有关长隧道火灾报警技术的应用探索

【摘要】随着我国交通水平的提高，越来越多的长隧道开始建设，在对高速公路中机电系统的管理中，隧道中的火灾报警系统检测是保证隧道中火灾报警稳定运行，及时报警，反馈灵敏的基础。本文以实际工程为基础，重点分析了长隧道火灾报警技术中的检测方法以及检测手段。

【关键词】长隧道；火灾报警；检测技术

1、引言

火灾的报警系统是利用火灾探测器对燃烧反应中物质在物理、化学变化经过分析，得到反馈信息的检测过程。一般的报警系统组成主要是包括分步在隧道中的探测器，手动按钮以及下位机和室内的火灾警报控制系统。通过这些组件之间的工作，能够及时的预报火灾，避免由于火灾事故造成的经济以及财产损失。

对于公路机电设备的检测系统，隧道中火灾报警的科学规范的安装对于人身以及财产的安全有着巨大的作用，所以需要找到一套完整的检测手段，计划一套可行性的方案，保证检测内容的可靠性以及完整的体现隧道中的具体信息。

2、隧道火灾潜在易发性

隧道因为自身结构的特征，呈管状结构，而且其内部的空间狭小，可见度较差，再加上刚刚进入隧道时带来的黑洞以及黑框作用和墙对视觉的影响，在隧道中很容易发生各种交通事故，并容易引发火灾，所以隧道中这种特征构造，造成了隧道中普遍潜在的火灾威胁。

隧道别是长隧道内如果发生了火灾，假如不能及时排除危险，火会向隧道两侧快速延伸，对隧道内未能及时疏散的车造成危险，剧烈燃烧带来的热浪和释放的大量有毒的气体使得隧道内更加危险，引发隧道内的人员出现烧伤、窒息、中毒的危险，造成隧道内的火灾的扑灭以及医护人员的抢救巨大困难，所以，即使再小的火灾危险，也能酿成大祸。

3、火灾信息探测方法

对于火灾的探测一般是通过燃烧过程中产生的物理以及化学变化为基础，完成对火灾的预报。通过对物质在燃烧中的能量以及物质的转变为依据，能够有很多不同的的探测方法。

第一：空气离化探测法。通过对火灾中产生的烟进行探测，普遍用于初期探测，但是该种探测技术易造成环境破坏。

第二：光电探测法。通过对火灾中产生的烟进行探测，普遍用于初期探测，保护环境，但是要保证电子元件运行稳定。

第三：温度探测法。一般用在火情初期，但是结果反馈滞后。

第四：光探测法。适用于火焰探测，但是缺少主动性，只能对可见光探测。

第五：可燃气体探测法。对于隧道环境中潜在火灾危险进行探测。

依据每种物质在进行燃烧时火灾探测的要求以及不一样的探测方式，能够设计很多种火灾探测器，可以划分为感烟式，感温式，火焰式以及可燃气体式4种。不同的情况需要选择不同的火灾探测器。

4、隧道火灾报警系统探测器的选择

对于长隧道中的火灾探测器，目前普遍使用的是下面三种火灾探测器：

4.1 双波长火灾探测器

当有火灾发生时，火焰的一般会有红外辐射，双波长火灾探测器就是通过对这种红外辐射进行针对性检测来判读火灾的发生。双波长火灾探测器通过红外线检测，利用具有双窄带滤波的红外感应元件，通过其中一个探测器去检测火焰中心的特意波长，另一个探测器检测附近周围的其他辐射信号，综合火焰的闪烁信号，经过专门设计的小型处理器和逻辑的运算进行计算分析，判断只有与火焰的特性以及辐射波长相一致的信号才会被确认，防止干扰因素影响报警系统的准确性。

4.2 分布式光纤感温探测器

分布式光纤感温探测器使用激光拉曼散射作用以及光脉冲反射的原理完成对环境的温度以及位置进行实时的测定。控制器使用高能激光脉冲，脉冲信号在传输过程中在探测器反向散射回控制器，通过光电的转化和数据的放大收集，在经过计算机对隧道内的温度分布进行表征，确定火灾位置。

4.3 光纤光栅探测器

光纤光栅使用光纤光栅为温度传感器，对火焰的波长信号进行收集，采用数字化处理方式，使用法布罗-帕罗的计算方式对波长进行检测。如果处理器发现光纤光栅的反射波长产生变化，就会向报警系统发送信息，报警系统经过处理确认火灾发生，报告火灾情形。以上三种探测器的详细比较参见下表一。

表一：三种探测方式比较

比较内容 双波长火灾探测器 分布式光纤感温探测器 光纤光栅探测器

检测方式 火焰波长 温度 温度

检测类型 开关值 模拟值 模拟值

检测精度 最高 一般 较高

反应时间 最短 一般（与测量的距离和精度有关） 较短（不受检测距离和精度影响）

检测不足 仅能用于没有遮挡明火 与隧道内的风有关 与隧道内风有关

使用时间 长 一般 最长

系统价格 最高 最低 一般

与检测主机连接 点对点连接 通讯口或者点对点连接 通讯口或者点对点连接

系统稳定性 稳定 需要定时维护 稳定

安全性 较低 高 高

维护性 需要对探头定期清洁 简单 简单

5、系统设施布置

火灾报警探测器应该分布在隧道的一侧，每隔100m布置一个探测器。行车的隧道中可以安装双波长探测器以及加装手动报警器，双波长报警器以及手动按钮需要安装在统一的模块箱中，然后布设在隧道的两边。感温光纤探测器可以布置在管线以及各种设备的顶端。声光探测器可以布置在隧道中的逃生道以及隐藏的通信安全门出的侧壁上，可以用在事故发生时引导紧急的撤离。

除上探测器，还可以在隧道中安装智能型温度探测器、智能感烟探测器、线型温度探测器、手动报警紧急按钮、声光报警器及区域显示屏幕。通过这些设备的联合应用，既可以达到及时发现火灾，又可以及时分析灾情，辅助采取紧急措施。本系统具体的功能包括以下三项：

5.1 报警功能

本系统能够对安装在隧道中的火焰探测器，温度探测器以及手动和自动报警按钮的信息进行分析，对隧道可能存在的火灾隐患及时的语气判断，并做出准确的预警。

5.2 联动控制及反馈功能

第一：对隧道内的消防栓的管理作用。通过对隧道内分布的消防栓的开关，提示消防栓的具体工作位置，对消防栓工作状态进行检测。

第二：对隧道内的气体灭火装置的管理作用。可以监控气体灭火系统的工作状态。

第三：对隧道内喷雾灭火装置的管理作用。通过对隧道内的喷雾灭火器的控制，控制喷雾器的开关，反馈流水阀的工作状况，对出现问题的喷雾器及时反馈。

第四：对隧道内相关其他系统的管理作用。通过对隧道内各个相关系统的联动，实现对隧道内火灾情况的及时控制，并实施及时有效的针对措施。

5.3 显示功能

显示功能主要指对隧道内火情以及各个设备，系统的工作状态能够同步反应在大屏幕，能够有助于工作人员及时对隧道内火灾情况作出判断，制定科学的抢险策略。

6、结语

我国的公路的长隧道的发展远远落后与西方发达国家，长隧道仅仅在上世纪90年代才真正开始建设，所以无论从经验还是设备都还有许多不足，特别是对隧道内发生的各种问题更是缺乏科学的的防范。为了在长隧道方面，尤其是对隧道的安全管理方面达到更高的水准，对隧道进行综合的分析是十分必要的。伴随着我国技术的飞速发张，各种新的技术，设备的出现，我国的隧道技术必然能够更快，更科学，更稳定的发展，为我国经济发展做出巨大的贡献。