هواتف الطوارئ التي تشكل عادة وسائل جيدة لتفعيل أجهزة الإنذار عند إستعمالها.
يعتمد العديد من أجهزة الكشف المستخدمة على الحرارة وعلى معدل ارتفاع درجة الحرارة. عندما يتم معايرة النظام بشكل جيد، فهو لا يولد سوى القليل من الانذارات الكاذبة، ولكن قد يكون التفاعل بطيئا. تعطي الكاشفات التي تعتمد على نظام التعتيم نتيجة الدخان إشارات مبكرة ولكنها تؤدي الى إنذارات كاذبة بسبب الدخان المنبعث من عوادم المركبات التي تعمل بالديزل: راجع القسم VI.3.1 "الكشف عن الحريق" من تقرير B.05.05 1999 .
تتناول المقالة ٢٠٠٩ الطرق/ Routes/Roads "أنظمة كشف الحريق في أنفاق الطرق - الدروس المستفادة من المشروع الدولي للبحوث" أنظمة الحريق / الدخان في أنفاق الطرق مثل الكشف الخطي للحرارة، والكشف البصري عن النيران، والكشف بواسطة تصوير الفيديو، والكشف عن الحرارة والدخان من خلال أخذ عينات محددة من الهواء. تخلص الدراسة إلى أن نظام أخذ عينات من الهواء يعطي أداء جيد من حيث فترة الاستجابة والقدرة على تحديد ومراقبة الحريق بدقة وتأثير ذلك على بيئة الطريق، عندما يتم الأخذ في الاعتبار الأداء العام بما في ذلك الإنذارات الكاذبة والصيانة والكشف عن الحريق. يمكن استخدام المعلومات في هذه الدراسة لتحديد التكنولوجيا الأنسب للكشف عن حريق النفق.
ان النفق عبارة عن مساحة محصورة مغلقة لا تسمح في كثير من الأحيان بانتشار موجات راديو اذاعات البث من خارج النفق. لإعادة إرساء هذا الانتشار من الضروري تثبيت المعدات التي تسمح بإرسال الترددات المطلوبة. يمكن إعادة إرسال عدة أنواع من الخدمات:
هناك عدد كبير جدا من الخدمات التي يمكن اذاعتها لكنها ليست كلها معتمدة لأسباب تتعلق بالتكلفة والجدوى. كقاعدة عامة، يمكن ايجاد بعض الترددات المستخدمة من قبل أجهزة الإنقاذ، وترددات مستخدمة من قبل المشغل، وعدد قليل من ترددات FM وأوDAB و ترددات الهاتف الخليوي للمشغل.
عندما يتم إعادة إرسال موجة واحدة أو أكثر على الراديو، يتم تثبيت جهاز يسمح بإدخال رسائل مسجلة مسبقا. عند الضرورة، يتم توقيف بث المحطات الإذاعية ويصار الى بث رسائل تتعلق بالنفق موجهة للمستخدمين من أجل إعطائهم توجيهات من قبل مشغل النفق حول الخطوات التي يجب اتباعها.
ويتكون جهاز البث الإذاعي في النفق بشكل أساسي من:
لا يوجد العديد من الأجهزة التي تسمح بالتوجه المباشر الى المستخدم لإعطاء المعلومات أو للطلب من مستخدمي النفق بالتصرف بطريقة معينة. لحل هذه المشكلة، تم تجهيز بعض الأنفاق بمكبرات الصوت. عملياً، وفقاَ لكيفية استخدامها، تؤمن مكبرات الصوت وظائف مختلفة. نذكر البنود التالية بشكل خاص:
غير أن هذه الأجهزة لا تستخدم على نطاق واسع في الوقت الحاضر. ويجب دراسة استخدامها لكل حالة، على أن تتناسب مع كل نفق بشكل محدد جدا (حركة مرور كثيفة جدا، طول النفق، الخ).
في غالبية الأنفاق، لا يؤمن تغلغل الضوء الطبيعي ظروف كافية لوضوح الرؤية للمستخدمين. لذلك، فمن الضروري استخدام إضاءة اصطناعية لتوفير ظروف مرضية من وضوح الرؤية والراحة للمستخدمين.
عملياً، يجب أن تسمح اجهزة الإضاءة بتأمين:
وينبغي تصميم نظام الإضاءة وفقاً لمعايير عدة لا سيما تلك المتعلقة بما يلي:
هناك عدة أنواع من الأجهزة؛ والأكثر شيوعا هي الإضاءة المتماثلة والإضاءة المعاكسة. وفقا لخصائص النفق والأهداف المراد تحقيقها، يمكن تثبيت نقاط الإنارة على خط واحد أو أكثر فوق المسارات أو الأرصفة، أو على أعلى جدران النفق، الخ.
للتهوية في الأنفاق وظيفتين:
تاريخياً، كان السبب الأول لتركيب أنظمة التهوية في الأنفاق هو الحد من مستويات التلوث. على الرغم من أن انبعاث الملوثات من المركبات على الطرق قد انخفض بشكل كبير خلال العقود الماضية، تبقى التهوية أساسية ويجب إيلائها أهمية كبيرة عند مرحلة التصميم. في بعض الحالات، قد تكون التهوية الطبيعية نتيجة تأثير حركة المركبات داخل النفق كافية لتأمين متطلبات جودة الهواء في الظروف العادية. يتم تقييم الحاجة إلى نظام تهوية ميكانيكية بالنظر الى طول النفق ونوع الحركة (ثنائي الاتجاه أو أحادي الاتجاه) والظروف (إمكانية الازدحام): انظر التقرير الفني 2004 05.14 : أنفاق الطرق : الانبعاثات من المركبات وحاجة الهواء للتهوية. سيتم استبدال هذا التقرير بتقرير جديد ينشر قريبا.
تحدّد العوامل نفسها متطلبات التهوية في حالات الطوارئ، وخاصة الحريق. ينبغي الأخذ بعين الاعتبار وجود معدات أو منشآت أخرى، مثل مخارج الطوارئ. قد تكفي التهوية الطبيعية في بعض الحالات، ولكن غالبا ما تستوجب تهوية ميكانيكية في الأنفاق التي يتعدى طولها بضع مئات من الأمتار.
ويمكن استخدام استراتيجيات مختلفة للتهوية في الأنفاق. عموماً، يتم الاختيار بينها على أساس اعتبارات السلامة من الحريق؛ يتم ضبط استخدام النظام في ظروف التشغيل العادية ليتوافق مع: انظر الفصل الخامس "التهوية للسيطرة على الحرائق والدخان" من تقرير 05.05.B 1999
تتكون استراتيجية التهوية الطولية في خلق تدفق الهواء الطولي في النفق، من أجل دفع الدخان الناتج عن حريق السيارة باتجاه جانب واحد من النار. إذا تواجد المستخدمين في هذا الجانب، فقد يتأثروا بالغازات السامة وانخفاض الرؤية، وبالتالي فإن تطبيق هذه الاستراتيجية في الأنفاق الثنائية الاتجاه و / أو المزدحمة تستوجب الحذر الشديد. تعتمد سرعة الهواء الدنيا من أجل التحكم بالدخان بشكل فعال، على حجم الحريق والتصميم الهندسي للنفق (المنحدر، منطقة المقطع العرضي).
تستفيد استراتيجية التهوية العرضية من خاصية الطفو للدخان: ي.ميل الدخان إلى التركيز في الجزء العلوي من النفق، حيث يمكن استخراجه ميكانيكيا. تم تصميم النظام للحفاظ على طبقة من الهواء النقي في الجزء السفلي من المقطع العرضي (رؤية جيدة، سمية منخفضة) تسمح بالإخلاء الذاتي. ولذلك من المهم الحفاظ على تدفق الهواء الطولي عند أدنى مستوى ممكن في منطقة النار للحفاظ على التقسيم الطبقي والحد من الانتشار الطولي المفرط للدخان. تنطبق هذه الاستراتيجية على أي نفق، ولكن تصميم وبناء وادارة هذا النظام هي أكثر صعوبة وتكلفة.
وتشمل عملية تصميم التهوية احتساب قدرة النظام الدنيا المقبولة من حيث الاتجاه و / أو معدلات التدفق، وتصميم شبكة التهوية واختيار معدات التهوية المناسبة الفصل الرابع من تقرير 2006 05.16.B : التهوية وملحقاتها ١٢.٣ "اجراء احتساب مراوح التقوية" ، ١٢.٤ "مخمدات الدخان" و ١٢.٦ "التأثير الصوتي لمراوح التقوية". ينبغي أن يتوفر عدد من المواصفات في معدات التهوية، بما في ذلك المقاومة للحريق والأداء الصوتي.
ان تصميم سيناريوهات تهوية للسيطرة على الحريق تتناسب مع مختلف الحالات الممكنة هو جزء مهم جدا من العملية: انظر التقرير الفني R022011: أنفاق الطرق: الاستراتيجيات التشغيلية للتهوية . يمكن أن تكون هذه السيناريوهات بسيطة خصوصا عند تطبيق الاستراتيجية الطولية، أو قد تنطوي على عدد كبير من أجهزة القياس والتهوية في الأنفاق المعقدة ذات التهوية العرضية. ان نظام التهوية المثلى للتحكم بجودة الهواء في الظروف العادية لادراة النفق أمر بالغ الاهمية للحد من استهلاك الطاقة؛ فهي قضية هامة لأن استهلاك الطاقة يمثل جزءا كبيرا من التكلفة التشغيلية للنفق.
ان التفاعلات بين تصميم نظام التهوية والعناصر الأخرى في النفق عديدة ومتنوعة. في حالة التهوية العرضية، على سبيل المثال، قد تؤثر معدلات التدفق المطلوبة على قسم التنقيب، مع تأثير كبير محتمل على تكلفة البناء. كذلك تؤثر التهوية أيضا بشكل كبير على متطلبات امدادات الطاقة في النفق. وهي تتفاعل بشكل وثيق مع معدات السلامة الأخرى مثل أنظمة الكشف عن الحريق وأجهزة مكافحة الحريق: انظر الفصل الخامس "أنظمة مكافحة الحريق الثابتة في سياق أنظمة السلامة في النفق" من تقرير 2008 R07.
ان القضايا البيئية المتعلقة بالتهوية، إلى جانب استهلاك الطاقة والبصمة الكربونية ذات الصلة، ترتبط بموقع تفريغ وتركيز الهواء الملوث المنبعث من البوابات والمداخن. يشكل الحد من تأثيرها على المناطق المحيطة بالنفق جزء من التصميم البيئي الجيد: انظر القسم ٤.٣ "تقنية تشتّت هواء النفق"، القسم ٤.٦ "الجوانب التشغيلية" و الملحق D "لمحة عامة عن نمذجة التشتّت عند تصميم أنظمة التهوية" من تقرير 2008 R04.
أخيرا، قد تتطلب أجزاء أخرى من النفق للتهوية غير منطقة حركة المرور الرئيسية، وأبرزها مخارج الطوارئ: انظر القسم ٥.٣ " تصميم مسار الهروب" من تقرير 05.16.B 2006.
ان الهدف الأساسي من معدات مكافحة الحرائق في النفق هو توفير وسائل لمكافحة الحريق مع حد أدنى من التأثير على المستخدمين وفرق الطوارئ وعلى بنية النفق.
عالجت الجمعية العالمية للطرق (PIARC) الأنظمة المطلوبة لمكافحة الحرائق في أنفاق الطرق في العديد من المنشورات. وذلك أساسا في منشورتين؛ التقرير الفني 05.05.B 1999 "مكافحة الحريق والدخان في أنفاق الطرق" و التقرير الفني 05.16.B 2007 "أنظمة ومعدات التحكّم بالحريق والدخان في أنفاق الطرق". بالإضافة الى ذلك، تم تناول هذه القضايا أيضا في عدة تقارير للّجنة إلى المؤتمرات العالمية للطرق تحديدا تلك التي عقدت في فيينا (١٩٧٩) وسيدني (١٩٨٣) وبروكسل (١٩٨٧)، ومراكش (٢٠٠١).
تتضمن الأنظمة القادرة على مكافحة الحريق داخل النفق ما يلي: أجهزة كشف وانذار واتصالات لاسلكية مع هاتف لحالات الطوارئ، اجهزة مراقبة بالفيديو، مكبرات الصوت، إمدادات المياه وتوزيعها، أجهزة ثابتة لمكافحة الحريق، طفايات حريق محمولة وتهوية في حالات الطوارئ. يجب التخطيط لهذه الأنظمة وتقييمها وتصميمها وتركيبها بطريقة متكاملة شاملة ودقيقة للتأكد من أن الأنظمة تتوافق مع بعضها وأنها تؤمن سلامة الناس في حال نشوب حريق من دون الافراط في تخطي الاجراءات الضرورية المستوجبة.
يتم معالجة العديد من هذه العناصر المتعلقة بأنظمة مكافحة الحرائق في الأنفاق في عدة فصول من هذا الدليل. الأنظمة المدرجة في الفصول الأخرى تتناول الكشف (القسم القسم ٨.٣.٥ الكشف عن الحريق/الدخان)، مكافحة الحريق (قسم الأجهزة الثابتة لمكافحة الحريق)، وأجهزة الإنذار (أجهزة الاتصالاات والانذار)، الهواتف لحالات الطوارئ (القسم ٨.٣.١ هواتف لحالات الطوارئ)، أجهزة المراقبة بالفيديو (قسم أنظمة الاشراف والتحكّم وجمع البيانات (SCADA))، مكبرات الصوت (قسم ٨.٣.٧ مكبرات الصوت)، الاتصالات اللاسلكية (قسم الاتصالات وأجهزة الانذار)، التهوية في حالات الطوارئ (قسم التهوية).
يتناول هذا القسم الأنظمة المتوفرة لمكافحة الحرائق في أنفاق الطرق والمتاحة للمستخدمين (سائقي السيارات)، وأفراد الادارة والتشغيل والإطفاء. وهي تشمل أنظمة لتأمين إمدادات المياه من خلال أنبوب (صنبور) ومواد إطفاء (صمامات خرطوم) وطفايات حريق محمولة مثبتة داخل النفق.
ينبغي تأمين نظام إمدادات مياه، بما في ذلك أنابيب مياه أو صنابير، وذلك لتوفير المياه لمكافحة الحرائق داخل النفق (من خلال صنابير مياه أو صمامات خرطوم) ولتوفير المياه لنظام ثابت لمكافحة الحريق (القسم أنظمة مكافحة الحريق الثابتة) إذا كان مثبتاً في النفق (انظر القسم ٦.٣.٣ "امدادات المياه" من تقرير 1999 05.05 B). يمكن أن يكون مصدر المياه من نظام توزيع المياه أو من خزان مياه على أن يكون ضغط النظام متطابق مع متطلبات فرق الاطفاء.
هناك حاجة إلى صنابير مياه في النفق لتوفير نقطة اتصال لخراطيم مياه لرجال الاطفاء للوصول الى امدادات المياه. ينبغي تثبيت صنابير المياه على تباعد منتظم داخل النفق (انظر القسم ٦.٣.٣ "امدادات المياه" من تقرير B 05.05.1999). يجب أن تكون وصلات صنابير المياه متوافقة مع الوصلات المتوفرة لخدمات الاطفاء المحلية.
يتم توفير طفايات الحريق المحمولة على مسافات منتظمة داخل الأنفاق لتمكين (سائقي السيارات) وموظفي التشغيل بمكافحة حريق محدود داخل النفق قبل وصول فرق الإطفاء (انظر القسم ٦.٣.٢ "طفايات الحريق" من تقرير 05.05.B 1999).
في بعض البلدان، يتم تثبيت بكرات خراطيم إطفاء الحريق في أنفاق الطرق ولكن ذلك غير معتمد عالميا لأن بعض البلدان الأخرى تسمح لفرق الاطفاء بإدخال الخراطيم الخاصة بها داخل النفق عند وقوع الحادث (انظر القسم ٦.٣.٣ "امداداات المياه" من تقرير 05.05.B 1999).
يلخص التقرير الفني R07 2008 أنفاق الطرق: تقييم أنظمة مكافحة الحريق الثابتة" آراء الجمعية العالمية للطرق حول أنظمة مكافحة الحريق الثابتة (FFFS)، وتوصياتها المتعلقة بتطبيق واختيار وإدارة هذه الأنظمة.
خلال تطوّر سريع للحريق، قد يعيق الدخان قدرة المستخدمين على الانقاذ الذاتي، في حين أن ارتفاع درجات الحرارة بشكل سريع قد تجعل عملية التدخل في النفق معقدة وتؤدي الى تدمير أنظمة سلامة. ان أنظمة مكافحة الحريق الثابتة FFFS لديها القدرة على الحد من نمو وانتشار النار، مما يساهم في سلامة سائقي السيارات وخدمات الطوارئ خلال مراحل الإنقاذ المختلفة. من الفوائد الأخرى لأنظمة مكافحة الحريق الثابتة FFFS هي حماية منشآت النفق من الأضرار الناجمة عن الحريق، وتجنب أو الحد من تعطّل شبكة الطرق التي قد تحدث خلال إصلاح النفق بعد الحريق.
باستثناء البلدان التي يعين فيها تركيب FFFS وفق المبادئ التوجيهية لتصميم الأنفاق، ينصح بمراجعة الخطوات التالية لدعم قرار ما إذا كان يجب اعتماد هذا النظام أم لا:
يجب النظر لأنظمة مكافحة الحريق الثابتةFFFS في سياق غيرها من أنظمة السلامة الحرجة كالتهوية. ان الكشف السريع والدقيق عن الحادث واستجابة نظام FFFS هي عناصر أساسية لتحقيق الأداء الأفضل لنظام FFFS. يمكن تقييم الأداء التشغيلي للFFFS بشكل أفضل من خلال نهج نظام هندسي، بما في ذلك الأنظمة المناسبة للصيانة والاختبار والتدريب. يجب التنبه الى تأثير هذه الأنظمة على ميزانية الإجراءات التشغيلية والصيانة.
حالياً، يعتبر نظام التطويف بواسطة المياه الاكثر شيوعا لأنظمة مكافحة الحريق الثابتةFFFS في الأنفاق. هناك نظامين، نظام الضغط المنخفض ونظام الضغط المرتفع الذي ينتج حجم قطرات صغيرة. تم أيضا ً تركيب أنظمة أخرى في الأنفاق قائمة على المياه، بما في ذلك أنظمة الرغوة. ينبغي أن يستند اختيار نظام FFFS المناسب على تحليل التكاليف والفوائد.
على الرغم من أنه يتم استخدام أنظمة FFFS في الأنفاق في بعض البلدان بشكل منتظم، إلا أنها تبقى استثنائية ولا تشكل القاعدة العامة في أنفاق الطرق في جميع أنحاء العالم. في حين تستطيع هذه الأنظمة تخفيف معدلات نمو وانتشار الحريق، الا أنها تتطلب مستوى أعلى من الصيانة والاهتمام لتشغيلها للتأكد من أنها تعمل بطريقة مثلى.
وغالبا ما يتم تركيب نظام مراقبة عندما تكون حركة المرور كثيفة جدا في النفق. عادة، يتم استخدام نظام مراقبة بالفيديو، على أن يستكمل في بعض الأحيان بأجهزة العد. يسمح هذا النظام بالتحكم بظروف حركة المرور في النفق في الوقت الحالي. في حالة الادارة المتدهورة، يسمح نظام المراقبة بالفيديو عرض منطقة الحادث المعنية بحيث يمكن تقييم الاحتياجات بسرعة.
بالتالي يشكل نظام المراقبة بالفيديو أداة قيمة جدا للمشغل لأنه يسمح من جهة بمراقبة مستمرة للحوادث داخل النفق، ومن جهة أخرى بالتدخل السريع عند الحاجة. ولكن، من أجل الاستفادة المطلقة من نظام المراقبة بالفيديو، من الضروري الحفاظ على تواجد العنصر البشري في مركز المراقبة والقيادة بشكل مستمر إذا كان ذلك ممكنا.
عموما، ان مفهوم نظام المراقبة بالفيديو بسيط جدا. توفّر الكاميرات التي ثبتت على مسافات منتظمة في النفق تغطية كاملة للنفق وللمناطق المحيطة به. ثم يتم تجميع الصور ونقلها بواسطة الشبكات التي قد تكون مكرسة أو لا، إلى مركز المراقبة والقيادة في النفق. ثم يتم تلقّي هذه الصور وعرضها على الشاشات.
تشكل لافتات الطرق احدى الوسائل المتاحة لمشغل النفق للتواصل مع المستخدم.
في أنواع معينة من الطرق، يمكن للمرء أن يرى في النفق اللافتات نفسها كما في الهواء الطلق:
ان مختلف أجهزة السلامة المتاحة للمستخدمين في نفق (هواتف الطوارئ، طفايات الحريق، مخارج الطوارئ ...) تحتاج إضافة إلى ذلك، للافتات سلامة محددة.
ان المشكلة الرئيسية التي تواجهها اللافتات في النفق هي موقعها. في الواقع، تحدد الخصائص الهندسية للنفق تحت الأرض بشكل أمثل وان أي زيادة في القسم العرضي يؤدي إلى زيادة كبيرة في التكاليف. عملياً، لا بد من إيجاد حل وسط بين الحاجة إلى رؤية جيدة للافتات (لذلك، يتم اعتماد لوحات كبيرة) والمساحة المتوفرة.
عند وقوع حادث خطير في نفق (حادث، حريق، أو غيره)، يجب أن يكون بالامكان منع دخول المستخدمين الى النفق في مرحلة مبكرة. في الواقع، يمكن لجهاز يمنع الدخول إلى النفق بكفاءة وبسرعة، أن يساهم في عدم تعرّض المستخدمين الذين هم خارج النفق إلى خطر محتمل، وسوف يساعد أيضا في منع وقوع المزيد من الحوادث تحت الارض.
في العديد من البلدان، تظهر الخبرة عدم فعالية إغلاق النفق ببساطة عن طريق وضع إشارة توقف في الخارج عند مدخل النفق. لذلك، بالاضافة الى إشارة التوقف هذه، غالبا يتم وضع حواجز ولافتات تحمل رسائل متغيرة تشرح للمستخدمين أسباب الإغلاق.
يمكن تفعيل جهاز إغلاق النفق من مركز المراقبة والقيادة أو تلقائيا في الأنفاق التي لا يتم رصدها بشكل مستمر.
يتم استخدام جهاز الإغلاق في حالات الطوارئ ولكن يمكن أيضا استخدامه في حالات أخرى، خاصة خلال عمليات الإغلاق المتعلقة بعمليات الصيانة.