高速公路隧道火災檢測淺析

王紅巖

摘 要：隨著交通運輸行業的發展，使得高速公路建設逐漸增加，進而高速公路隧道也隨之增加，人們對高速公路運行的安全性要求也越來越高，使得加強高速公路隧道安全研究，有著現實的意義，火災是高速公路隧道運行中，極易出現的安全事故，通常采取檢測分析的方式，構件自動警報系統，進而及時發現火災情況，控制火災的發生與蔓延，本文筆者對高速公路隧道火災檢測的相關內容，做了簡單的論述。

關鍵詞：高速公路；隧道；火災檢測

高速公路隧道所處的地理環境較為復雜，且經過的地區，通常地理形態較多，其建設的主要目的是節省運行時間，才會選擇在這些區域建設，其周圍環境相對封閉，若隧道內容發生火災，則很難做到及時發現與處理，進而會造成巨大的損失，因此構建高速公路隧道火災自動檢測與報警系統，有著現實的意義。

一、高速公路隧道火災檢測常用設備

（一）光纖光柵感溫檢測器

光纖光柵主要是利用光學原理加工技術，通過在光纖材料上刻寫折射率周期分布的光學元件，該種類型的結構周期分布，能夠更改特定波長光傳輸的基本路徑，同時可以染倒轉光傳播的方向，也就是在光纖拓撲中，形成帶寬一定的反射鏡或者濾波器，該反射光波長能夠隨著溫度與環境的變化，而隨著發生改變，通過測算反射光波場的改變量，以此推算溫度值，進而實現火災檢測。

光纖光柵火災檢測的原理是通過波長的改變來探測環境溫度變化，當火災燃燒散發出熱量時，能夠檢測濃煙類活火災，受到風力的影響較大，但是不受污染物的影響，相應的時間較快，該儀器能夠檢測數公里以內火災情況，防爆等級為本安級，使用的探測器為IP68，其系統構成相對簡單，高速公路隧道現場主要設置的是探測光纜，在站內安置主機，系統組網方式是基于光纖遠程傳輸傳感信號，既簡單又方便，產品具有一定行，在隧道現場布置，不需要供電，也沒有中繼，現場實施簡單，且使用成本低，不需要后期維護。圖1為光纖光柵探測器結構示意圖。

圖1 光纖光柵探測器

（二）紅外火焰探測儀器

紅外火焰探測器的特性：基于光譜的改變，來探測火焰光譜，其需要的檢測條件為有明火，其不能檢測出非明火火災，不受風速的影響，響應時間快，布設需要控制在每50m布設一個聲光報警器，防爆等級有防爆型可以選擇，防護等級使用的探測器為IP65/IP66。

其系統的主要構成較為復雜，包括綜合盤與電源盤，同時站內還需要通信遠傳設備，近距離系統組網是RS485，遠距離系統組網為光纖。其應用的條件為：需要電源支持、信號走線、防雷設備等，該系統檢測較為復雜，但是具有較高的檢測效果。該種火災檢測系統的綜合成本花費相對較低，在選擇產品時，要根據高速公路隧道的實際情況，以及產品的性能，通常防爆型與高IP的產品，其價格成本相對較高。

（三）圖像型火災檢測器

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

該儀器有防爆型可以選擇，防護等級在IP65以下，該系統構成較為復雜，主要是由電氣設備、通訊設備、線纜等構成，在站內還包括主機與錄像設備等，其系統網絡不持支遠程視頻信號傳輸，在選擇產品時，要基于分辨率、防爆型號、IP等級，以及探測范圍與探測對象等，來選擇適合的產品，需要使用到探照燈與輔助溫度傳感器等設備。

二、高速公路隧道火災報警系統設計

（一）電視監控系統與火災報警系統聯動

在高速公路隧道左右線布設攝像機，選用防水防護罩定焦攝像設備，以此實時監控隧道道路車輛通行情況，包括車輛流量、密度等，能夠直觀的監測到火災事故類型，與火災報警系統實現實時聯動，可以接受隧道報警設備警報，記錄火災情況。除此之外還要建設緊急電話系統與有線廣播系統，進而及時掌握隧道內部火災情況，確保隧道內部通訊暢通。

（二）火災自動報警系統

在設計時要基于高速公路隧道的特點，包括環境復雜、分布廣泛、維護限制因素比較多、揚塵大等，因此在設計火災報警系統時，要選擇能夠準確報警的檢測器產品，確保產品的可靠性與安裝特性，產品的后期維護要小，考慮隧道的組網能力與管理能力，在實際使用過程中，可以根據實際情況來選擇組合使用，譬如：基于光纖定溫檢測技術，建設火災自動報警系統，其主要構成包括：激光光纖傳感器、控制主機、圖文顯示器等，其中圖文顯示器主要通過隧道連續溫度變化圖表，來顯示光纖環境溫度變化，進而獲取光纜沿線溫度，以及火災位置信息，進而連續探測隧道火災情況，光纖任意終端與控制單元保持連接，便能夠持續提供火災位置與蔓延趨勢，監控器則可以通過光纖定溫探測器，獲取火災的報警位置，由于光纖光柵感溫探測儀器屬于感溫型儀器，而火焰探測儀器屬于感光探測器，因此將這兩種探測器組合在一起使用，能夠充分的發揮彼此的優勢，提高火災檢測的精準度，能夠減少誤報率，及時的發出火災警報，具有較高的使用可靠性，常應用于特長隧道火災檢測工作中，其中光纖光柵感溫儀器采取線型布設方式，而紅外火焰探測器采取點狀布設方式，每50m處布置一個火災聲光報警器。

結語：

綜上所述，高速公路隧道火災檢測主要包括三種方式，具體包括：光纜光刪溫度檢測器、紅外光焰檢測儀器、圖像火焰檢測儀器，由于每個檢測儀器的原理不同，且檢測的效果也都不同，因此在實際選擇的過程中，還需要結合高速公路隧道的實際情況，以及建設投資成本，選擇經濟性最佳的檢測器，構建火災檢測系統，以此確保檢測的效率。

參考文獻

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