淺議智能隧道火災預警及消防系統

董文杰 朱益騰

（云南省交通科學研究院有限公司，云南 昆明 650041）

近年來，隨著我國高速公路建設規模的持續擴大，相應的我國高速公路隧道也在成正比例的增多。因而在地形較為復雜的隧道區域，發生的交通事故數量也在增多，一則直接影響了高速公路隧道的正常運行。二則降低了高速公路隧道運營的安全性。三則直接威脅了人們的生命和財產的安全。因此在高速公路隧道中安裝智能化火災預警以及消防系統，是現實需要。結合隧道火災以及火險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。本文主要依托于計算機技術和平臺，采用視頻型火災探測技術以及線形光纖感溫探測技術結合的形式，實現消防系統中各個設備的聯動，從而構建一套智能化、自動化的隧道火災消防系統。切實的提高高速公路隧道運行的安全系數，以及火災火險救援的及時性[1]。最大限度的降低高速公路隧道內火災的火情范圍，切實的減少人們的生命以及財產的損失。

1 高速公路隧道火災的概述

針對高速公路隧道發生的火災情況，時間上以及概率上呈現隨機性，一般都是毫無預兆的發生，具備很強的突發性?；境尸F如下特征：

首先從時間分布上進行分析，大多數高速公路隧道的火災事故分布在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假日以及旅游黃金周等期間內。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事故提供了有利的氣候環境[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事故創造了適宜的機會。

其次從空間分布上進行分析，高速公路隧道內外光線明度不一致，內部較暗，外部較亮，對于人類的眼睛和視覺上，明暗交替需要一段時間進行調整和適應，在這適應的幾秒內增加了高速公路隧道交通事故的發生概率。特別在較長以及特長的高速公路隧道上下坡路段，火災事故的發生率較為集中。

最后從車輛類型以及誘因進行分析，針對承載易燃易爆物品的車輛，很可能由于自然或者碰撞，發生的火災事故率較高。通常車輛之間在行駛的過程當中沒有保持良好安全的距離，或者駕駛的過程中溜號，從而造成車輛追尾，在隧道內引發火災事故。

2 智能隧道火災預警及消防系統概述

2.1 光纖感溫探測技術概述

首先進行光纖感溫探測系統原理進行概述，現階段，我國隧道火災預警系統中運用光纖感溫探測系統較為普遍和廣泛[3]。光纖感溫探測系統的材質統一是光纖材質。組成部分主要是兩個部分，一個部分是一個測溫的主機，另一個部分是數條感溫等設施。根據實際的高速公路隧道的長度，科學的進行感溫光纖設施的分布，并設定合理的報警區間（一百米左右），從而實現感溫光纖對溫度的連續探測作業。與此同時，注意與視頻火災探測系統的協調性。報警區間范圍應當與視頻火災探測范圍具有高度的匹配度[4]。其中光纖感溫探測技術中應用的火災感溫探測設備的安置位置，通常都在隧道的頂部（垂直距離一米五左右），借助光時域反射技術以及拉曼光普效應進行高速公路隧道頂部火災熱氣流溫度的變化感知，從而達到隧道內火災探測的確定、定位、信息傳輸以及預警的功能和目的。

其次光纖感溫探測系統具備小體積、輕重量、壽命長、靈敏度高、安裝簡單、修復簡單以及安全性高等特性[5]。與此同時，感溫光纖材質具備耐高溫、抗腐蝕、抗干擾、抗高壓、以及對塵土、濕度敏感度低等特性，因而可以適應于各種不同環境下的高速公路隧道，并且在火災發生的過程當中，不會受到火情的影響以及環境的聚變，而改變穩定安全的性能。光纖感溫探測技術能夠高效率的實現火災定位功能，并且能夠智能化的判斷火災的漲勢方向以及速度等因素，可是實現火災全過程的實施監測作業。

最后光纖感溫探測器具備高度的靈敏度，因此當其他因素導致隧道頂部溫度較高或者溫度變化較大的情況下，光纖感溫探測系統會判斷為發生火災，從而不可避免的導致了火災誤報的情況發生[6]。因而需要工作人員，根據當地實際的氣候變化和環境情況，針對隧道內裝置的光纖感溫探測設備進行報警數值的調整，合理的降低系統的靈敏度。有效的降低系統對火災事故的誤報率。除此之外，隧道內預警系統可以根據溫差報警以及定溫報警兩種方式結合作業的形式開展火災事故的判斷。對于溫度的數值確定以及溫差范圍，除了結合當地的天氣預報，早晚溫差等，還應當實地考察每個隧道的車流量、尾氣、噪音以及隧道內設施運行狀態下的散熱等因素對隧道溫度的影響，從而科學的計算溫度的數值，以及溫差報警范圍。

2.2 視頻火災探測技術概述

首先視頻火災探測系統具備適用性強、直觀性、報警速度快、成本低、檢測范圍大以及安全穩定等特性。與此同時，視頻火災探測設備不易老化、壽命長以及維護成本低等優勢。還可以提供工作人員其他重要的交通信息。當隧道內發生火災時，通過視頻，可以直觀的看到火災的具體位置，火情的漲勢、速度、規模、蔓延的方向以及被困人員等情況?？梢院芎玫膶崿F在最短的時間內制定適宜的救援方案，確?；鹎榈目刂啤?/p>

其次視頻型火災探測器處于非自然光、非正常亮度的情況下，在視頻監測設備上會產生陰影部分，直接影響視頻火災探測器的正常使用。并且視頻監測器的分辨率有一定的限制條件，當隧道內車流量較大的情況下，會對視頻火災監測設備對火災進行判斷造成一定的干擾和影響。必要的情況下，需要針對視頻型火災探測設備進行隔熱等保護作業。防止火災以及人為的破壞。

2.3 相關系統聯動概述

首先是視頻火災系統聯動，可以實現計算機技術與火災預警系統的連接，從而完成計算機端接收火災預警信息，智能切換視頻監控畫面，針對火災現場進行記錄和觀測。工作人員通過視頻可以進一步確認火災事故以及及時的了解具體的情況。

其次是消防設施聯動控制，可以實現消防設備與智能消防管理系統的連接，從而完成消防管理系統針對火情的分析，控制和分配消防設備的使用，快速的制定消防方案。

再次是防火卷閘門聯動，實現防火卷閘門的自動升降，有效的減少人員的傷亡和財產的損失。

最后是交通信號系統聯動，確定火災后，隧道外上游的交通信號燈自動切換成紅燈，下游信號燈保持綠燈狀態，快速的實現隧道內車輛的疏散。

3 結語

綜上所述，我國高速公路隧道應用的智能火災預警以及消防系統，提高了火災的反應速度，定位速度以及消防方案制定的速度等，從而更好的實現了火災的控制和救援行動。