有關(guān)長隧道火災(zāi)報(bào)警技術(shù)的應(yīng)用探索

【摘要】隨著我國交通水平的提高，越來越多的長隧道開始建設(shè)，在對高速公路中機(jī)電系統(tǒng)的管理中，隧道中的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)檢測是保證隧道中火災(zāi)報(bào)警穩(wěn)定運(yùn)行，及時(shí)報(bào)警，反饋靈敏的基礎(chǔ)。本文以實(shí)際工程為基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析了長隧道火災(zāi)報(bào)警技術(shù)中的檢測方法以及檢測手段。

【關(guān)鍵詞】長隧道；火災(zāi)報(bào)警；檢測技術(shù)

1、引言

火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)是利用火災(zāi)探測器對燃燒反應(yīng)中物質(zhì)在物理、化學(xué)變化經(jīng)過分析，得到反饋信息的檢測過程。一般的報(bào)警系統(tǒng)組成主要是包括分步在隧道中的探測器，手動(dòng)按鈕以及下位機(jī)和室內(nèi)的火災(zāi)警報(bào)控制系統(tǒng)。通過這些組件之間的工作，能夠及時(shí)的預(yù)報(bào)火災(zāi)，避免由于火災(zāi)事故造成的經(jīng)濟(jì)以及財(cái)產(chǎn)損失。

對于公路機(jī)電設(shè)備的檢測系統(tǒng)，隧道中火災(zāi)報(bào)警的科學(xué)規(guī)范的安裝對于人身以及財(cái)產(chǎn)的安全有著巨大的作用，所以需要找到一套完整的檢測手段，計(jì)劃一套可行性的方案，保證檢測內(nèi)容的可靠性以及完整的體現(xiàn)隧道中的具體信息。

2、隧道火災(zāi)潛在易發(fā)性

隧道因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)的特征，呈管狀結(jié)構(gòu)，而且其內(nèi)部的空間狹小，可見度較差，再加上剛剛進(jìn)入隧道時(shí)帶來的黑洞以及黑框作用和墻對視覺的影響，在隧道中很容易發(fā)生各種交通事故，并容易引發(fā)火災(zāi)，所以隧道中這種特征構(gòu)造，造成了隧道中普遍潛在的火災(zāi)威脅。

隧道中特別是長隧道內(nèi)如果發(fā)生了火災(zāi)，假如不能及時(shí)排除危險(xiǎn)，火會向隧道兩側(cè)快速延伸，對隧道內(nèi)未能及時(shí)疏散的車造成危險(xiǎn)，劇烈燃燒帶來的熱浪和釋放的大量有毒的氣體使得隧道內(nèi)更加危險(xiǎn)，引發(fā)隧道內(nèi)的人員出現(xiàn)燒傷、窒息、中毒的危險(xiǎn)，造成隧道內(nèi)的火災(zāi)的撲滅以及醫(yī)護(hù)人員的搶救巨大困難，所以，即使再小的火災(zāi)危險(xiǎn)，也能釀成大禍。

3、火災(zāi)信息探測方法

對于火災(zāi)的探測一般是通過燃燒過程中產(chǎn)生的物理以及化學(xué)變化為基礎(chǔ)，完成對火災(zāi)的預(yù)報(bào)。通過對物質(zhì)在燃燒中的能量以及物質(zhì)的轉(zhuǎn)變?yōu)橐罁?jù)，能夠有很多不同的的探測方法。

第一：空氣離化探測法。通過對火災(zāi)中產(chǎn)生的煙進(jìn)行探測，普遍用于初期探測，但是該種探測技術(shù)易造成環(huán)境破壞。

第二：光電探測法。通過對火災(zāi)中產(chǎn)生的煙進(jìn)行探測，普遍用于初期探測，保護(hù)環(huán)境，但是要保證電子元件運(yùn)行穩(wěn)定。

第三：溫度探測法。一般用在火情初期，但是結(jié)果反饋滯后。

第四：光探測法。適用于火焰探測，但是缺少主動(dòng)性，只能對可見光探測。

第五：可燃?xì)怏w探測法。對于隧道環(huán)境中潛在火災(zāi)危險(xiǎn)進(jìn)行探測。

依據(jù)每種物質(zhì)在進(jìn)行燃燒時(shí)火災(zāi)探測的要求以及不一樣的探測方式，能夠設(shè)計(jì)很多種火災(zāi)探測器，可以劃分為感煙式，感溫式，火焰式以及可燃?xì)怏w式4種。不同的情況需要選擇不同的火災(zāi)探測器。

4、隧道火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)探測器的選擇

對于長隧道中的火災(zāi)探測器，目前普遍使用的是下面三種火災(zāi)探測器：

4.1 雙波長火災(zāi)探測器

當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火焰的一般會有紅外輻射，雙波長火災(zāi)探測器就是通過對這種紅外輻射進(jìn)行針對性檢測來判讀火災(zāi)的發(fā)生。雙波長火災(zāi)探測器通過紅外線檢測，利用具有雙窄帶濾波的紅外感應(yīng)元件，通過其中一個(gè)探測器去檢測火焰中心的特意波長，另一個(gè)探測器檢測附近周圍的其他輻射信號，綜合火焰的閃爍信號，經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的小型處理器和邏輯的運(yùn)算進(jìn)行計(jì)算分析，判斷只有與火焰的特性以及輻射波長相一致的信號才會被確認(rèn)，防止干擾因素影響報(bào)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

4.2 分布式光纖感溫探測器

分布式光纖感溫探測器使用激光拉曼散射作用以及光脈沖反射的原理完成對環(huán)境的溫度以及位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的測定。控制器使用高能激光脈沖，脈沖信號在傳輸過程中在探測器反向散射回控制器，通過光電的轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)的放大收集，在經(jīng)過計(jì)算機(jī)對隧道內(nèi)的溫度分布進(jìn)行表征，確定火災(zāi)位置。

4.3 光纖光柵探測器

光纖光柵使用光纖光柵為溫度傳感器，對火焰的波長信號進(jìn)行收集，采用數(shù)字化處理方式，使用法布羅-帕羅的計(jì)算方式對波長進(jìn)行檢測。如果處理器發(fā)現(xiàn)光纖光柵的反射波長產(chǎn)生變化，就會向報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送信息，報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)過處理確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生，報(bào)告火災(zāi)情形。以上三種探測器的詳細(xì)比較參見下表一。

表一：三種探測方式比較

比較內(nèi)容雙波長火災(zāi)探測器分布式光纖感溫探測器光纖光柵探測器

檢測方式火焰波長溫度溫度

檢測類型開關(guān)值模擬值模擬值

檢測精度最高一般較高

反應(yīng)時(shí)間最短一般（與測量的距離和精度有關(guān)）較短（不受檢測距離和精度影響）

檢測不足僅能用于沒有遮擋明火與隧道內(nèi)的風(fēng)有關(guān)與隧道內(nèi)風(fēng)有關(guān)

使用時(shí)間長一般最長

系統(tǒng)價(jià)格最高最低一般

與檢測主機(jī)連接點(diǎn)對點(diǎn)連接通訊口或者點(diǎn)對點(diǎn)連接通訊口或者點(diǎn)對點(diǎn)連接

系統(tǒng)穩(wěn)定性穩(wěn)定需要定時(shí)維護(hù)穩(wěn)定

安全性較低高高

維護(hù)性需要對探頭定期清潔簡單簡單

5、系統(tǒng)設(shè)施布置

火災(zāi)報(bào)警探測器應(yīng)該分布在隧道的一側(cè)，每隔100m布置一個(gè)探測器。行車的隧道中可以安裝雙波長探測器以及加裝手動(dòng)報(bào)警器，雙波長報(bào)警器以及手動(dòng)按鈕需要安裝在統(tǒng)一的模塊箱中，然后布設(shè)在隧道的兩邊。感溫光纖探測器可以布置在管線以及各種設(shè)備的頂端。聲光探測器可以布置在隧道中的逃生道以及隱藏的通信安全門出的側(cè)壁上，可以用在事故發(fā)生時(shí)引導(dǎo)緊急的撤離。

除上探測器，還可以在隧道中安裝智能型溫度探測器、智能感煙探測器、線型溫度探測器、手動(dòng)報(bào)警緊急按鈕、聲光報(bào)警器及區(qū)域顯示屏幕。通過這些設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用，既可以達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，又可以及時(shí)分析災(zāi)情，輔助采取緊急措施。本系統(tǒng)具體的功能包括以下三項(xiàng)：

5.1 報(bào)警功能

本系統(tǒng)能夠?qū)Π惭b在隧道中的火焰探測器，溫度探測器以及手動(dòng)和自動(dòng)報(bào)警按鈕的信息進(jìn)行分析，對隧道可能存在的火災(zāi)隱患及時(shí)的語氣判斷，并做出準(zhǔn)確的預(yù)警。

5.2 聯(lián)動(dòng)控制及反饋功能

第一：對隧道內(nèi)的消防栓的管理作用。通過對隧道內(nèi)分布的消防栓的開關(guān)，提示消防栓的具體工作位置，對消防栓工作狀態(tài)進(jìn)行檢測。

第二：對隧道內(nèi)的氣體滅火裝置的管理作用?？梢员O(jiān)控氣體滅火系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

第三：對隧道內(nèi)噴霧滅火裝置的管理作用。通過對隧道內(nèi)的噴霧滅火器的控制，控制噴霧器的開關(guān)，反饋流水閥的工作狀況，對出現(xiàn)問題的噴霧器及時(shí)反饋。

第四：對隧道內(nèi)相關(guān)其他系統(tǒng)的管理作用。通過對隧道內(nèi)各個(gè)相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對隧道內(nèi)火災(zāi)情況的及時(shí)控制，并實(shí)施及時(shí)有效的針對措施。

5.3 顯示功能

顯示功能主要指對隧道內(nèi)火情以及各個(gè)設(shè)備，系統(tǒng)的工作狀態(tài)能夠同步反應(yīng)在大屏幕，能夠有助于工作人員及時(shí)對隧道內(nèi)火災(zāi)情況作出判斷，制定科學(xué)的搶險(xiǎn)策略。

6、結(jié)語

我國的公路的長隧道的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與西方發(fā)達(dá)國家，長隧道僅僅在上世紀(jì)90年代才真正開始建設(shè)，所以無論從經(jīng)驗(yàn)還是設(shè)備都還有許多不足，特別是對隧道內(nèi)發(fā)生的各種問題更是缺乏科學(xué)的的防范。為了在長隧道方面，尤其是對隧道的安全管理方面達(dá)到更高的水準(zhǔn)，對隧道進(jìn)行綜合的分析是十分必要的。伴隨著我國技術(shù)的飛速發(fā)張，各種新的技術(shù)，設(shè)備的出現(xiàn)，我國的隧道技術(shù)必然能夠更快，更科學(xué)，更穩(wěn)定的發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。