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
[1]許宏科,秦嚴嚴,楊偉松,房建武.基于火焰區域跳動特性的高速公路隧道火災火焰檢測方法[J].公路交通技術,2013(04).
[2]偶建磊,田大慶,龍偉,李光耀.高速公路隧道火災有毒氣體快速預警救援系統[J].消防科學與技術,2014(04).
[3]馬春城,李通,黨偉榮,李廣華.特長高速公路隧道火災自動報警系統設計研究[J].公路交通科技(應用技術版),2016(06).
[4]郗寧.高速公路隧道火災自動報警系統可靠性設計[J].公路交通科技(應用技術版),2012(04).
[5]張毅聰.光纖光柵火災報警在高速公路隧道中的應用[J].交通科技,2015(02).