高速公路隧道火災檢測經驗分析

王赟飛

（中交四公局（北京）公路試驗檢測科技有限公司，北京101107）

1 引言

近年來，我國國民經濟發展較快，呈現出經濟繁榮的景象，在經濟發展和科學技術進步的推動下，高速公路建設得到了很大程度的發展，提升了運輸效率，在區域交通運輸和經濟發展中發揮著重要的作用。隨著高速公路建設里程的不斷增加，高速公路建設的自然條件和地質條件也更加復雜，要更好地完善高速公路系統，必須重視高速公路隧道的建設。分析高速公路隧道建設的特點，一般其環境相對比較封閉，一旦出現火災，極易引發交通事故，帶來更大的危害。因此，必須認識到建立高速公路隧道火災自動報警系統的重要性，加強火災檢測技術，結合高速公路隧道火災發生特點，做好高速公路隧道火災報警系統的設計工作【1】。

2 高速公路隧道火災特點分析

高速公路建設中，一般采用的是明施工法、蓋挖施工、暗挖施工等，隧道建設的外圍一般有厚重的土壤和巖層，只有內部空間，其在構造上有著特殊性，火災發生時也有自己的特點，對高速公路隧道火災特點的分析，有助于探究相應的檢測技術。

2.1 氧氣含量消耗快

公路隧道火災與一般地面建筑火災相比，其與外界空氣的接觸較少，空間相對比較封閉，導致在火災發生時氧氣供應量急劇下降或供氧能力不足等問題。科學研究顯示，人類在遇到突發事件時，所需要的氧氣量較平時正常維持生命過程中需要的氧氣量更多【2】。高速公路隧道內部通過車站、風道等與外界空氣進行交換，更會加劇火災的猛烈程度。

2.2 不完全燃燒帶來的煙氣聚集

高速公路隧道發生火災時，新鮮空氣相對不足，氣體交換不充分，會出現不完全燃燒反應，出現一氧化碳、二氧化碳及其他有毒或有煙霧氣體產生和聚集，濃霧的出現會降低隧道的可見度，影響到人流的正常疏散，等煙氣消散時，對人體造成的傷害相對較大，嚴重的甚至會帶來更大的危害。

3 高速公路隧道火災檢測常用設備

3.1 光纖光柵感溫檢測器

這種檢測器材主要是借助光學原理及相關的加工技術，在光纖材料折射率周期分布的光學元件，這種結構的周期分布，可以對特定波長光傳輸的基本路徑進行改變，并影響光傳播的方向。簡單來講，主要是在光纖拓撲中形成一定的反射鏡和濾波器，這種反射光波長可以根據溫度和外界環境的變化進行改變，從而通過測算反射光波長，對相關的溫度進行推算，最終進行火災檢測。

光纖光柵火災檢測，主要是經過波長的改變來了解溫度的變化情況，火災發生時，會散發很大的熱量，從而檢測濃煙火災，這種檢測設備會受到風力作用的影響，可以檢測到數公里內火災的相關情況，高速公路隧道現場一般設置有探測光纜，在站內安裝主機，系統組網方式主要是在光纖遠程傳輸信號的基礎上，這種檢測操作相對簡單方便，在隧道現場進行布置，一般不需要供電，成本相對較低，不需要后期維護，操作簡單。

3.2 紅外火焰探測儀器

主要是根據光譜的改變，探測火焰的光譜，紅外火焰檢測儀器的使用是以明火為前提，如果是非明火火災，這種探測儀器則無法使用，在使用中不會受到風力和風速的影響，且響應時間較快，一般每隔50m左右會設置聲光報警器，防爆等級相對較高【3】。

紅外火焰探測儀器的結構相對比較復雜，包括電源盤和綜合盤等，在站內一般通過通信遠傳設備，在具體的應用過程中，必須要有電源的支持，需要信號走線，并安裝相關的防雷設備，檢測也相對復雜，但檢測的結果準確性較高。整體來講，其檢測成本較低，在產品選擇時需要根據高速公路隧道的情況，結合檢測儀器的性能，其防爆性能相對較高。

3.3 圖像型火災檢測器

圖像型火災檢測，主要是在圖像處理的基礎上，通過分析視頻或圖像中火災的物理特征，對其進行判斷和分析，根據火焰的顏色和紋理，火焰的亮度及閃動的頻率，將其作為火災探測的依據。其原理主要是根據圖像的變化探測火焰圖像，與紅外火焰探測儀器一樣，在探測中需要有明火，這種儀器同樣不能支持檢測非明火火災，探測中不會受到風速和風力的影響，但污染物會影響到探測的結果，其響應的時間相對較快，在儀器設備的使用中，需要在50m處設置聲光報警器，并合理安排其余光學探測的距離，才能確保探測結果的準確性。

圖像型火災檢測儀器可以選擇防爆型，系統結構構成相對復雜，包括電氣設備、通信設備，同時，在站內還需要有主機和錄像設備。該系統模式下不能支持遠程視頻信號的傳輸，因此，要結合高速公路隧道的實際情況，對儀器產品的分辨率、防爆型號、探測范圍、探測對象等進行科學的選擇，并借助探照燈及輔助溫度傳感器等設備進行作業。

4 高速公路隧道火災檢測的標準要求

高速公路隧道火災檢測主要是對隧道內火災進行動態、實時的檢測，遇到火災事件時發出報警信號，并及時通知相關部門采取措施，減少對過往車輛和人員的傷害，并及時阻止后續不知情車輛進入火災隧道，降低事故發生的損失【4】。火災檢測技術的應用是整個高速公路隧道安全檢測的重要組成部分，火災檢測信號也是交通控制的重要信號來源，一旦出現火災檢測信號，整個交通控制系統需要作出及時反應，根據信號檢測判斷火災發生的位置，并對交通信號燈及道路標志進行控制，啟動應急照明系統，并及時通過火災情況的變化發布火災信息，提醒過往司機注意避讓，并啟動自動錄像設備，對其進行檢測拍攝，同時注意通知路政管理、養護等相關部門，采取相應的措施加以處理。

具體來講，高速公路隧道火災檢測技術要求包括：

1）火災檢測系統要全天實時對整個隧道環境情況進行檢測，檢測的范圍必須廣泛，需要覆蓋到整個隧道的長度。在檢測系統運行的過程中，需要確保整個系統能高效可靠運行，并提升檢測的精確度，盡可能地縮短整個檢測工作響應的時間，從而減少檢測誤差。

2）要重視檢測儀器設備的質量，選擇高質量的檢測產品，確保整個檢測技術的順利實施。同時，在火災發生之后可能會對檢測設備帶來一定的破壞，要對其進行檢查和維修，如果沒有發生破壞則可重復使用，提升設備的使用壽命。

3）檢測系統需要帶有自動檢測的功能，在系統出現故障和問題時，能保證整個系統處于工作狀態。同時，系統需要具備定位功能，提升整個檢測系統定位的準確度。

4）要選擇操作簡單，安裝方便的系統，方便儀器設備后期的安裝和使用，同時，要確保系統能適應所在地區的自然條件、溫度變化、汽車尾氣、光照條件等，確保其不因外界環境的影響導致其檢測誤差的出現【5】。

根據國內外高速公路隧道火災檢測技術和設備的使用情況，通常使用的檢測技術主要包括感煙型、感溫型和感光型等。感溫型設備使用較為普遍，且產品的種類相對較多，產品成本相對適中，在國內外很多高速公路隧道中都有使用。我國近些年隧道火災檢測技術的研究，也要在綜合國內外發展經驗的基礎上，重視對火災檢測技術的研究，了解隧道火災檢測儀器設備的使用等，選用效果較好的設備。

5 高速公路隧道火災報警系統的設計分析

5.1 監控系統與火災報警聯動

1）可以在高速公路隧道左右兩邊設置攝像機，并選擇防水護罩保護好攝像設備，對隧道道路車輛流量和密度等通行情況進行實時動態監控，能直觀檢測火災等事故。

2）建立火災報警系統，與視頻監控系統實行聯動，接受隧道報警設備的警報，對火災情況進行記錄【6】。

3）要建立緊急電話系統，有線廣播系統，從而更好地掌握隧道內的火災狀況，確保隧道通訊暢通無阻。

5.2 火災自動報警系統

根據高速公路隧道的特點，其環境相對復雜，維護難度相對較大，因此，在火災自動報警系統的設計中，需要重視檢測產品的質量水平，確保產品的可靠性，考慮產品后期的維護，在實際的應用過程中，要根據實際情況進行系統設計。如在光纖定溫檢測技術的應用中，要結合實際，了解其主要構成，包括激光光纖傳感器、控制主機、顯示器等，通過顯示器了解高速公路隧道溫度的變化情況，獲取沿線溫度，了解火災的位置信息，從而更準確地探測火災的具體情況。在實際應用中，也可以將不同檢測產品進行聯合使用，發揮不同儀器產品的優勢，提升火災檢測的準確度。

6 結語

綜上所述，隨著交通事業的發展，我國高速公路建設取得了較大的成就，當前發展階段，高速公路建設的復雜程度和難度不斷增加，隧道成為高速公路的重要組成部分，其安全性影響到整個高速公路的質量和水平，加強隧道火災檢測技術的研究具有重要的現實意義。當前，檢測設備主要包括光纜光柵溫度檢測器、紅外光焰檢測及圖像型檢測儀器等。不同的檢測儀器使用原理也存在差異，在實際應用中，要結合高速公路隧道建設的實際情況，選擇合適的產品，提升檢測的效率和質量。