隧道火灾分布式光纤感温和视频图像探测技术试验研究

按照"预防为主,防治结合"的基本策略,火灾自动探测系统装备是近年来是公路隧道火灾主动防控的关键技术手段。在系统梳理国内外典型隧道火灾自动检测技术的基础上,以云南山区公路典型隧道为实验现场,通过控制隧道火灾的主要影响因素,模拟5种不同火灾工况,试验比较分布式光纤感温和视频图像探测系统及装备的火灾预警响应时间,分析不同风速、不同火灾大小下系统表现性能。实证结果表明:图像型火灾探测技术系统检测的准确性和可靠性高,比分布式光纤感温火灾探测器的环境适应性强。     

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.     

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。     

数据融合技术在公路隧道火灾探测系统中的应用

介绍了几种常用公路隧道火灾探测器,如温度探测器、烟雾探测器、火焰探测器等。针对其各自在隧道火灾探测系统中应用时容易产生反应延迟、漏报和误报等缺点,提出了在隧道火灾探测系统中采用经典的自适应加权融合估计算法进行多探测器系统的数据融合。并分别对单传感器、多传感器和异类传感器火灾探测系统的数据融合进行了可信度分配。结果表明,与采用单一类型火灾探测器系统相比,多探测器系统的数据融合结果具有更高的准确度和可信度。     

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。     

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.     

波分复用与全同光纤光栅混合复用技术在城市隧道中的应用研究

介绍近些年国内外隧道火灾安全状况,分析隧道火灾发生的原因,给出并且比较目前3种火灾探测器技术的性能,结合武汉中山路隧道凸显波分复用与全同光纤光栅混合复用技术的感温探测器在城市隧道中应用的优势地位。     

光纤光栅火灾报警系统在包家山隧道设计中的应用

本文主要介绍光纤光栅火灾报警系统在包家山隧道设计中的应用,对几种常用隧道火灾探测系统进行了对比分析,具体说明了光纤光栅火灾报警系统的原理及应用。     

港珠澳大桥工程开展海底沉管隧道防灾减灾关键技术研究

由重庆交通科研设计院承担的港珠澳大桥国家科技支撑计划项目课题五子课题四＂离岸特长沉管隧道建设防灾减灾关键技术＂隧道火灾试验日前正式启动。课题组组长、重庆交科院首席专家蒋树屏亲任隧道火灾试验总指挥。为了真实地模仿火灾现场,重庆交科院在福建省漳州市招商局经济开发区汤洋工业园区重庆万桥福建分公司厂区内建设了全长150 m的港珠澳大桥1∶1全尺寸沉管试验隧道,该试验隧道的断面与实际的港珠     

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。     

火灾自动探测、报警设施在高速公路长隧道中应用实例及比较

如何及时发现高速公路长隧道的火灾，一直是国内外研究的课题。介绍了国内常用的三种火灾自动探测系统的工作原理，并对经济技术指标及优缺点进行了分析比较。     

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。     

信息

港珠澳大桥工程开展海底沉管隧道防灾减灾关键技术研究由重庆交通科研设计院承担的港珠澳大桥国家科技支撑计划项目课题五子课题四"离岸特长沉管隧道建设防灾减灾关键技术"隧道火灾试验日前正式启动。课题组组长、重庆交科院首席专家蒋树屏亲任隧道火灾试验总指挥。为了真实地模仿火灾现场,重庆交科院在福建省漳州市招商局经济开发区汤洋工业园区重庆万桥福建分公司厂区内建设了全长150 m的港珠澳大桥1∶1全尺寸沉管试验隧道,该试验隧道的断面与实际的港珠     

高海拔公路隧道火灾烟气控制临界风速研究

为了探究高海拔与低海拔公路隧道火灾燃烧特性的差异,掌握高海拔隧道火灾烟气控制临界风速计算方法,给高海拔隧道防灾通风及人员疏散设计提供参考,建立1∶16的缩尺寸移动式水平模型隧道试验台,对海拔高度为504、3 297、3 544、4 103、4 446 m的5个地点开展隧道火灾热释放率试验研究,并采用三维数值计算方法和量纲分析,对不同海拔高度、不同火灾热释放率工况下水平隧道内烟气控制临界风速进行研究和分析。结果表明：在油盘尺寸相同的情况下,随着海拔高度的增加,火灾热释放率明显减小,燃烧时间显著增长,当海拔超过3 000 m时,高海拔地区隧道稳定段火灾热释放率仅为海拔504 m隧道火灾稳定段热释放率的60.9%。隧道火灾临界风速随着海拔高度的增加而增大,其表现出2种典型变化规律：火灾热释放率大于30 MW时,海拔高度对临界风速影响较小,同一火灾热释放率下,海拔5 000 m时隧道内临界风速较海拔0 m时提高了不到2%;火灾热释放率小于30 MW时,海拔高度对临界风速的影响显著增强,且随着热释放率的减小影响不断增大,当火灾热释放率分别为5.73、12.67 MW时,海拔5 000 m隧道内临界风速较海拔0 m时分别提高了26%和13%。基于高海拔隧道火灾热释放率及隧道火灾临界风速的变化规律,提出了典型双车道高海拔隧道火灾烟气控制临界风速的计算方法。     

公路隧道火灾消防救援安全研究

将隧道温度场随时间的变化和人员的逃生速度引入到传统克拉尼公式中,给出了一个基于温度变化的修正的隧道火灾人员逃生判别公式。采用数值模拟方法,详细研究了典型隧道结构在不同隧道风速(v=1、2、3、45、m.s-1)下不同火灾规模时隧道内的温度场,以修改后的克拉尼公式为公路隧道火灾时的安全逃生判别条件,给出了不同隧道风速、不同火灾规模时的消防救援的安全位置。结果表明:为了防止高温回流对消防救援的影响,在消防救援时,隧道内的环境风速应不小于5 m.s-1。     

隧道火灾探测器的应用与测试技术

概述了国内外目前常见的几种隧道火灾探测器的工作原理和应用现状,归纳了他们在实际应用中的普遍优势、常见问题和存在缺陷。在介绍感温火灾探测器产品检测方法的基础上,结合传统工程检测方法和工程现场情况,对高速公路隧道火灾探测器的检验方法和思路进行了一定的创新和开拓,介绍了可应用于隧道火灾探测器工程现场检测的新方法,探讨了简单易行的检测方案,确保检测内容能够真实反映系统运行情况。现场实际应用表明,这些方法具有实用和推广价值,希望能对隧道火灾探测器的初期选型、后期维护以及工程检测过程有所帮助。     

单洞四车道城市公路长隧道的火灾报警系统

在公路隧道火灾特性分析的基础上,对比现有火灾报警系统,根据相关标准规范确定适合于单洞四车道城市公路隧道火灾报警的技术解决方案。采用"手动报警按钮+线型光纤感温火灾探测器+红外型火灾探测器"相结合的方式,并与监控、通风、照明、消防等各个系统进行联动,提高火灾报警和消防处理的能力,保证隧道运营安全。     

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。     

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。