淺議智能隧道火災(zāi)預(yù)警及消防系統(tǒng)

董文杰 朱益騰

（云南省交通科學(xué)研究院有限公司，云南 昆明 650041）

近年來(lái)，隨著我國(guó)高速公路建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，相應(yīng)的我國(guó)高速公路隧道也在成正比例的增多。因而在地形較為復(fù)雜的隧道區(qū)域，發(fā)生的交通事故數(shù)量也在增多，一則直接影響了高速公路隧道的正常運(yùn)行。二則降低了高速公路隧道運(yùn)營(yíng)的安全性。三則直接威脅了人們的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。因此在高速公路隧道中安裝智能化火災(zāi)預(yù)警以及消防系統(tǒng)，是現(xiàn)實(shí)需要。結(jié)合隧道火災(zāi)以及火險(xiǎn)的特征以及原因等因素，制定一套切合高速公路隧道的消防系統(tǒng)。本文主要依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)和平臺(tái)，采用視頻型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)以及線形光纖感溫探測(cè)技術(shù)結(jié)合的形式，實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，從而構(gòu)建一套智能化、自動(dòng)化的隧道火災(zāi)消防系統(tǒng)。切實(shí)的提高高速公路隧道運(yùn)行的安全系數(shù)，以及火災(zāi)火險(xiǎn)救援的及時(shí)性[1]。最大限度的降低高速公路隧道內(nèi)火災(zāi)的火情范圍，切實(shí)的減少人們的生命以及財(cái)產(chǎn)的損失。

1 高速公路隧道火災(zāi)的概述

針對(duì)高速公路隧道發(fā)生的火災(zāi)情況，時(shí)間上以及概率上呈現(xiàn)隨機(jī)性，一般都是毫無(wú)預(yù)兆的發(fā)生，具備很強(qiáng)的突發(fā)性?；境尸F(xiàn)如下特征：

首先從時(shí)間分布上進(jìn)行分析，大多數(shù)高速公路隧道的火災(zāi)事故分布在12 月份、1 月份、2 月份、6 月份、7 月份以及8 月份。并且較高的集中在節(jié)假日以及旅游黃金周等期間內(nèi)。12 月份、1 月份以及2 月份，氣候較為干燥，為高速公路隧道的火災(zāi)事故提供了有利的氣候環(huán)境[2]。6 月份、7 月份以及8 月份，氣溫普遍偏高，并且車流量較多，從而為高速公路隧道的火災(zāi)事故創(chuàng)造了適宜的機(jī)會(huì)。

其次從空間分布上進(jìn)行分析，高速公路隧道內(nèi)外光線明度不一致，內(nèi)部較暗，外部較亮，對(duì)于人類的眼睛和視覺(jué)上，明暗交替需要一段時(shí)間進(jìn)行調(diào)整和適應(yīng)，在這適應(yīng)的幾秒內(nèi)增加了高速公路隧道交通事故的發(fā)生概率。特別在較長(zhǎng)以及特長(zhǎng)的高速公路隧道上下坡路段，火災(zāi)事故的發(fā)生率較為集中。

最后從車輛類型以及誘因進(jìn)行分析，針對(duì)承載易燃易爆物品的車輛，很可能由于自然或者碰撞，發(fā)生的火災(zāi)事故率較高。通常車輛之間在行駛的過(guò)程當(dāng)中沒(méi)有保持良好安全的距離，或者駕駛的過(guò)程中溜號(hào)，從而造成車輛追尾，在隧道內(nèi)引發(fā)火災(zāi)事故。

2 智能隧道火災(zāi)預(yù)警及消防系統(tǒng)概述

2.1 光纖感溫探測(cè)技術(shù)概述

首先進(jìn)行光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)原理進(jìn)行概述，現(xiàn)階段，我國(guó)隧道火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中運(yùn)用光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)較為普遍和廣泛[3]。光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)的材質(zhì)統(tǒng)一是光纖材質(zhì)。組成部分主要是兩個(gè)部分，一個(gè)部分是一個(gè)測(cè)溫的主機(jī)，另一個(gè)部分是數(shù)條感溫等設(shè)施。根據(jù)實(shí)際的高速公路隧道的長(zhǎng)度，科學(xué)的進(jìn)行感溫光纖設(shè)施的分布，并設(shè)定合理的報(bào)警區(qū)間（一百米左右），從而實(shí)現(xiàn)感溫光纖對(duì)溫度的連續(xù)探測(cè)作業(yè)。與此同時(shí)，注意與視頻火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。報(bào)警區(qū)間范圍應(yīng)當(dāng)與視頻火災(zāi)探測(cè)范圍具有高度的匹配度[4]。其中光纖感溫探測(cè)技術(shù)中應(yīng)用的火災(zāi)感溫探測(cè)設(shè)備的安置位置，通常都在隧道的頂部（垂直距離一米五左右），借助光時(shí)域反射技術(shù)以及拉曼光普效應(yīng)進(jìn)行高速公路隧道頂部火災(zāi)熱氣流溫度的變化感知，從而達(dá)到隧道內(nèi)火災(zāi)探測(cè)的確定、定位、信息傳輸以及預(yù)警的功能和目的。

其次光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)具備小體積、輕重量、壽命長(zhǎng)、靈敏度高、安裝簡(jiǎn)單、修復(fù)簡(jiǎn)單以及安全性高等特性[5]。與此同時(shí)，感溫光纖材質(zhì)具備耐高溫、抗腐蝕、抗干擾、抗高壓、以及對(duì)塵土、濕度敏感度低等特性，因而可以適應(yīng)于各種不同環(huán)境下的高速公路隧道，并且在火災(zāi)發(fā)生的過(guò)程當(dāng)中，不會(huì)受到火情的影響以及環(huán)境的聚變，而改變穩(wěn)定安全的性能。光纖感溫探測(cè)技術(shù)能夠高效率的實(shí)現(xiàn)火災(zāi)定位功能，并且能夠智能化的判斷火災(zāi)的漲勢(shì)方向以及速度等因素，可是實(shí)現(xiàn)火災(zāi)全過(guò)程的實(shí)施監(jiān)測(cè)作業(yè)。

最后光纖感溫探測(cè)器具備高度的靈敏度，因此當(dāng)其他因素導(dǎo)致隧道頂部溫度較高或者溫度變化較大的情況下，光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)會(huì)判斷為發(fā)生火災(zāi)，從而不可避免的導(dǎo)致了火災(zāi)誤報(bào)的情況發(fā)生[6]。因而需要工作人員，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的氣候變化和環(huán)境情況，針對(duì)隧道內(nèi)裝置的光纖感溫探測(cè)設(shè)備進(jìn)行報(bào)警數(shù)值的調(diào)整，合理的降低系統(tǒng)的靈敏度。有效的降低系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)事故的誤報(bào)率。除此之外，隧道內(nèi)預(yù)警系統(tǒng)可以根據(jù)溫差報(bào)警以及定溫報(bào)警兩種方式結(jié)合作業(yè)的形式開(kāi)展火災(zāi)事故的判斷。對(duì)于溫度的數(shù)值確定以及溫差范圍，除了結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報(bào)，早晚溫差等，還應(yīng)當(dāng)實(shí)地考察每個(gè)隧道的車流量、尾氣、噪音以及隧道內(nèi)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)下的散熱等因素對(duì)隧道溫度的影響，從而科學(xué)的計(jì)算溫度的數(shù)值，以及溫差報(bào)警范圍。

2.2 視頻火災(zāi)探測(cè)技術(shù)概述

首先視頻火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)具備適用性強(qiáng)、直觀性、報(bào)警速度快、成本低、檢測(cè)范圍大以及安全穩(wěn)定等特性。與此同時(shí)，視頻火災(zāi)探測(cè)設(shè)備不易老化、壽命長(zhǎng)以及維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)。還可以提供工作人員其他重要的交通信息。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通過(guò)視頻，可以直觀的看到火災(zāi)的具體位置，火情的漲勢(shì)、速度、規(guī)模、蔓延的方向以及被困人員等情況?？梢院芎玫膶?shí)現(xiàn)在最短的時(shí)間內(nèi)制定適宜的救援方案，確?；鹎榈目刂啤?/p>

其次視頻型火災(zāi)探測(cè)器處于非自然光、非正常亮度的情況下，在視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備上會(huì)產(chǎn)生陰影部分，直接影響視頻火災(zāi)探測(cè)器的正常使用。并且視頻監(jiān)測(cè)器的分辨率有一定的限制條件，當(dāng)隧道內(nèi)車流量較大的情況下，會(huì)對(duì)視頻火災(zāi)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)火災(zāi)進(jìn)行判斷造成一定的干擾和影響。必要的情況下，需要針對(duì)視頻型火災(zāi)探測(cè)設(shè)備進(jìn)行隔熱等保護(hù)作業(yè)。防止火災(zāi)以及人為的破壞。

2.3 相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)概述

首先是視頻火災(zāi)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的連接，從而完成計(jì)算機(jī)端接收火災(zāi)預(yù)警信息，智能切換視頻監(jiān)控畫面，針對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄和觀測(cè)。工作人員通過(guò)視頻可以進(jìn)一步確認(rèn)火災(zāi)事故以及及時(shí)的了解具體的情況。

其次是消防設(shè)施聯(lián)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備與智能消防管理系統(tǒng)的連接，從而完成消防管理系統(tǒng)針對(duì)火情的分析，控制和分配消防設(shè)備的使用，快速的制定消防方案。

再次是防火卷閘門聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)防火卷閘門的自動(dòng)升降，有效的減少人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失。

最后是交通信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，確定火災(zāi)后，隧道外上游的交通信號(hào)燈自動(dòng)切換成紅燈，下游信號(hào)燈保持綠燈狀態(tài)，快速的實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)車輛的疏散。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)高速公路隧道應(yīng)用的智能火災(zāi)預(yù)警以及消防系統(tǒng)，提高了火災(zāi)的反應(yīng)速度，定位速度以及消防方案制定的速度等，從而更好的實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)的控制和救援行動(dòng)。