隧道火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

1、隧道火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)分析分析報(bào)告分為四個(gè)部分：概述火災(zāi)報(bào)警技術(shù)簡(jiǎn)介不同產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)分析說(shuō)明項(xiàng)目應(yīng)用推薦.概述交通隧道火災(zāi)的發(fā)生歷經(jīng)三個(gè)階段，分別為不可見(jiàn)煙霧、可見(jiàn)煙霧伴隨大量熱量、以及火災(zāi)發(fā)生。如下圖所示：對(duì)應(yīng)于上述三個(gè)不同階段，分別有“早期煙霧探測(cè)器”、“光纖光柵線型感溫探測(cè)器”和“紅外火焰探測(cè)器”或“圖像型火災(zāi)探測(cè)器”等技術(shù)。其中早期煙霧探測(cè)器并不適用于交通隧道等煙塵較大的場(chǎng)所，所以當(dāng)前應(yīng)用于交通隧道火災(zāi)報(bào)警監(jiān)測(cè)的主要為后兩類產(chǎn)品。.火災(zāi)報(bào)警技術(shù)簡(jiǎn)介光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器光纖光柵是利用光學(xué)加工技術(shù)在光纖材料上刻寫一種折射率周期性分布的光學(xué)器件，光纖光柵示意圖如下所示：透射光這種特殊的結(jié)構(gòu)周期性分

2、布能改變某一特定波長(zhǎng)的光的傳輸路徑，使光的傳播方向倒轉(zhuǎn)，相 當(dāng)于在光纖中形成一定帶寬的濾波器或反射鏡。并且該反射光的波長(zhǎng)會(huì)隨周圍環(huán)境溫度變化而改 變。因此通過(guò)測(cè)算反射光波長(zhǎng)改變量就可以推算溫度值。紅外火焰探測(cè)器紅外火焰探測(cè)器是根據(jù)燒類物質(zhì)燃燒時(shí)，根據(jù)其生成物的光譜吸收峰特征進(jìn)行火災(zāi)辨析。例如不同吸收譜區(qū)強(qiáng)度、火焰頻閃特性、不同譜區(qū)時(shí)頻特性變化等，對(duì)火災(zāi)進(jìn)行報(bào)警判斷。圖像型火災(zāi)探測(cè)器圖像火災(zāi)探測(cè)是利用圖像處理的方法，通過(guò)分析視頻中火災(zāi)的物理特征進(jìn)行判斷。如分析火焰的顏色、紋理、亮度時(shí)變、閃爍頻率、邊緣變化等參數(shù)作為火災(zāi)探測(cè)的判據(jù)。Ti時(shí)刻A1-R o亮度判據(jù)（Ri為真，R2為真）Ta -1- -

3、 - Ja - fa6J耍i-ETK+Fsw*餐串 4如_.笈修:-;-胃我號(hào)田明.-I1-=. i.*rmi u* I re 111 1 _-s s I I - 1 a J J 一r二rmLI:-工H-Z三一：密町JJ . J - In 3d; H4 I - J -.l.iFL.!、.”：p: J 一-二 ili -1！-_! 11 -.,-.立力相.!,L 器|.一七：一|311“口匯|.匕.|?:|:。有工I” ： IT k-r -KlIh- -hrulll IL I b 鼻l-tnJF - T-l-二；口 d- - J- 1 - J4B - J 93 J - 1 ad n -I - -

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5、為真）To時(shí)刻.不同產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)分析目前在國(guó)內(nèi)交通隧道火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中大量使用的是光纖光柵火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品，以及光纖光柵與 紅外火焰探測(cè)器組合報(bào)警系統(tǒng)。其原因主要在于，與其它消防領(lǐng)域相比，交通隧道尤其自身的特 點(diǎn)和限制因素：1）交通隧道分布范圍廣一一隧道群跨度可達(dá)上百公里，維保難度大；2）維護(hù)限制因素多一一隧道維保涉及封路，甚至存在社會(huì)輿論影響；3）維護(hù)時(shí)間窗口短一一對(duì)車流量較大的隧道，幾乎很難找到時(shí)間窗口做大量維護(hù)；4）現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵大一一揚(yáng)塵對(duì)探測(cè)器的使用效果有很大影響，也決定探測(cè)器的維護(hù)周期;5）隧道環(huán)境復(fù)雜一一既有霧氣、燈照、洞口處受日光影響，還有不同種類汽車穿行。因此，交通隧道火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)選取報(bào)

6、警準(zhǔn)確、誤報(bào)低的產(chǎn)品，同時(shí)還應(yīng)考慮產(chǎn)品的可靠 性、安裝特性、后期維護(hù)性、防護(hù)等級(jí)等，產(chǎn)品的綜合成本，尤其是后期運(yùn)維成本。對(duì)當(dāng)前正在 發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還應(yīng)考慮隧道群的綜合管理和組網(wǎng)能力。綜合上述因素，從產(chǎn)品自身特性、產(chǎn)品選型及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施和后期維護(hù)保養(yǎng)等角度對(duì)各種火災(zāi)報(bào) 警產(chǎn)品對(duì)比如下表：光纖光柵紅外火焰探測(cè)器圖像火焰探測(cè)器自身 特性探測(cè)原理波長(zhǎng)改變光譜改變圖像改變探測(cè)類型環(huán)境溫升火焰光譜火焰圖像檢測(cè)條件燃燒散發(fā)較多熱能，可檢 出濃煙類火災(zāi)有明火，不能檢出非明火 性質(zhì)的火災(zāi)有明火，不能檢出非明火 性質(zhì)的火災(zāi)環(huán)境影響受風(fēng)速影響大不受污染物影響不受風(fēng)速影響，污染物影胴較小不受風(fēng)速影響，污染物影響很大響

7、應(yīng)時(shí)間較快快快覆蠱范圍單臺(tái)儀表可以覆蓋數(shù)公里每50米一個(gè)每50米一個(gè)光學(xué)鏡頭探測(cè)距離和視角成反比產(chǎn)品選型防爆等級(jí)本安級(jí)有防爆型可選有防爆型可選防護(hù)等級(jí)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器IP68通常為IP65或IP66IP65以下系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)探測(cè)光 纜，站內(nèi)放置主機(jī)較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)有綜合盤、 電源盤，站內(nèi)需要通信遠(yuǎn) 傳設(shè)備復(fù)雜，多種線纜、供電設(shè) 備、通訊設(shè)施，站內(nèi)中主 機(jī)，錄像設(shè)備等多種設(shè)備系統(tǒng)組網(wǎng)傳感信號(hào)通過(guò)直接通過(guò)光 纖遠(yuǎn)傳，簡(jiǎn)單方便近距離用RS485 ,遠(yuǎn)距離 需利用光纖視頻信號(hào)遠(yuǎn)傳困難廣品一致性好，所有項(xiàng)目均為同類型 產(chǎn)品需根據(jù)不同項(xiàng)目要求選取 /、同廣品，且防爆型、高 IP等級(jí)價(jià)格昂貴需要依據(jù)分辨率，防

8、爆 型、IP等級(jí)進(jìn)行選型； 此外，不同探測(cè)范圍也有 不同型號(hào)。小同探測(cè)對(duì)象 要選配/、同附件，如探照 燈、輔助溫度傳感器等。接下表:光纖光柵紅外火焰探測(cè)器圖像火焰探測(cè)器實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施布設(shè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需供電，無(wú)中 繼，簡(jiǎn)單需要供電、及信號(hào)走線， 較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)還需防雷設(shè)施需要供電、仁T號(hào)、視頻、網(wǎng)絡(luò)等多種線纜布設(shè)，復(fù) 雜，現(xiàn)場(chǎng)還需防雷設(shè)施及運(yùn) 維人員培訓(xùn)簡(jiǎn)單主要熟悉供電線路和通信鏈路除供電和通信外，還包括 站內(nèi)設(shè)備維護(hù)可維護(hù)性免維護(hù)簡(jiǎn)單定期維護(hù)，用水沖洗 即可勤維護(hù)，鏡頭需要人工擦 拭，且鏡頭布設(shè)位置較高綜合費(fèi)效比低中高在具體使用中，還存在紅外火焰探測(cè)器和圖像火焰探測(cè)器現(xiàn)場(chǎng)更改靈敏度等級(jí)的復(fù)雜操作。此外，

9、火焰探測(cè)器對(duì)不同種類的火焰識(shí)別距離不同，例如圖像型對(duì)柴油火焰的識(shí)別距離是汽油火焰的80% o在防誤報(bào)特性方面，光纖光柵由于其感溫原理，幾乎沒(méi)有誤報(bào)。而紅外火焰探測(cè)器對(duì)汽車大 燈、日照等、人體活動(dòng)等均可導(dǎo)致誤報(bào)；圖像型火焰探測(cè)器在其說(shuō)明書中明確說(shuō)明，對(duì)霧氣、廢 棄、蒸汽、粉塵、樹(shù)葉、陰影、甚至穿著紅色衣服運(yùn)動(dòng)的人都會(huì)有誤報(bào)，解決方案是需要在現(xiàn)場(chǎng) 安裝煙霧與火焰探測(cè)器等，組成復(fù)合探測(cè)系統(tǒng)。另外，圖像型探測(cè)技術(shù)的攝像機(jī)存在鏡頭焦距選取問(wèn)題，即其不可能同時(shí)獲得長(zhǎng)距離和寬范圍的圖像獲取，必須有所取舍。即作為視頻監(jiān)測(cè)和火災(zāi)識(shí)別的攝像機(jī)具配置不同，且車輛管理等功能需要將視頻上傳至控制中心有專用監(jiān)控平臺(tái)分析完

10、成，系統(tǒng)復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)效性低，而目前 交通隧道多為雙洞設(shè)計(jì)，左、右行車分開(kāi)，因此車輛管理功能在絕大多數(shù)隧道中并不實(shí)用。由上表可見(jiàn)，光纖光柵火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)除易受風(fēng)速影響外，報(bào)警時(shí)間較長(zhǎng)外，其余在產(chǎn)品性 能、報(bào)警準(zhǔn)確率、產(chǎn)品一致性、可靠性、實(shí)施及維護(hù)方面均擁有很大優(yōu)勢(shì)。正如火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警 系統(tǒng)設(shè)計(jì)一書中指出 線型光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器在隧道中雖然報(bào)警時(shí)間不是最早，但沒(méi)有 漏報(bào)。自從線型光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器在隧道中安裝使用后，有幾條隧道發(fā)生了火災(zāi)，探測(cè)器都及時(shí)發(fā)出了報(bào)警信號(hào)”。由此，上述技術(shù)的特點(diǎn)決定了其主要應(yīng)用領(lǐng)域，也是上述產(chǎn)品當(dāng)前主要應(yīng)用場(chǎng)景： 光纖光柵和紅外火焰探測(cè)器：儲(chǔ)罐、交通隧道、電廠等工業(yè)火災(zāi)監(jiān)測(cè)； 圖像火焰探測(cè)器：民用、室內(nèi)火災(zāi)監(jiān)測(cè)。.項(xiàng)目應(yīng)用推薦綜上所述，結(jié)合火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品