基于多尺度方法的道路隧道温度场特征研究

隧道火灾往往会造成严重后果。为实现快速准确的火灾报警,以大连路隧道、青浦隧道、白茫雪山隧道正常运营及火灾试验工况下采集的大量正常运营工况温度数据和火灾工况温度数据为对象,使用多尺度分析方法,研究道路隧道火灾工况和正常运营工况不同尺寸下的温度场特征。结合隧道光纤光栅温度系统采集的数据,对隧道火源及其邻域的温度、温度梯度和温度二阶导数进行大量统计描述分析; 同时对火灾时隧道内温度场的波动特征进行论述。通过分析,得出隧道火灾时的温度场具有强烈波动特征,建议使用单位时间内温度的标准差、离散系数来表征隧道温度的波动程度;使用单位时间内温度一阶导数的标准差、离散系数（均值大于0.1）来表征温升的波动程度,并给出常规工况下单位内时间温度标准差的建议取值。最后,通过识别火源点及其邻域的温度波动特征可判断火灾是否发生。     

公路隧道火灾报警系统报警模式探析

公路隧道是交通运输路线的重要组成部分,由于内部光线昏暗、环境半封闭,极易发生火灾,且不易救援,因此需要加强隧道内部温度检测,制定合理的报警阈值,以便进行更有效报警,为组织救援争取宝贵时间。针对隧道火灾问题现状及火灾影响因素进行论述,提出了常用的火灾报警系统应用及报警模式设计,以更好地解决隧道火灾报警问题。     

公路隧道火灾自动检测设备试验研究

根据公路隧道的运营特点,分析了影响火灾自动报警系统准确、及时报警的主要因素,提出公路隧道火灾自动报警设施的试验方法.     

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。     

隧道图像型火灾探测系统试验研究

结合隧道的狭长空间、通风条件、环境照度等特点验证了一种基于图像处理技术的火灾探测系统的可行性。首先,根据隧道的尺寸对探测器镜头的焦距进行选型试验,试验表明,25mm焦距的探测镜头对该隧道具有更好的远距离探测能力;其次,开展了公路隧道实体火灾探测试验,研究了隧道图像型火灾探测系统的探测性能,分析了探测距离、火源大小等因素对报警时间的影响。试验结果表明:该系统可有效排除光源干扰,探测性能不受外界光照的影响;系统能够在10s内有效识别120m范围内火源并实现报警。     

基于驾驶人特性的自适应换道预警算法研究

本文中建立了基于驾驶人行为特性的换道危险感知模型,提出一种参数在线辨识、阈值可调的换道预警算法。通过模糊逻辑方法,以速度关联度、换道安全系数及横向偏移为指标确定周围车辆对自车换道的影响程度,修正换道参数;利用递推极大似然估计对模型参数进行在线辨识,获得实时危险评估值;并基于信息熵搜索最佳报警阈值,将实时评估值与报警阈值进行比较,判断系统的报警状态。采用实车试验的自然驾驶行为数据进行验证,结果表明,自适应预警模型的准确率达92.1%,预测危险状态的时间可提前0.3～1 s,符合驾驶员的心理预期,具备可操作性。     

三波长红外火焰探测器在公路隧道中的应用

火灾自动报警系统是公路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,其功能是实时探测公路隧道环境温度并迅速、可靠地发现和通报火情.介绍了一种适用于公路隧道运营环境的火灾探测器——三波长红外火焰探测器,重点对其工作原理、技术特点和应用方案进行阐述,对工程应用具有一定的参考价值.     

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。     

基于多参量光纤传感技术的京雄城际隧道形位感测系统应用研究

京雄城际铁路机场隧道面临不均匀沉降以及地面异常入侵等风险,为了更加迅速、直观地了解隧道结构全生命周期的安全及健康状态,需要对其进行实时在线监测。将光纤传感技术应用于京雄城际隧道的结构健康监测工作中,先结合BIM技术对高铁隧道的分层沉降、衬砌环向应变、渗漏水、火灾、异常侵入、变形缝变形等多参量开展智能化、高精度监测技术研究;再结合相应评估指标与预警阈值构建基于多参量传感技术的高速铁路隧道形位感测管理平台展示系统。该系统集数据采集、监测预警、安全评估以及可视化展示于一体,能够实时反映隧道所处的安全状况,为高铁隧道安全运营提供有力保障,并为"智能京雄"工程提供强有利的技术支撑。     

基于光纤光栅传感器的隧道火灾报警监测系统

文章比较现有隧道火灾报警技术,提出一种基于光纤光栅传感器的隧道火灾报警监测系统,并且进行了实验研究。在实验隧道中,该系统对0.5m2火灾的最快报警时间为6s,30s内有效报警范围为±20m。     

高速公路隧道灾害事件检测新方法及应用研究

在分析传统的隧道消防安全系统的基础上,总结了传统的高速公路隧道灾害事件检测方法存在的问题。为此提出了基于视频的灾害事件检测分析技术——视频图像火灾探测报警、灾害事件检测、CCTV三合一整合系统。并在模拟长江隧道实体隧道和秦岭终南山公路隧道中做了大量试验。结果表明,该系统有自学习能力;抗污染能力很强,在接近70%～80%模拟油污和灰尘的减光率条件下,依然能够有效探测火焰;具有综合防灾决策判断能力;且兼容性很好,可以与高速公路隧道CCTV系统、传统的火灾探测报警系统有机结合。     

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。     

公路隧道拱顶附近烟气最高温度的理论预测与试验研究

为了研究顶部开口的城市隧道在采用自然通风模式下的火灾特性,在已建成的隧道中设计并实施了全尺寸火灾实验,得到了隧道火灾自然通风模式下的拱顶附近烟气最高温度纵向变化数据。通过实验数据与理论预测结果对比的方式验证了H.Kurioka等人建立的隧道火羽流模型及其计算公式的可靠性,为市政公路隧道建设提供了科学依据,可以用来指导隧道火灾的研究及其消防工作的开展。     

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。     

均匀风量集中排烟隧道火灾烟气流动分析与足尺试验

隧道火灾集中排烟系统集纵向和横向排烟模式的优势,应用愈加广泛。然而在排烟过程中,大量烟气易从离风机较近的排烟阀排出,极大降低了排烟效率并浪费了能源,为解决此类问题提出均匀风量集中排烟模式的概念,通过调节排烟阀开启角度,使各排烟阀排烟量均匀一致,最大限度的将高温烟气由火源附近的排烟阀排出。基于质量、动量和能量守恒方程,以排烟道内烟流为控制体,建立均匀排烟模式下关于排烟阀流速、排烟量、排烟阀开启角度和排烟风机风压关系的理论预测模型并求出解析解;同时,以港珠澳大桥海底沉管隧道为原型,建立世界最大断面尺寸沉管试验隧道,开展足尺验证试验。研究结果表明：均匀风量排烟系统能够通过控制排烟阀开启角度平衡各排烟阀排烟量实现高效排烟的目的;提出火灾时应开启火源最近处排烟阀且在满足烟气流速限值的情况下,控制排烟阀开启数量,既能缩短烟气蔓延范围又能实现有效节能;均匀排烟模式下,各排烟阀排烟量均匀一致,排烟阀开启角度呈逐渐增大趋势,离火源越近排烟阀开启角度越小。最后,以10 MW火灾为例,通过足尺试验验证均匀风量集中排烟烟气运动理论模型的正确性。     

应用连续热驱法研析隧道水泥衬砌之拉力强度与破裂韧度受热的影响

隧道火灾可能毁损隧道衬砌支撑,造成隧道坍塌。通过对热损分布关系进一步了解,有助于在灾前提高材料的防火性能设计,并在灾后较精准的预测其损害范围,进而降低修缮成本。以往的研究都采用个别式热损试样准备法,无法准确预测没有试验数据的结果,故本研究提出连续热驱试样准备法,从而得出连续性的试验数据。本研究研析水泥砂浆受连续热损后,其拉力强度及破裂韧度与温度的相互关系。藉由试验结果,除可获得较为精确的预测方程外,并以Log Log交点法得到相对合理与准确的临界热损温度(540~550 ℃),以期为隧道火灾防范提供参考。     

低压细水雾在公路隧道火灾防控中的试验研究

为验证“低压细水雾灭火系统”对隧道初期火灾发展和传播的抑制效果,在云南省昭会高速公路邱家垭口隧道内开展低压细水雾灭火系统实体火灾试验。通过隧道内有关温度场和烟气场的测量,对低压细水雾灭火系统在隧道火灾中抑制和扑灭火灾、降低火场温度以及净化火源附近空气的能力进行研究。试验结果表明：在隧道风速不大于3 m/s的情况下,低压细水雾灭火系统开启后,火焰得到控制,火源附近的温度迅速降低,CO体积分数达到峰值后快速下降,O2体积分数在试验过程中始终保持在21%左右,能够确保公路隧道的消防安全和人员逃生安全。     

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。     

武汉三阳路公铁合建越江隧道通风设计

武汉三阳路隧道为穿越长江的城市公路和轨道交通合建隧道,具有环保要求高、长度长和空间受限等特点,通风排烟系统设计难度大,且影响隧道的投资、运营费用、行车安全和防灾救援。为了解决洞口环保问题,对不同通风方案的气流组织、初期投资和运营费用进行研究,确定了竖井送排式纵向通风方案;针对公铁合建防灾要求高的特点,结合横断面布置,合建段公路隧道采用重点排烟,地铁隧道采用分段设置排烟道的纵向排烟方式,并采用模拟分析的方法对典型火灾工况进行了仿真计算,验证了排烟效果。