高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)淺析

王紅巖

摘 要：隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，使得高速公路建設(shè)逐漸增加，進(jìn)而高速公路隧道也隨之增加，人們對(duì)高速公路運(yùn)行的安全性要求也越來越高，使得加強(qiáng)高速公路隧道安全研究，有著現(xiàn)實(shí)的意義，火災(zāi)是高速公路隧道運(yùn)行中，極易出現(xiàn)的安全事故，通常采取檢測(cè)分析的方式，構(gòu)件自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)情況，控制火災(zāi)的發(fā)生與蔓延，本文筆者對(duì)高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)的相關(guān)內(nèi)容，做了簡(jiǎn)單的論述。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道；火災(zāi)檢測(cè)

高速公路隧道所處的地理環(huán)境較為復(fù)雜，且經(jīng)過的地區(qū)，通常地理形態(tài)較多，其建設(shè)的主要目的是節(jié)省運(yùn)行時(shí)間，才會(huì)選擇在這些區(qū)域建設(shè)，其周圍環(huán)境相對(duì)封閉，若隧道內(nèi)容發(fā)生火災(zāi)，則很難做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理，進(jìn)而會(huì)造成巨大的損失，因此構(gòu)建高速公路隧道火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，有著現(xiàn)實(shí)的意義。

一、高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)常用設(shè)備

（一）光纖光柵感溫檢測(cè)器

光纖光柵主要是利用光學(xué)原理加工技術(shù)，通過在光纖材料上刻寫折射率周期分布的光學(xué)元件，該種類型的結(jié)構(gòu)周期分布，能夠更改特定波長(zhǎng)光傳輸?shù)幕韭窂?，同時(shí)可以染倒轉(zhuǎn)光傳播的方向，也就是在光纖拓?fù)渲?，形成帶寬一定的反射鏡或者濾波器，該反射光波長(zhǎng)能夠隨著溫度與環(huán)境的變化，而隨著發(fā)生改變，通過測(cè)算反射光波場(chǎng)的改變量，以此推算溫度值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)火災(zāi)檢測(cè)。

光纖光柵火災(zāi)檢測(cè)的原理是通過波長(zhǎng)的改變來探測(cè)環(huán)境溫度變化，當(dāng)火災(zāi)燃燒散發(fā)出熱量時(shí)，能夠檢測(cè)濃煙類活火災(zāi)，受到風(fēng)力的影響較大，但是不受污染物的影響，相應(yīng)的時(shí)間較快，該儀器能夠檢測(cè)數(shù)公里以內(nèi)火災(zāi)情況，防爆等級(jí)為本安級(jí)，使用的探測(cè)器為IP68，其系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，高速公路隧道現(xiàn)場(chǎng)主要設(shè)置的是探測(cè)光纜，在站內(nèi)安置主機(jī)，系統(tǒng)組網(wǎng)方式是基于光纖遠(yuǎn)程傳輸傳感信號(hào)，既簡(jiǎn)單又方便，產(chǎn)品具有一定行，在隧道現(xiàn)場(chǎng)布置，不需要供電，也沒有中繼，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施簡(jiǎn)單，且使用成本低，不需要后期維護(hù)。圖1為光纖光柵探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 光纖光柵探測(cè)器

（二）紅外火焰探測(cè)儀器

紅外火焰探測(cè)器的特性：基于光譜的改變，來探測(cè)火焰光譜，其需要的檢測(cè)條件為有明火，其不能檢測(cè)出非明火火災(zāi)，不受風(fēng)速的影響，響應(yīng)時(shí)間快，布設(shè)需要控制在每50m布設(shè)一個(gè)聲光報(bào)警器，防爆等級(jí)有防爆型可以選擇，防護(hù)等級(jí)使用的探測(cè)器為IP65/IP66。

其系統(tǒng)的主要構(gòu)成較為復(fù)雜，包括綜合盤與電源盤，同時(shí)站內(nèi)還需要通信遠(yuǎn)傳設(shè)備，近距離系統(tǒng)組網(wǎng)是RS485，遠(yuǎn)距離系統(tǒng)組網(wǎng)為光纖。其應(yīng)用的條件為：需要電源支持、信號(hào)走線、防雷設(shè)備等，該系統(tǒng)檢測(cè)較為復(fù)雜，但是具有較高的檢測(cè)效果。該種火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)的綜合成本花費(fèi)相對(duì)較低，在選擇產(chǎn)品時(shí)，要根據(jù)高速公路隧道的實(shí)際情況，以及產(chǎn)品的性能，通常防爆型與高IP的產(chǎn)品，其價(jià)格成本相對(duì)較高。

（三）圖像型火災(zāi)檢測(cè)器

圖像火災(zāi)檢測(cè)器主要是基于圖像處理，通過視頻圖像中火災(zāi)物理特性分析與判斷，以火焰的顏色與紋理，以及火焰的亮度時(shí)變與閃爍頻率等參數(shù)，作為火災(zāi)探測(cè)的主要依據(jù)。其探測(cè)原理是基于圖像改變來探測(cè)火焰圖像，其檢測(cè)條件是有明火，該儀器不能檢測(cè)非明火火災(zāi)，其不受風(fēng)速的影響，但是極易受到污染物的影響，響應(yīng)的時(shí)間快，在布設(shè)該儀器時(shí)，要保證在50m處布置一個(gè)聲光報(bào)警器，并且要確保光學(xué)探測(cè)的距離，要與視角成反比。

該儀器有防爆型可以選擇，防護(hù)等級(jí)在IP65以下，該系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，主要是由電氣設(shè)備、通訊設(shè)備、線纜等構(gòu)成，在站內(nèi)還包括主機(jī)與錄像設(shè)備等，其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不持支遠(yuǎn)程視頻信號(hào)傳輸，在選擇產(chǎn)品時(shí)，要基于分辨率、防爆型號(hào)、IP等級(jí)，以及探測(cè)范圍與探測(cè)對(duì)象等，來選擇適合的產(chǎn)品，需要使用到探照燈與輔助溫度傳感器等設(shè)備。

二、高速公路隧道火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）電視監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

在高速公路隧道左右線布設(shè)攝像機(jī)，選用防水防護(hù)罩定焦攝像設(shè)備，以此實(shí)時(shí)監(jiān)控隧道道路車輛通行情況，包括車輛流量、密度等，能夠直觀的監(jiān)測(cè)到火災(zāi)事故類型，與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，可以接受隧道報(bào)警設(shè)備警報(bào)，記錄火災(zāi)情況。除此之外還要建設(shè)緊急電話系統(tǒng)與有線廣播系統(tǒng)，進(jìn)而及時(shí)掌握隧道內(nèi)部火災(zāi)情況，確保隧道內(nèi)部通訊暢通。

（二）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)時(shí)要基于高速公路隧道的特點(diǎn)，包括環(huán)境復(fù)雜、分布廣泛、維護(hù)限制因素比較多、揚(yáng)塵大等，因此在設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，要選擇能夠準(zhǔn)確報(bào)警的檢測(cè)器產(chǎn)品，確保產(chǎn)品的可靠性與安裝特性，產(chǎn)品的后期維護(hù)要小，考慮隧道的組網(wǎng)能力與管理能力，在實(shí)際使用過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況來選擇組合使用，譬如：基于光纖定溫檢測(cè)技術(shù)，建設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其主要構(gòu)成包括：激光光纖傳感器、控制主機(jī)、圖文顯示器等，其中圖文顯示器主要通過隧道連續(xù)溫度變化圖表，來顯示光纖環(huán)境溫度變化，進(jìn)而獲取光纜沿線溫度，以及火災(zāi)位置信息，進(jìn)而連續(xù)探測(cè)隧道火災(zāi)情況，光纖任意終端與控制單元保持連接，便能夠持續(xù)提供火災(zāi)位置與蔓延趨勢(shì)，監(jiān)控器則可以通過光纖定溫探測(cè)器，獲取火災(zāi)的報(bào)警位置，由于光纖光柵感溫探測(cè)儀器屬于感溫型儀器，而火焰探測(cè)儀器屬于感光探測(cè)器，因此將這兩種探測(cè)器組合在一起使用，能夠充分的發(fā)揮彼此的優(yōu)勢(shì)，提高火災(zāi)檢測(cè)的精準(zhǔn)度，能夠減少誤報(bào)率，及時(shí)的發(fā)出火災(zāi)警報(bào)，具有較高的使用可靠性，常應(yīng)用于特長(zhǎng)隧道火災(zāi)檢測(cè)工作中，其中光纖光柵感溫儀器采取線型布設(shè)方式，而紅外火焰探測(cè)器采取點(diǎn)狀布設(shè)方式，每50m處布置一個(gè)火災(zāi)聲光報(bào)警器。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，高速公路隧道火災(zāi)檢測(cè)主要包括三種方式，具體包括：光纜光刪溫度檢測(cè)器、紅外光焰檢測(cè)儀器、圖像火焰檢測(cè)儀器，由于每個(gè)檢測(cè)儀器的原理不同，且檢測(cè)的效果也都不同，因此在實(shí)際選擇的過程中，還需要結(jié)合高速公路隧道的實(shí)際情況，以及建設(shè)投資成本，選擇經(jīng)濟(jì)性最佳的檢測(cè)器，構(gòu)建火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)，以此確保檢測(cè)的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]許宏科，秦嚴(yán)嚴(yán)，楊偉松，房建武.基于火焰區(qū)域跳動(dòng)特性的高速公路隧道火災(zāi)火焰檢測(cè)方法[J].公路交通技術(shù)，2013（04）.

[2]偶建磊，田大慶，龍偉，李光耀.高速公路隧道火災(zāi)有毒氣體快速預(yù)警救援系統(tǒng)[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2014（04）.

[3]馬春城，李通，黨偉榮，李廣華.特長(zhǎng)高速公路隧道火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2016（06）.

[4]郗寧.高速公路隧道火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2012（04）.

[5]張毅聰.光纖光柵火災(zāi)報(bào)警在高速公路隧道中的應(yīng)用[J].交通科技，2015（02）.