城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警技術(shù)研究

秦小光

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300251)

城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警技術(shù)研究

秦小光

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300251)

針對城市鐵路隧道主要災(zāi)害及其特點，對城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警技術(shù)進行分析研究，提出適合我國城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)的技術(shù)方案，系統(tǒng)應(yīng)集隧道數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制、管理及隧道日常養(yǎng)護于一體，使視頻、音頻、無線頻道、控制數(shù)據(jù)在一體化軟件平臺上實現(xiàn)綜合監(jiān)控，為鐵路隧道行車安全提供保障。

城市鐵路隧道;防災(zāi)救援;監(jiān)控;報警

1 概述

與城市軌道交通地下隧道類似，城市鐵路地下隧道修建于城市地下，是一種合理利用城市空間、優(yōu)化軌道路網(wǎng)、緩解城市交通壓力的有效公共交通工具，但因受車站規(guī)模、列車運輸性質(zhì)、列車運量等因素影響，城市鐵路隧道工程土建、車輛、設(shè)備設(shè)施有別于城市軌道交通地下隧道工程。

城市鐵路隧道工程有以下特點:(1)站間距大，地下隧道較長。北京站至北京西站地下直徑線全長9.156 km(隧道部分7.285 km)，天津站至天津西站地下直徑線全長約5.2 km(隧道部分3.61 km)，晉祠隧道全長8.8 km，太西隧道全長3.36 km，較一般城市地鐵隧道1.0～1.5 km要長，隧道系統(tǒng)也相對復雜。(2)風險點多、風險度大。城市鐵路隧道下穿城市江河、湖泊、橋梁、街道、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)等建筑物，建設(shè)風險點多，防災(zāi)救援難度大、事故影響面廣，災(zāi)害風險度大。(3)車輛運行速度快，城市鐵路隧道中客貨車運行速度大于80 km/h，甚至到達200 km/h以上，遠高于城市軌道交通40～80 km/h的運行速度。因為上述原因，城市鐵路隧道防災(zāi)救援疏散系統(tǒng)尤顯重要。

2 致災(zāi)因素分析及防災(zāi)救援監(jiān)控與報警技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1 致災(zāi)因素分析

城市鐵路隧道災(zāi)害根據(jù)其表現(xiàn)形態(tài)分為自然災(zāi)害、行車事故、線路病害、環(huán)境破壞和人為破壞5種。本文主要研究自然災(zāi)害的防災(zāi)救援技術(shù)，城市鐵路隧道涉及致災(zāi)因素有火災(zāi)、水災(zāi)、地震、隧道口異物侵限、有害氣體等多種，尤其火災(zāi)因素更為突出。

火災(zāi)是影響鐵路運輸安全的主要因素，火災(zāi)不但能燒掉物質(zhì)財富，中斷運輸生產(chǎn)，打亂運輸秩序，甚至還會奪去人們的生命和健康，造成強烈的社會影響和無法挽回的經(jīng)濟損失。尤其是城市鐵路隧道，一旦發(fā)生火災(zāi)，由于隧道空間小，近似處于密閉狀態(tài)，不能自然排煙，煙霧較大，燃燒產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，火勢發(fā)展迅速;同時列車乘載人員密度大，隧道橫斷面小，道路狹窄，人員和物資疏散極其困難，消防人員也很難接近火源進行撲救。城市鐵路隧道多處于繁華市區(qū)，火災(zāi)事故影響面廣，災(zāi)害造成城市損失大，火災(zāi)是城市鐵路隧道的首要致災(zāi)因素。

水災(zāi)主要指鐵路隧道漏水、涌水，水害會導致隧道襯砌裂損、鋪底/仰拱破碎，漏水結(jié)冰會導致侵限，城市鐵路隧道建于城市地下，部分區(qū)段下穿河道湖泊，隧道漏水積水影響行車安全，水災(zāi)也是城市鐵路隧道致災(zāi)因素之一。

地震是由于地球某有限區(qū)域能量的突然釋放而引起地球表層振動的一種地質(zhì)現(xiàn)象，概率雖然小，但其發(fā)生時對鐵路路基、隧道結(jié)構(gòu)等各種設(shè)施的破壞性非常嚴重。一定強度的地震會對高速運行的列車造成脫軌、傾覆等影響。地震也是城市鐵路隧道的致災(zāi)因素之一。

隧道口山體滑坡、滾石等，沖破防護網(wǎng)，落至鐵路限界內(nèi)，會危害運行列車造成高速運行的列車脫軌、傾覆，對高速運行列車的危害嚴重，異物侵限也是城市鐵路隧道的致災(zāi)因素之一。

易燃易爆、有毒有害氣體主要是從鐵路隧道圍巖中析出的氣體和機車燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣，氣體種類主要有瓦斯、CO、SO2等，這些氣體滯留于隧道內(nèi)，隨時間濃度逐漸加深，危害旅客、司機、乘務(wù)人員、維護維修人員的身體健康，并容易誘發(fā)火災(zāi)事故，是城市鐵路隧道致災(zāi)因素之一。

圖1 城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警系統(tǒng)

2.2 防災(zāi)救援監(jiān)控及報警技術(shù)發(fā)展趨勢

城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警系統(tǒng)是運用多種探測技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對隧道災(zāi)害進行自動探測、災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害報警，并實施聯(lián)動救災(zāi)和智能疏

散指揮的自動化系統(tǒng)，能有效地進行防災(zāi)救災(zāi)，減少災(zāi)害損失。早在20世紀60年代，歐美日等發(fā)達國家就相繼開展隧道監(jiān)控及報警技術(shù)的研究，并根據(jù)各自情況先后開發(fā)了相應(yīng)的隧道監(jiān)控與報警系統(tǒng)，取得了一定研究和應(yīng)用成果。

日本新干線鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控系統(tǒng)在隧道內(nèi)設(shè)置火警探測、氣流檢測、通風控制、照明控制等監(jiān)測設(shè)備，進行實時監(jiān)測，通過傳輸系統(tǒng)處理報警信息，傳送至調(diào)度中心中央系統(tǒng)，行車調(diào)度、電力調(diào)度、工務(wù)調(diào)度直接監(jiān)視報警信號。

德國高速鐵路新線上設(shè)置防災(zāi)報警系統(tǒng)，包括熱軸探測報警、隧道氣流探測報警、火災(zāi)探測報警、隧道口坍方探測報警、隧道內(nèi)應(yīng)急通信。

我國隨著鐵路建設(shè)發(fā)展，陸續(xù)開展多次隧道防災(zāi)救援技術(shù)研究，多針對山嶺隧道，由于城市隧道特殊性較強，目前還沒有針對的技術(shù)標準。項目建設(shè)時，多進行消防性能化設(shè)計一事一議。

3 城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警技術(shù)

3.1 總體原則

我國城市鐵路隧道防災(zāi)系統(tǒng)以預(yù)防火災(zāi)為主，同時預(yù)防水災(zāi)、地震、異物侵限、有毒有害氣體等多種災(zāi)害，主要技術(shù)有隧道口異物侵限監(jiān)測、地震區(qū)定點監(jiān)測、熱軸監(jiān)測、火災(zāi)監(jiān)測報警、應(yīng)急疏散、視頻監(jiān)控、應(yīng)急通信、防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控等。

我國城市鐵路隧道為火災(zāi)報警一級保護對象，火災(zāi)自動報警技術(shù)方案貫徹“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的方針，按同一時間內(nèi)發(fā)生一次災(zāi)害考慮，負責災(zāi)害監(jiān)測與報警，聯(lián)動控制防災(zāi)救援設(shè)備，及時排除災(zāi)害，組織指揮搶險救援。

3.2 系統(tǒng)構(gòu)成及主要功能

城市鐵路隧道通過一體化管控平臺將隧道防災(zāi)報警系統(tǒng)和隧道防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)集成，組成城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警系統(tǒng)。如圖1所示。

(1)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

隧道火災(zāi)自動報警系統(tǒng)采用集中式報警系統(tǒng)，實現(xiàn)火災(zāi)自動探測、報警及消防通信功能。該系統(tǒng)在相鄰主控車站消防控制室設(shè)置集中火災(zāi)報警控制器、光纖測溫主機、監(jiān)控工作站、消防電話主機。在隧道兩側(cè)頂部設(shè)置感溫光纖火災(zāi)探測器，隧道兩側(cè)消火栓旁設(shè)置消火栓啟泵按鈕、手動報警按鈕和消防電話插孔，在隧道區(qū)間設(shè)備機房設(shè)置區(qū)域報警控制器。集中火災(zāi)報警控制器和區(qū)域報警控制器通過光纖組成環(huán)網(wǎng)。

消防電話系統(tǒng)主要包括消防電話總機(設(shè)置在相鄰主控車站消防控制室)、消防電話分機(設(shè)置在區(qū)間隧道)及通信電纜等組成，隧道區(qū)間內(nèi)消防電話分機間隔100m設(shè)置，與消火栓按鈕及區(qū)間手動報警按鈕結(jié)合安裝。

按運營需求可在相鄰主控車站行車控制室設(shè)FAS系統(tǒng)復式監(jiān)控工作站，同時在另一端相鄰車站的消防控制室設(shè)復示監(jiān)控工作站，在兩個車站都能實現(xiàn)全線報警信息的監(jiān)視，同時設(shè)置通信接口，向調(diào)度中心傳送報警信息。

在區(qū)間隧道變電所設(shè)置獨立氣體滅火監(jiān)控系統(tǒng)，包括氣體滅火控制盤、聲光報警器、緊急啟停按鈕、放氣指示燈和監(jiān)視控制模塊、感溫探測器、感煙探測器等，用于監(jiān)視氣體滅火保護房間，聯(lián)動氣體滅火系統(tǒng)，并將信息傳送至火災(zāi)報警控制器。變電所電纜夾層和電纜通道等電纜密集的區(qū)域設(shè)置感溫電纜，每根感溫電纜長度≤150m，采用蛇形布置方式。

隧道火災(zāi)自動報警系統(tǒng)主要完成區(qū)間隧道火災(zāi)自動報警及發(fā)生火災(zāi)時的消防設(shè)備的聯(lián)動控制?；馂?zāi)報警控制器接收來自感溫光纖探測系統(tǒng)和手動報警按鈕等的報警信號或故障信號，提供報警、故障、分區(qū)位置等信息，并將這些信號傳送至監(jiān)控工作站，在工作站上進行報警顯示，經(jīng)確認后采取相應(yīng)措施。

(2)水位監(jiān)測系統(tǒng)

軌道上有積水，損害路基壽命，在隧道里有漬水，威脅列車運行安全。當城市鐵路隧道下穿江河、湖泊等的水域時，宜在進出水域的鐵路隧道兩端防淹門處及隧道內(nèi)低點設(shè)置水位傳感器，監(jiān)測隧道內(nèi)積水量。當發(fā)生積水時，發(fā)出預(yù)報警信號;當積水水位危害列車行駛安全時，警笛報警，經(jīng)人工確認后，關(guān)閉防淹門。

(3)地震監(jiān)測系統(tǒng)

在地震動峰值加速度≥0.1g的鐵路區(qū)段，設(shè)置地震加速度計及強震動記錄器等地震信息采集設(shè)備，實時監(jiān)測地震波，當?shù)卣鸩ǔ^報警閥值時產(chǎn)生報警信號。同時地震監(jiān)測系統(tǒng)與國家地震部門和相鄰線地震系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)地震信息的統(tǒng)一分析處理，具有預(yù)警、報警及聯(lián)動觸發(fā)功能，在地震災(zāi)害時，能有效控制信號系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)動作，防止運行列車進入隧道，減少地震災(zāi)害引發(fā)列車事故。

(4)隧道口異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)

在兩端隧道口分別設(shè)置雙電網(wǎng)傳感器，監(jiān)測滾石、落物等異物侵限事故，通過現(xiàn)場監(jiān)控單元上傳至防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)進行綜合分析處理，根據(jù)災(zāi)害強度生成各類報警、預(yù)警信息以及相應(yīng)的行車管制預(yù)案，輔助行車調(diào)度和工務(wù)值班人員進行指揮。

(5)氣體/氣流監(jiān)測系統(tǒng)

為了保障鐵路相關(guān)人群的健康生存和正常工作，防止有毒有害氣體對人體造成的傷害，城市鐵路隧道內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置易燃易爆氣體和有毒有害氣體探測器，并聯(lián)動風機控制有毒有害氣體濃度。根據(jù)鐵路相關(guān)規(guī)定:隧道內(nèi)一氧化碳最高容許濃度為30 mg/m3;在特殊情況下，施工人員必須進入工作面時，濃度可為100 mg/m3;但工作時間不得大于30 min;CO2按體積計不得大于0.5%;氮氧化物(換算成NO2)為5mg/m3以下。

3.3 城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控系統(tǒng)

城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控系統(tǒng)主要由隧道消防聯(lián)動控制系統(tǒng)和隧道防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成，并配套設(shè)置應(yīng)急通信系統(tǒng)、應(yīng)急廣播系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

隧道消防聯(lián)動控制系統(tǒng)為牽頭系統(tǒng)，在確認火災(zāi)報警后，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生位置，按預(yù)先編制控制程序發(fā)布救災(zāi)指令，對消防設(shè)備進行聯(lián)動控制。主要聯(lián)動設(shè)備有:(1)通風排煙系統(tǒng)。通風排煙設(shè)備為正常工況、阻塞工況和火災(zāi)工況共用設(shè)備，由防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)直接控制，隧道消防聯(lián)動控制系統(tǒng)和隧道防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)間設(shè)置可靠接口，火災(zāi)時，防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)接收火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的聯(lián)動控制指令，將設(shè)備轉(zhuǎn)為災(zāi)害模式下運行。(2)消防水泵系統(tǒng)。城市鐵路隧道消防泵采用主備方式，設(shè)于隧道內(nèi)或隧道外水泵房，隧道內(nèi)每隔50m設(shè)置消火栓箱，并配有消火栓報警按鈕、啟泵按鈕，現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時，可向火災(zāi)自動報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，同時啟動消防泵，點亮消火栓啟泵顯示燈。(3)切除非消防電源，火災(zāi)時，通過現(xiàn)場模塊控制變電所低壓柜或現(xiàn)場配電箱內(nèi)的分勵脫扣器，切斷非消防回路電源，防止次生火災(zāi)發(fā)生。(4)應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括隧道兩側(cè)的疏散照明和疏散標志，保證地面最低照度≥0.5 Lx，并設(shè)置帶有2 h容量蓄電池的應(yīng)急電源柜作為備用電源。應(yīng)急照明為常亮設(shè)置，火災(zāi)發(fā)生時，仍保持疏散標識照明和疏散照明點亮，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)具有集中強啟應(yīng)急照明的功能。(5)應(yīng)急通信系統(tǒng)，在隧道內(nèi)每隔600 m設(shè)置緊急呼救電話機，同時隧道內(nèi)設(shè)置消防無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)，與消防控制室聯(lián)系。在消防控制室設(shè)置有線及無線電話設(shè)備，與市消防部門、110、120、鐵路局調(diào)度所、列車司機聯(lián)系，進行救援指揮。(6)應(yīng)急廣播系統(tǒng)和綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，

隧道防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對城市鐵路隧道內(nèi)通風排煙、給排水、照明等設(shè)備進行遠程監(jiān)控管理，保證防災(zāi)救援設(shè)備的正常使用。系統(tǒng)采用分級、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)現(xiàn)場分散控制、救援中心集中管理的模式，具有防災(zāi)救援設(shè)備實時監(jiān)控、故障報警、應(yīng)急操作、統(tǒng)一維管的功能;具有正常模式、阻塞模式、故障模式、維護模式等多種運行方式;發(fā)生災(zāi)害時，優(yōu)先轉(zhuǎn)為災(zāi)害模式運行;可以手動和自動方式實現(xiàn)單獨控制、聯(lián)鎖控制、模式控制等控制方式。

3.4 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案

城市鐵路隧道距離長，電磁干擾大，環(huán)境惡劣，維修維護不方便，防災(zāi)救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用光纖組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計，一般采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)或雙總線工業(yè)以太網(wǎng)。系統(tǒng)與兩端車站連接，在車站消防控制室設(shè)防災(zāi)救援中心，根據(jù)管轄范圍以其中一端車站為主監(jiān)控，另一端為輔助監(jiān)視。

3.4.2 火災(zāi)探測技術(shù)

城市鐵路隧道工程火災(zāi)探測可采用點式感煙/感溫探測器、線型感溫探測器(線型感溫光纖/光柵火災(zāi)探測器、纜式線型感溫探測器)、火焰探測器、圖像火災(zāi)探測器等方式，借鑒公路隧道火災(zāi)探測運用經(jīng)驗，結(jié)合鐵路隧道和鐵路運營的特點，對以上探測技術(shù)比選見表1。

表1 火災(zāi)探測技術(shù)的選擇

火災(zāi)發(fā)生的部位、燃料類型及探測原理是影響火災(zāi)探測系統(tǒng)對隧道火災(zāi)響應(yīng)時間的重要因素，城市鐵路隧道長，隧道口/救援站距離車站遠，車速快，車輛密度大，隧道內(nèi)可燃物較少，主要是區(qū)間強弱電電纜/光纜、隧道機房電氣設(shè)備、機車車輛和裝載的客貨物。1987年鐵道部就開始進行了“長隧道火災(zāi)報警與消防方法的研究”，1993年在秦嶺隧道開展長隧道熔纜式定溫自動報警系統(tǒng)研究，利用熔纜中線路在受局部高溫溶化短路的特性進行隧道火災(zāi)探測;1997年以南昆線米花嶺隧道為依托，開展隧道消防技術(shù)研究，以自行設(shè)計的光纖熱敏傳感器(OHS)為基礎(chǔ)，研制了“光纖熱敏傳感報警系統(tǒng)”，并進行了工程實踐。為適應(yīng)基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展，火災(zāi)自動報警技術(shù)也在不斷完善。目前線型光纖或光柵感溫火災(zāi)探測器成為探測隧道火災(zāi)的較有效方法之一，我國《公路隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)技術(shù)條件》(JT/T610—2004)規(guī)定隧道內(nèi)傳感器選擇線型感溫傳感器，城市軌道交通工程地下區(qū)間隧道也采用線型感溫傳感器進行火災(zāi)探測。根據(jù)鐵路運輸?shù)奶攸c，本著經(jīng)濟適用的原則，在隧道機房可選擇采用點式感煙/感溫探測器，在隧道軌行區(qū)可選擇采用線型感溫光纖火災(zāi)探測器作為城市鐵路隧道工程火災(zāi)探測方式。

3.4.3 隧道積水探測技術(shù)

水位傳感器分為接觸式和非接觸式兩類，接觸式的有靜壓/差壓液位傳感器、浮球式液位傳感器、磁性液位傳感器等，非接觸式的有超聲波液位傳感器，雷達液位傳感器等。城市鐵路隧道工程水位探測和排水應(yīng)選用可用性高的方案，確保隧道內(nèi)不積水，不影響行車。如采用浮球式液位傳感器和超聲波液位傳感器相結(jié)合的方案，排水泵采用主備方式，冗余電源供電等，避免一類傳感器漏報積水、主排水泵故障或一路電源事故，造成影響行車的事故發(fā)生。

3.4.4 應(yīng)急通信技術(shù)

城市鐵路隧道應(yīng)急通信技術(shù)包括應(yīng)急電話、應(yīng)急廣播和視頻監(jiān)控。應(yīng)急通信采用有線通信和無線通信相結(jié)合的原則，有線電話終端結(jié)合緊急救援站、橫通道、避難所、緊急出口、洞室、隧道洞口等設(shè)置情況按照500m間隔設(shè)置，在設(shè)置有線應(yīng)急電話系統(tǒng)的同時，充分利用鐵路專用移動通信系統(tǒng)(GSM－R)和450MHz無線列調(diào)等無線通信手段。在隧道兩端的出入口、緊急救援站等用于集中疏散的地點設(shè)置應(yīng)急廣播和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并納入相鄰主控車站廣播及綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)。行車指揮人員、車站值班人員等相關(guān)操作人員通過綜合視頻監(jiān)控平臺調(diào)看隧道口圖像，確認列車安全駛?cè)?、駛出，確認有無人員進出，當發(fā)生事故進行救援疏散時，對隧道口發(fā)生的緊急情況做出直觀判定，進行統(tǒng)一指揮。

3.4.5 后備應(yīng)急技術(shù)

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用具備高可靠性、容錯性、可維護性的工業(yè)級控制設(shè)備，具備抗電磁干擾能力，以適用隧道現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，主控制器宜采用冗余結(jié)構(gòu)，并采用后備應(yīng)急設(shè)計，在鐵路隧道緊急救援站設(shè)置緊急后備盤，盤面以火災(zāi)工況操作為主，操作程序簡便直接，對火災(zāi)通風排煙模式進行集中操控。鐵路隧道火災(zāi)模式復雜，涉及風機、風閥等設(shè)備多，人工手動逐個操作相關(guān)設(shè)備，手續(xù)復雜，通過緊急后備盤操作方便，又提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了災(zāi)害影響。

3.4.6 熱軸探測技術(shù)

列車運行過程中，車軸與軸承摩擦產(chǎn)生熱量，當車軸與軸承間出現(xiàn)故障時，摩擦力增大，產(chǎn)生的熱量隨之增加，軸箱的溫度也隨之升高，容易引發(fā)火災(zāi)。日本鐵路在隧道進口設(shè)置紅外線溫度式火災(zāi)探測器和減光率式煙霧探測器，檢測列車外部火災(zāi)。我國鐵路在鐵路線路軌道旁設(shè)置紅外線軸溫探測裝置，采用輻射測溫技術(shù)，在列車進入隧道前對軸承進行檢測，對“熱軸”進行報警。該技術(shù)為非接觸式、靈敏度高、檢測速度快，簡單成熟，易于實現(xiàn)。同時在隧道口設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對進入隧道列車圖像進行輔助監(jiān)控。

3.4.7 隧道口異物侵限監(jiān)測技術(shù)

隧道口異物侵限監(jiān)測技術(shù)有雙電網(wǎng)傳感器、線型光纖/光柵傳感器、雷達探測器、紅外探測器、圖像探測器等，針對以上探測技術(shù)比選見表2。

表2 隧道口異物侵限監(jiān)測技術(shù)的比選

目前在鐵路隧道口應(yīng)用比較成熟的是雙電網(wǎng)傳感器，但是由于影響落石下落軌跡的因素復雜，落石彈跳改變原運行軌跡，易造成誤報影響行車，可根據(jù)需要采取加長明洞、設(shè)置主動和被動防護網(wǎng)，設(shè)置視頻監(jiān)控、定期巡檢等加強措施。

4 結(jié)語

城市鐵路隧道建設(shè)應(yīng)結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)特點、運營環(huán)境、氣象條件、地質(zhì)狀況，深入分析城市鐵路隧道運營安全需求，充分利用先進技術(shù)，建立可靠性高、使用性強的城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控與報警系統(tǒng)，為隧道行車指揮、設(shè)備維修和應(yīng)急救援等相關(guān)安全決策提供技術(shù)支持，及時處理隧道安全隱患，預(yù)防和監(jiān)控在隧道內(nèi)發(fā)生的災(zāi)害事件，重點防范和有效控制對隧道行車安全造成重大危害的列車脫軌和火災(zāi)爆炸事故，系統(tǒng)應(yīng)集隧道數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制、管理及隧道日常養(yǎng)護于一體，使視頻、音頻、無線頻道、控制數(shù)據(jù)在一體化軟件平臺上實現(xiàn)綜合監(jiān)控，為鐵路隧道行車安全提供保障。隨著計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)、通訊技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，完善城市鐵路隧道安全基礎(chǔ)設(shè)施與措施、機車車輛安全技術(shù)措施、以及隧道運營安全操作規(guī)程，全方面實現(xiàn)城市鐵路隧道防災(zāi)救援監(jiān)控及報警。

［1］GB50116—98，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］．

［2］鐵總建設(shè)［2013］86號，鐵路自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)工程設(shè)計暫行規(guī)定［S］．

［3］TJ/GW088—2013，高速鐵路自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)總體技術(shù)方案(暫行)［S］．

［4］鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司．高速鐵路工程防災(zāi)救援設(shè)計有關(guān)標準的研究［R］．天津:鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，2012．

［5］鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司．新建鐵路天津西站至天津站地下直徑線工程施工圖［R］．天津:鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，2012．

［6］中國建筑科學研究院建筑防火研究所，建研防火設(shè)計性能化評估中心有限公司，安世亞太科技(北京)有限公司．天津西站至天津站地下直徑線消防性能化設(shè)計報告［R］．2009．

［7］錢生校，劉淑芳．鐵路隧道防災(zāi)安全監(jiān)控與應(yīng)急救援保障信息系統(tǒng)研究［J］．中國鐵路，2009(10):44－46．

［8］李磊，劉松濤．城市鐵路隧道消防安全設(shè)計技術(shù)研究［J］．鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2010(4):101－104．

［9］曾國保．城市鐵路隧道防災(zāi)疏散及消防方案［J］．鐵道工程學報，2010(8):104－107．

［10］汪海．地鐵區(qū)間隧道火災(zāi)與防范［J］．城市軌道交通研究，2011(10):18－20．

［11］李海，李漾，劉盛豪．地鐵隧道火災(zāi)聯(lián)動功能聯(lián)調(diào)方法探討［J］．城市軌道交通研究，2010(07):43－46．

［12］楊劍．鐵路隧道防災(zāi)救援系統(tǒng)電氣設(shè)計［J］．鐵道標準設(shè)計，2013(2):110－114．

Research on M onitoring and Alarm ing Technology for Disaster Prevention and Rescue in Urban Railway Tunnel

QIN Xiao-guang

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation，Tianjin 300251，China)

Focusing on the main disasters and their characteristics in urban railway tunnels，this paper conducted an analytical research on monitoring and rescue technology for disaster prevention and rescue in urban railway tunnel，and then proposed a technical plan which is suitable for our country'smonitoring system and alarming system for disaster prevention and rescue．This papermade a proposal as follows:an ideal system should be so smart that it can integrate tunnel data collection，monitoring，controlling，management and tunnel's routinemaintenance，and should be used for comprehensivemonitoring upon an integrated software platform，including video frequency，audio frequency，radio frequency and control data，ensuring the safety of railway operation in tunnels．

urban railway tunnel;disaster prevention and rescue;monitoring;alarming

U456.3+3

A

10．13238/j．issn．1004－2954．2014．03．025

1004－2954(2014)03－0105－05

2013－11－28

秦小光(1969—)，男，高級工程師，1992年畢業(yè)于西南交通大學自動控制專業(yè)，工學學士，E-mail:qinxiaoguang@tsdig．com。