林翔

[摘 要]高速公路作为我国重点建设项目之一，对我国经济发展具有重要的作用。高速公路的出现，提高了人们出行效率，加强了各个地区之间的经济贸易，为人们提供了极大的便利。近几年来，高速公路在我国的覆盖范围越来越广，受到一些地理条件的限制，使得高速公路设计与施工难度越来越高。就如高速公路隧道而言，其火灾自动检测报警系统设计与应用就具有很大的难度。火灾报警系统是高速公路隧道必备的设施之一，能够提前做出火灾预防，保证人民的生命安全。基于此，本文对我国高速公路隧道火灾进行了研究，通过分析火灾的特性，设计出合理、科学的火灾自动报警检测系统，从而大大提高高速公路隧道火灾预防效果与质量，为出行的人们提供安全的环境，为火灾自动检测报警系统的应用提供有益参考。

[关键词]高速公路隧道；火灾自动检测报警系统；应用；设计；火灾；

中图分类号：U453.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0120-01

随着我国高速公路建设进程不断加快，建设的主体逐渐转向了高山区，使得高速公路隧道的数量逐渐增多。由于高速公路隧道本身比较特殊，而且非常复杂，使得隧道中的火灾发生率大大增加，容易发生一些火灾事故，严重的情况下会造成人员伤亡，隧道坍塌，给交通系统造成巨大的压力。所以，交通部门对高速公路隧道中的防火系统建设越来越重视，并且提出了更高的要求。因此，本文对我国高速公路隧道的防火检测报警系统的应用进行了研究。

1、隧道火灾状况

要想设计出合理科学的火灾自动检测报警系统，就必须清楚的了解高速公路隧道火灾发生的状况，以及火灾发生的阶段，从而针对性的设计出合适的火灾自动检测报警系统。隧道中发生的火灾一般要经过三个阶段，也是发生火灾必须经历的三个阶段。这三个阶段是不可见烟雾阶段、可见烟雾伴随大量热量阶段以及最终的火灾发生阶段。未形成火灾之前，隧道中会出现一些不可见烟雾，随着火灾情况逐渐加深，会出现大量的烟雾，并且散发出大量的热能，随着情况严重，最终形成火灾。因此，要想设计出合理、科学、有效的火灾自动检测报警系统，就必须针对这三个方面进行设计。首先，针对不可见烟雾需要采用早起烟雾探测设备，在火灾未形成之前探测出来，并且发生报警，及时消除隧道中的火灾隐患；其次，在发生可见烟雾并且散发热能阶段，可以采用一些感温探测设备探测出温度，根据温度的变化来发生火灾报警；最后，已经形成火灾，所以要选用红外火灾探测设备探测形成的火灾，或者是火灾图像探测设备探测形成的火灾，随之发生警报。

2、火灾报警设备类型及特点

2.1 火灾探测设备

（1）感温火灾探测设备。根据隧道内温度的变化来检测火灾报警发生状况，因此需要选用光纤光栅感温火灾探测设备进行检测。光纤光栅火灾探测设备主要工作原理是利用特定的波长变化来发生警报，探测器根据测算波长的变化来测出相应的温度值，当测算出的温度值达到标准临界点时就会发生警报；（2）火焰探测设备。火焰探测报警设备主要体现在火焰之上，主要针对的是发生火灾之后。当火灾形成火焰之后，探测器根据火焰频闪、吸收谱区强度等方面的变化来断定火灾的发生；（3）图像型火灾探测设备。图像型火灾探测设备探测火焰的原理是分析火灾物理特性变化，火灾本身颜色的变化，纹理方面的改变，亮度方面的改變等都将成为检测火灾发生的重要数据。

2.2 火灾报警设备比较

光纤光栅火灾探测设备主要的探测原理是根据波长的改变而定的，主要检测的是温度的变化，检测的物体主要是散发热能较多，浓烟条件下的火灾状况，操作方法非常的简单，也不用进行维护，覆盖范围也比较广。但是，光纤光栅火灾探测设备也有一定的缺点，就是会受到风速的影响，风速越大，火灾自动检测报警系统的效率就越低。

红外火焰探测设备的探测原理主要是通过分析火焰光谱的改变来检测火灾发生状况。要想使用红外火焰探测设备就必须要满足一下条件，必须要有明火，否则火灾检测设备无法检测出火灾状况。红外火灾报警设备会受到污染物的影响，从而影响检测结果，而且覆盖的范围较小，需要以50m的距离布置一个探测头，而且设备的安装较为复杂，需要建立专门的防雷设备。

图像火焰探测设备主要是通过分析火焰图像的改变来确定火灾状况，必须要满足明火条件，否则无法检测出火灾。图像火焰检测设备不会受到风速的影响，但是会受到污染物的影响，而且影响效果非常大。但是，图像火焰探测设备的探测范围有限，需要每50m的距离安装一个探测头，并且视频信号的传输比较困难。如果在高速公路隧道中采用图像火焰探测设备，需要提供电源、信号、视频、通信、线缆等设备，非常的复杂，而且需要进行防雷设置。

3、火灾自动检测报警系统的应用

3.1 隧道及天气

为了更好的研究高速公路隧道火灾自动检测报警系统的应用，本文以某条高速公路隧道为例进行分析。该隧道位置在福建地区，该区域依山傍海，大多数为丘陵地带。该区域受到了季风环流与地形方面的影响，所形成的气候为亚热带海洋性季风气候，温度较高、雨水充足。本次研究的高速公路隧道均未单洞三车通道，该隧道空间封闭，交通空间也非常有限，所以隧道内部的空气流通状况不是很好，环境噪音比较大，隧道内外的光线条件差别非常大，而且该隧道地理位置、地质条件、地形地貌较为复杂。

3.2 火灾报警系统的应用

本次高速公路隧道火灾自动检测报警系统的方案有两个，一种是采用光纤光栅火灾报警系统，另一种是采用双波长火焰探测系统。

3.2.1 光纤光栅火灾报警系统

在该隧道中安装一台火灾报警控制器，用于控制整个火灾报警系统，并且在隧道的左右两侧安装手动报警按钮。将DTS光纤分布式温度监测系统的主机和控制主机安装在隧道的变电站附近，而且在隧道中每隔一百米安装一个火灾探测头，也就是报警区间定位100m.安装完主要的设备之后需要将光缆按照设计图布置在隧道当中，一段安装在探测系统的主机之上，另一部分则是沿着隧道顶部进行铺设，直至到隧道的末端。但是，在这里必须要特备注意，需要采用防雷装置保护火灾检测装备，防止发生意外事故。

光纤光栅感温器火灾探测系统主要是通过光纤光栅为感探头，利用内部的敏感元件来确定火灾状况。当光纤光栅感探头感受到隧道火灾状况之后，会将所得出的信号反馈给波长检测单元，从而确定波长的变化，确定火灾并发出警报。

3.2.2 双波长火灾报警系统

与上述方案相同，首先在高速公路隧道中安装一台火灾自动报警控制器主机，实现对隧道内部火灾状况的自动检测，接受探测器传递过来的报警信号。再将火灾自动检测的综合盘安以50m为单位装在隧道的右侧墙壁之上，并且通过避雷器将所有的综合盘连接在一起，直到接通消防主机。双波长火灾自动检测报警系统在探测火灾的过程中反应速度快，可以有效的避免外物的干扰，而且准确的测定出火灾发生的位置，方便工作人员快速赶到火灾现场进行灭火。不足之处是火灾区域划分比较复杂，灵活性比较低，无法配合其他隧道。

4、结束语

高速公路隧道的火灾自动检测报警系统对隧道具有十分重要的意义，是隧道安全、通常的重要保障。在现在火灾风险极高的阶段，采用火灾自动检测报警系统是非常必要的。而且，需要高度重视隧道火灾问题，提前做出措施，尽可能降低火灾发生率，为人们提供良好的出行环境。

参考文献

[1] 王文青.高风速条件下隧道线型光纤感温火灾报警系统研究[J].消防科学与技术2014，33（12）.