隧道火灾报警方法及系统开发研究

隧道火灾报警方法及系统开发研究

柳仁川,崔娇娇,田野

仁安消防安全工程有限公司 河北省数字化隧道消防技术创新中心

摘要：隧道火灾是一种具有极大危害性的灾害类型，若无法对隧道火灾进行有效的探测与控制，便会对人民群众带来严重的安全隐患。而能对隧道内部的状况进行实时监测，并在火灾发生初期进行及时的报警并扑救，便可以有效避免火情的进一步扩大，减少其造成的损失。所以，如何更加精确高效地进行隧道火灾探测报警引起学者们的广泛重视。

关键词：隧道；火灾探测；火灾报警；系统开发

引言：隧道作为公路建设过程中的重要路段，其具有封闭性较强以及能见度较低的特点，因此是交通事故发生的主要路段，而交通事故的发生可能在隧道内诱发火灾。由于隧道属于较为狭窄的管道空间，因此在爆发火灾之后，燃烧所形成的浓烟便会以较快的速度在隧道内扩散，并迅速充满整个空间，导致隧道内部的有害气体浓度大幅提升，对来往车辆的安全造成严重的威胁，甚至可能引发车辆连续燃烧与爆炸等重大事故。因此，做好隧道火灾探测与系统开发对于保障居民的出行安全极为重要。

1.隧道火灾的产生

隧道火灾的产生和隧道内部安装的设施与来往的车辆具有一定的关联性，因为大部分隧道所使用的建筑材料并不具有可燃性，因此大部分隧道火灾的爆发都是由车辆所引起。如果隧道消防系统无法对车辆所带来的火灾隐患进行有效的控制，便可能会发生严重的火灾事故，导致出行者的人身财产安全受到严重的侵害。虽然当前车辆制造技术已得到显著的进步，但也无法完全根除火灾隐患，因此隧道的建设与运营工作者应当重视火灾的预防与应急处理工作。

隧道火灾所带来的最大危险在于燃烧所产生的各种有害物质，因为当前许多车辆在制造过程中开始使用塑料以及合成材料，因此发生火灾时的危险性也大幅提升。许多车辆的绝缘材料、塑料饰品等都会在燃烧过程中释放出有毒气体。此外，许多汽车在制造过程中使用的新一代玻璃纤维与塑料板材都会在分解过程中产生有害物质。因为各种新材料的使用与汽车设计方式的变化，当前新生产的汽车在火灾过程中可能造成的危害比过去更严重，同时其燃烧的速度与强度也大幅提升。举例而言，为降低污染，许多汽车使用了密封的燃料系统以及高压注油器，这使得汽车发生爆炸的概率进一步提高。同时为降低汽车的重量，汽车制造者在其中加入镁金属，而这种材料在燃烧时如果与水接触，便会更加剧烈的燃烧并释放热量，导致火灾的扑灭更加困难。

2.隧道火灾探测方法

在针对隧道火灾进行探测时，需要以物质燃烧时可能出现的各种现象作为探测的依据，从而在火灾爆发初期对其进行有效的控制。当前存在的火灾探测方法主要包括以下几种类型：

2.1空气离子化探测法

这种火灾探测方法的主要原理是通过放射性同位素对空气进行电离，从而让电离室中的空气拥有较强的导电性；而在烟雾气溶胶出现时，烟粒子便会与电离子之间发生反应，形成离子电流变化。该反应的强度和烟雾的浓度之间具有正相关性，能使用电子探测器对其进行监测，以此来实现对火情的探测。

2.2火焰（光）探测法

该探测法依据的是燃烧物在烧灼过程中形成的火焰光辐射，并且以紫外光辐射、红外光辐射为主，借助对应的紫外光敏元件、红外光敏元件及电子程序来对火灾情况加以探测。

2.3光电感烟探测法

该探测法的工作是依据光散射定律（着色度较轻的粒子，在光波长小于其粒径时它将使照射光发生散射）；它的探测光具有一定波长并且形成于发光元件（在通气暗箱内），在暗箱中出现烟雾气溶胶时，当中粒径比探测光光波更长的粒子（已着色）将由散射光形成，经由接收光电子元件（该元件内置于暗箱中，且与发光元件形成90至135度的夹角）所接收的散射光强度，便可获得同烟雾含量一致的电压或电流信号，借此便可对火灾情况及是否发出警报作出判断。

2.4可燃气体探测法

可燃气体探测法的探测的重点是泄漏于易燃易爆环境中的易燃气体或燃烧物所形成的烟气。

2.5热（温度）检测法

该检测法是利用有关电子器件和包括热电阻、热电偶在内的各种热敏元件来探测因燃烧物所释放热量导致的环境升温速度或其温度上升程度从而对火灾情况作出判断的。

3.隧道火灾探测系统

3.1集中报警系统

该系统是火灾自动警报系统，它主要包括手动警报设备、火灾探测设备、电源设备、区域显示设备、集中警报调控设备等零部件。通常对隧道等二级保护主体适用，当前的大部分隧道均选用的此种控制形式。该系统可用来收取火灾装置异常信号、火灾警报设备的火情警报信号，将异常位置、火灾之处显示出来并将相应信息记录等，其功能主要有火灾警报计时、显示异常、显示火灾警报、显示联运调控、处理并传递信息等。其经典结构有总线制编码传输型、传统型之分，它们各有优劣，设计人员可依据项目真实情形及需求来选用。

3.2控制中心报警系统

作为火灾自动警报系统，控制中心警报系统由片区警报控制设备、功能模块、火灾探测设备、集中警报调控设备等构成，通常对一级保护主体适用，当前选用此调控形式的有特长隧道群。其功能兼具集中火灾警报调控装置、区域火灾警报调控装置两者的功能，若容量小即可用作区域性警报调控装置，若容量大则可用作独立的中心处理体系，由于其功能较为全面因此可将其作为多种类型的火灾自动警报体系的核心控制装置，从而实现装置联运、火灾警报、探测火情、控制灭火、传输信息等功能。该系统在保留传统系统优势的同时，强化了控传IJ室（消防中心）对消防装置的监控，使火灾广播功能、应急通信功能得以增加，使各种类型的火灾功能模块及其探测装置得以实现兼容；对于隧道群及特长隧道的火灾自动监控及警报体系，该系统的适用率相当高。

3.3区域报警系统

该系统是由手动警报设备、片区警报控制设备等构成的火灾自动警报体系，通常对三级保护主体适用，主要用来巡检、监测火灾警报设备并作为该设备的电源及备用电源，可收到监测火灾片区内火灾探测设备的火灾预警信号、异常信号或输出信息，并将其民光警报、声警报输出，将异常之处或火灾位置等显露以出来，其功能主要是采集火灾数据、处理火灾信号，识别并对火灾状态做出判断，光报警、声报警，监测异常并发出相应的警报，模拟火灾探测设备的检查、联运调控等。

参考文献

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