光纤光栅感温隧道火灾探测技术的应用研究

隧道火灾报警系统是保障高速公路安全运行的重要环节,但是火灾探测报警系统要响应时间快、传输距离远,现有的火灾探测方法很难满足其需求。文中依托沪蓉西高速公路建设项目,开发适合大型隧道(群)工程应用并符合技术标准的光纤光栅感温火灾探测系统,针对隧道火灾探测的特点和难点,设计了多区波分复用的光纤光栅隧道火灾探测报警系统,完成系统的开发和安装调试,在成功完成实验隧道的点火实验后,安装在沪蓉西实体隧道中进行点火实验完成验收。     

隧道消防喷淋系统设计优化及防火规范探讨

针对公路隧道自动喷淋消防系统采用单种消防检测报警系统对车辆移动火灾不能快速响应及准确定位的局限性,分析了隧道中央监控系统CCTV事件检测报警的特点,提出了在中控室增设"远程多线制硬启动"方案,采用多种消防检测手段及辅助设施报警方式,由消控室自动/人工启动对应防火分区的喷淋阀组实现快速精准灭火。     

基于图像识别分析探测隧道火灾的技术与创新

目前,应用火灾探测器系统进行检测隧道火灾时,由于隧道中存在粉尘多、潮气重和风速大等特点,因而存在火灾自动报警设备误报率和漏报率高等问题,针对这些问题,提出了一种基于图像识别分析探测隧道火灾的技术。该技术通过红外、近红外、可见光的多频视频摄像,采集火灾初期的烟雾和火焰图像,提取烟雾和火焰相关物理特性,进行融合计算,形成火灾概率信息并同时输出复合图像信息。通过实验验证,整个系统能够同时复合检测温度、火焰和烟雾等多种在火灾发生时产生的物理量,且探测过程全程可视化,具有较强的实时性、准确性和稳定性。     

光纤光栅火灾报警在高速公路隧道中的应用

随着越来越多的高速公路隧道的建成,隧道安全问题的管理无疑是其中一大重要难题,尤其以火灾问题最为突出。文中以光纤光栅火灾报警系统应用为切入点,探讨了光纤光栅报警系统的优点、结构和运用,指出目前光纤光栅火灾报警系统具有其他系统无可比拟的技术和价格优势,应当大力推广。但目前光纤光栅报警系统设计还需进一步考虑危险品(气液体)泄漏导致隧道火灾的预警问题,提出了探测器加装气体探测元件的建议。     

光纤光栅传感技术在隧道火灾报警系统中的应用

隧道火灾自动探测报警系统是隧道监控系统的重要组成部分之一,是保证公路隧道安全运营,减少公路隧道发生火灾时人员伤亡与财产损失的重要手段。其作用是实时探测隧道环境温度并迅速、可靠地发现和通报火情。可靠性与误报率是火灾报警系统设备的两大基本要素。本文分析了国内现有的隧道火灾监控系统现状,介绍了光纤光栅传感技术的原理,阐述了这一新技术在工程应用中的优点,体现了和谐、环保、节约的设计理念,并提出了基于光纤光栅感温探测器的隧道火灾报警监测系统,并结合工程实例介绍了该系统在隧道火灾监控中的应用。     

城市隧道火灾报警系统潜在问题分析及优化

通过对城市隧道的历史火灾案例分析研究，总结火灾报警系统的潜在问题，并针对性地提出优化及解决方案。通过智能化手段研究解决问题，包括优化系统人机监控图形界面，增加应急后备功能，对每个雨淋阀组分区与监控摄像机进行二次对位，提高系统容错率及对位准确率。通过试验案例测试效果，当现场火警（光纤光栅、双波长火焰探测器）因环境原因未能探测到火灾信号，但视频事件检测或人工通过大屏视频判断火灾情况下，可以后备准确开启现场雨淋阀组，并通过数字孪生技术辅助启动相关预案。     

光纤光栅隧道感温火灾报警系统设计

介绍了光纤光栅感温火灾探测技术,分析了该技术在隧道火灾报警系统应用中存在的技术难点,提出了光纤光栅隧道感温火灾报警系统的设计方案,即采用光纤光栅多区复用技术代替光纤光栅多点复用技术,并设计了适合应用领域特点的火灾报警系统.     

隧道防火灭火现状及其发展趋势

据调查平均每年每30km隧道内发生一次火灾事故,其频率十分高。隧道火灾造成的经济损失和财产破坏难以估计,后果非常严重,并且隧道火灾扑灭困难。现在隧道通过交通管制降低火灾风险;隧道内壁涂防火涂料或设防火板降低火灾对隧道结构破坏;设置火灾检测系统及CCTV系统及时发现隧道内火灾;设置灭火器、消火栓及自动喷淋系统或泡沫喷淋系统灭火。本文论述了隧道防火灭火现状及其发展方向。     

基于图像处理的大跨隧道火灾定位技术试验研究

在分析公路隧道目前常用火灾自动报警系统定位技术的基础上,提出了基于单摄像头视频图像处理的火灾探测及定位技术,并在全尺寸试验隧道内开展了验证。试验结果表明:1)图像型隧道火灾探测器能够快速准确地发现火灾并发出报警,报警时间在10 s以内;2)火灾图像处理技术可实现火源位置定位,当探测距离不超过100 m时,隧道内环境风速对火源定位精度影响不大,定位误差可控制在±1 m以内;3)当探测距离超过100 m时,隧道内环境风速对火灾定位精度存在一定影响,定位误差可能会大于1 m。     

隧道火灾探测技术比较

分析了隧道火灾报警领域几种常见的火灾探测技术的原理及其优缺点,包括双波长火灾探测技术、光纤喇曼散射感温火灾探测技术和光纤光栅感温火灾探测技术.后2种技术同属光纤传感技术,重点对这2种技术进行了比较,得出光纤光栅感温火灾探测技术更适合隧道火灾报警领域应用的结论.     

隧道数字化火灾预警系统的在线量化评估

为检查和评价隧道及地下空间火灾预警系统的实际功能,需要一套可行的在线评估手段。根据近年来国内外全尺寸隧道火灾发展曲线的试验结果,提出隧道火情的定义依据;引用运营隧道内准分布式光纤光栅感温火灾探测器的实测数据,证明运营中隧道报警系统的个性化现象;提出合格的数字化报警系统应存在一个在统计学意义上使漏报率和误报率同时达到期望值的合理阈值取值区间;建议以该区间的尺度作为该系统功能完好性的评估指标;对日常隧道运行温度数据的统计分析可估计合理阈值取值区间的下限,对规定条件下的现场点火试验温度数据分析可估计合理阈值取值区间的上限。在隧道运营期该区间尺度可实时在线自动更新。     

公路隧道火灾事故统计分析及防灾减灾对策

为研究公路隧道火灾事故的发生规律,通过对2000—2015年我国隧道火灾事故的统计分析,获得公路隧道火灾事故发生的原因、特点和产生的后果,以及隧道火灾的发生频率、车辆分布、时间分布和地区分布等规律特征。结果表明:车辆自身故障是诱发隧道火灾的主要因素,约占总数的63%;火灾造成人员伤亡的事故占16.3%,造成隧道结构受损的事故占24.8%,后果较为严重;货车是引起火灾的主要车型;夏季和冬季是火灾的频发季节,且年平均月分布呈现"W"形分布规律;山区及经济发达地区火灾次数相对较多。最后基于统计结果提出进一步减少隧道火灾事故的针对性建议,指出今后防火减灾对策的研究方向。     

基于统计原理的铁路隧道运营期灾害类型及防灾对策研究

统计分析了83例国内外铁路隧道运营期事故资料,研究了铁路隧道运营期间主要灾害类型、原因及防灾对策。研究结果表明:1)铁路隧道运营期间主要灾害类型有火灾、列车碰撞、脱轨及衬砌剥落;2)铁路隧道运营期防灾应以隧道火灾为重点,同时兼顾列车碰撞、脱轨和隧道衬砌混凝土剥落等灾害;3)隧道内旅客列车火灾的主要原因为列车车辆关键部位故障、人为因素、列车车辆缺陷致列车碰撞或脱轨;4)依据土建设施规模及隧道结构分布特点,长大铁路隧道(群)运营期防灾模式可选择定点停车疏散救援模式、全长或局部范围内随机停车疏散救援模式;5)铁路隧道防灾涉及基础设施、铁道车辆和运输调度,应建立铁路隧道运营期灾害防范体系及预警系统,防止事故发生。     

高速公路隧道交通事故规律研究

目前我国高速公路隧道内时常发生交通事故,为研究其特点和规律,收集2 193起高速公路隧道交通事故资料,对这些资料数据进行统计,分析隧道中交通事故的时间和空间分布特征、事故形态、事故车型以及发生原因。结果表明:一天中的9:00~10:00、11:00~12:00、13:00~15:00是交通事故的频发时段,周末发生的交通事故数约占总数的40%,1、2、4、5、7月易发生交通事故;追尾和碰撞隧道壁是隧道交通事故的主要形态;违章超速和天气变化是导致事故发生的主要原因;交通事故的车型主要为底盘较轻的轿车和重型货车。     

铁路隧道火灾事故及其规模研究综述

铁路隧道火灾规模是隧道火灾防治的关键问题。通过对国内外铁路隧道火灾事故及列车火灾规模大小的统计,分析了铁路隧道火灾事故发生的原因和产生的后果,提出了减少铁路隧道火灾事故的相关建议。总结了影响铁路隧道内列车火灾规模大小的因素,建议列车材质采用难燃材料、设计合理的防灾通风速度、尽可能减少列车门窗的开启数量等措施来降低隧道内列车火灾规模。在此基础上,结合我国铁路客车的特点及国外相关研究结果,建议在铁路隧道和隧道群火灾后果评估中,可采用15 MW的稳定热源作为参考。     

风载环境下隧道光纤光栅火灾探测器响应和报警特性

为研究风载环境下的隧道线性感温光纤光栅火灾探测器的响应特点及响应阈值设定对报警结果的影响,以全尺寸隧道为实验平台,设计2种光纤光栅（FBG）火灾探测器的火灾实验场景,分析2种不同风载作用下报警阈值对报警响应时间的影响及风载对探测器响应速率的影响。实验结果显示： 1）报警阈值从10 °C/min减小到3 °C/min时,低风速（0.4 m/s）下的报警响应时间缩短了24 s,而在高风速（5 m/s）情况下,报警响应时间仅缩短了4 s,表明在低风速情况下,FBG火灾探测器的响应更灵敏; 2）风速对火灾烟气的扩散影响显著,位于下风向的光纤探测器响应速率明显高于上风向的光纤探测器响应速率,可由此作为推算烟气移动速度、到达位置及火灾时风载速度的一种方法。     

山区高速公路隧道交通异常事件预警、检测与管理系统设计

分析了山区高速公路隧道交通的特点,给出了山区高速公路隧道交通异常事件的分类,提出了隧道交通异常事件预警、检测与管理系统设计方案,旨在降低山区高速公路隧道交通异常事件发生机率和破坏性.通过分析该系统的功能要求,进而建立了系统的框架结构和系统功能模块,讨论了各功能模块的实施策略,最后对系统监控管理模式进行了方案比选.     

交通隧道智能巡检系统分析方法与应用研究

为了高效率解决交通隧道巡检维护中人员响应速度慢，消息滞后，应急调度不及时等问题，通过分析交通隧道实际运维中出现的各类事故和灾害，建立了交通隧道事故和灾害预警模型，并据此提出了交通隧道智能巡检解决方案。该方案可实现隧道的火灾监测、交通预警和危化品泄漏处置等智慧运维巡检功能，提高交通隧道养护维修的效率以及管理水平的精细化程度。