浅议智能隧道火灾预警及消防系统

董文杰 朱益腾

（云南省交通科学研究院有限公司，云南 昆明 650041）

近年来，随着我国高速公路建设规模的持续扩大，相应的我国高速公路隧道也在成正比例的增多。因而在地形较为复杂的隧道区域，发生的交通事故数量也在增多，一则直接影响了高速公路隧道的正常运行。二则降低了高速公路隧道运营的安全性。三则直接威胁了人们的生命和财产的安全。因此在高速公路隧道中安装智能化火灾预警以及消防系统，是现实需要。结合隧道火灾以及火险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统。本文主要依托于计算机技术和平台，采用视频型火灾探测技术以及线形光纤感温探测技术结合的形式，实现消防系统中各个设备的联动，从而构建一套智能化、自动化的隧道火灾消防系统。切实的提高高速公路隧道运行的安全系数，以及火灾火险救援的及时性[1]。最大限度的降低高速公路隧道内火灾的火情范围，切实的减少人们的生命以及财产的损失。

1 高速公路隧道火灾的概述

针对高速公路隧道发生的火灾情况，时间上以及概率上呈现随机性，一般都是毫无预兆的发生，具备很强的突发性。基本呈现如下特征：

首先从时间分布上进行分析，大多数高速公路隧道的火灾事故分布在12 月份、1 月份、2 月份、6 月份、7 月份以及8 月份。并且较高的集中在节假日以及旅游黄金周等期间内。12 月份、1 月份以及2 月份，气候较为干燥，为高速公路隧道的火灾事故提供了有利的气候环境[2]。6 月份、7 月份以及8 月份，气温普遍偏高，并且车流量较多，从而为高速公路隧道的火灾事故创造了适宜的机会。

其次从空间分布上进行分析，高速公路隧道内外光线明度不一致，内部较暗，外部较亮，对于人类的眼睛和视觉上，明暗交替需要一段时间进行调整和适应，在这适应的几秒内增加了高速公路隧道交通事故的发生概率。特别在较长以及特长的高速公路隧道上下坡路段，火灾事故的发生率较为集中。

最后从车辆类型以及诱因进行分析，针对承载易燃易爆物品的车辆，很可能由于自然或者碰撞，发生的火灾事故率较高。通常车辆之间在行驶的过程当中没有保持良好安全的距离，或者驾驶的过程中溜号，从而造成车辆追尾，在隧道内引发火灾事故。

2 智能隧道火灾预警及消防系统概述

2.1 光纤感温探测技术概述

首先进行光纤感温探测系统原理进行概述，现阶段，我国隧道火灾预警系统中运用光纤感温探测系统较为普遍和广泛[3]。光纤感温探测系统的材质统一是光纤材质。组成部分主要是两个部分，一个部分是一个测温的主机，另一个部分是数条感温等设施。根据实际的高速公路隧道的长度，科学的进行感温光纤设施的分布，并设定合理的报警区间（一百米左右），从而实现感温光纤对温度的连续探测作业。与此同时，注意与视频火灾探测系统的协调性。报警区间范围应当与视频火灾探测范围具有高度的匹配度[4]。其中光纤感温探测技术中应用的火灾感温探测设备的安置位置，通常都在隧道的顶部（垂直距离一米五左右），借助光时域反射技术以及拉曼光普效应进行高速公路隧道顶部火灾热气流温度的变化感知，从而达到隧道内火灾探测的确定、定位、信息传输以及预警的功能和目的。

其次光纤感温探测系统具备小体积、轻重量、寿命长、灵敏度高、安装简单、修复简单以及安全性高等特性[5]。与此同时，感温光纤材质具备耐高温、抗腐蚀、抗干扰、抗高压、以及对尘土、湿度敏感度低等特性，因而可以适应于各种不同环境下的高速公路隧道，并且在火灾发生的过程当中，不会受到火情的影响以及环境的聚变，而改变稳定安全的性能。光纤感温探测技术能够高效率的实现火灾定位功能，并且能够智能化的判断火灾的涨势方向以及速度等因素，可是实现火灾全过程的实施监测作业。

最后光纤感温探测器具备高度的灵敏度，因此当其他因素导致隧道顶部温度较高或者温度变化较大的情况下，光纤感温探测系统会判断为发生火灾，从而不可避免的导致了火灾误报的情况发生[6]。因而需要工作人员，根据当地实际的气候变化和环境情况，针对隧道内装置的光纤感温探测设备进行报警数值的调整，合理的降低系统的灵敏度。有效的降低系统对火灾事故的误报率。除此之外，隧道内预警系统可以根据温差报警以及定温报警两种方式结合作业的形式开展火灾事故的判断。对于温度的数值确定以及温差范围，除了结合当地的天气预报，早晚温差等，还应当实地考察每个隧道的车流量、尾气、噪音以及隧道内设施运行状态下的散热等因素对隧道温度的影响，从而科学的计算温度的数值，以及温差报警范围。

2.2 视频火灾探测技术概述

首先视频火灾探测系统具备适用性强、直观性、报警速度快、成本低、检测范围大以及安全稳定等特性。与此同时，视频火灾探测设备不易老化、寿命长以及维护成本低等优势。还可以提供工作人员其他重要的交通信息。当隧道内发生火灾时，通过视频，可以直观的看到火灾的具体位置，火情的涨势、速度、规模、蔓延的方向以及被困人员等情况。可以很好的实现在最短的时间内制定适宜的救援方案，确保火情的控制。

其次视频型火灾探测器处于非自然光、非正常亮度的情况下，在视频监测设备上会产生阴影部分，直接影响视频火灾探测器的正常使用。并且视频监测器的分辨率有一定的限制条件，当隧道内车流量较大的情况下，会对视频火灾监测设备对火灾进行判断造成一定的干扰和影响。必要的情况下，需要针对视频型火灾探测设备进行隔热等保护作业。防止火灾以及人为的破坏。

2.3 相关系统联动概述

首先是视频火灾系统联动，可以实现计算机技术与火灾预警系统的连接，从而完成计算机端接收火灾预警信息，智能切换视频监控画面，针对火灾现场进行记录和观测。工作人员通过视频可以进一步确认火灾事故以及及时的了解具体的情况。

其次是消防设施联动控制，可以实现消防设备与智能消防管理系统的连接，从而完成消防管理系统针对火情的分析，控制和分配消防设备的使用，快速的制定消防方案。

再次是防火卷闸门联动，实现防火卷闸门的自动升降，有效的减少人员的伤亡和财产的损失。

最后是交通信号系统联动，确定火灾后，隧道外上游的交通信号灯自动切换成红灯，下游信号灯保持绿灯状态，快速的实现隧道内车辆的疏散。

3 结语

综上所述，我国高速公路隧道应用的智能火灾预警以及消防系统，提高了火灾的反应速度，定位速度以及消防方案制定的速度等，从而更好的实现了火灾的控制和救援行动。