火灾报警系统在隧道消防预警中的作用

郭亚喆

(山西欣奥特自动化工程有限公司，山西 太原 030012)

1 概述

高速公路的发展从一方面印证了我国社会经济水平的提高，截至2019年，中国公路总里程已达484.65万公里、高速公路里程数达14.26万公里，居世界第一。随着人民群众生活水平的提高，在交通出行方面也提出了更高的要求，尤其是2020年初突如其来的一场疫情，更是将私家车需求量推向了一个高点。

同时，据公安部数据统计：截至2020年6月，全国机动车保有量达3.6亿辆，驾驶人数4.4亿人之多。因此，行驶在高速公路的车辆在隧道内发生火灾事故的可能性也越来越大，而在隧道中进行实时、准确的火警监测对保障广大人民群众的公共财产安全和人身安全有着十分重要的意义。

2 目前隧道火灾报警技术的优缺点

光纤光栅火灾报警系统包括:光纤光栅自动感温火灾探测系统、手动火灾报警系统、数据通讯数据管理系统等三大子系统构成[1]。

3 系统设计

本次拟对某高速公路所辖四条隧道进行火灾报警系统的设置，根据现场实际情况，因地制宜地采用环形连接方式实现火灾报警主机之间组网，并接入监控中心，由监控中心集中对这四条隧道内的火灾消防监测系统进行监测，搭配成熟的火灾报警系统，能够实时、准确地探测出隧道火灾发生的地点，及时发送给火灾报警主机，由火灾报警主机进一步完成相关应急措施。

表2 隧道明细表

3.1 系统主要配置

1)光纤光栅温度传感器

传感器每6m设置一个，50个传感器为一条，每条传感器长度为300m。

传感器每8m设置一个，50个传感器为一条，每条传感器长度为400m。

传感器每8m设置一个，100个传感器为一条，每条传感器长度为800m。

2)光纤光栅信号处理器

A隧道需要使用2个光通道。采用1套4通道的光纤光栅信号处理器进行监测，剩余2个通道作为备用通道。

B隧道需要使用16个光通道。采用3套8通道的光纤光栅信号处理器进行监测，剩余8个通道作为备用通道。

C隧道需要使用3个光通道。采用1套4通道的光纤光栅信号处理器进行监测，剩余1个通道作为备用通道。

D隧道需要使用14个光通道。采用2套8通道和1套4通道的光纤光栅信号处理器进行监测，剩余6个通道作为备用通道。

3)传输光缆

C隧道需要4芯单模光缆。

D隧道需要24芯单模光缆。

4)智能手动报警按钮

隧道内每隔50m安装1个，共计需要475个：

A隧道左、右洞共需要30个；B隧道左、右洞共需要214个；C隧道左、右洞共需要29个；D隧道左、右洞共需要202个。

3.2 系统方案图

本系统中将光纤光栅信号处理主机放置在隧道洞口变电所内，单模传输光缆从信号处理系统光接口模块处引出，至隧道内连接光纤光栅探测器接线终端盒。光纤光栅敷设在隧道顶部，实时感应隧道内温度状况并以波长形式通过光纤反馈给信号处理器，信号处理器接收到光纤光栅感应到的波长信息，将其转换成直观的温度信息。信号处理系统输出数据至火灾报警控制器中，另有多个串口及开关量输出口将检测到的信息输出至隧道监控中心。火灾报警控制器与隧道内的智能手动报警按钮进行连接。

图1 系统配置图

3.3 系统实施

高速公路隧道火灾报警系统基本是由光纤光栅温度探测单元、光纤光栅信号处理部件、手动报警按钮、火灾报警控制器、感烟感温探测器、传输光电缆、系统工作站及光纤光栅系统软件等组成。

而传感器的施工是整个工程中最关键的一环，其布设位置的选择、安装、保护等环节都要进行充分的考虑，才有可能确保施工质量、确保整个温度监测系统的正常运行和运行效果，达到设计温度测试系统的目的。

3.3.1 光纤光栅传感器安装

图2 光纤光栅温度探测器的固定方式

图3 光纤光栅温度探测器系统拓扑结构

3.3.2 手动报警按钮安装

手动报警按钮安装在隧道的侧壁上(部分施工前隧道会有预留设备洞)，每隔50m安装1个。

图4 手动报警按钮安装示意图

3.3.3 信号处理器的安装

1)将隧道内的单模光缆上架。

2)将光纤光栅信号处理器放置于19英寸标准机柜内。

3)将光通道模块(OEX)连接对应的传输光缆法兰。

4)将信号处理主机(OSM)的输出接口连接到相应模块。

5)开机调试。

汉日IT新词的产生，源于各自语言系统对于IT领域各种新生事物进行概念阐述的需求，符合新词出现的必要性原则(黎昌抱2008:99-100)。新词的出现，来自某种语言系统自身的需求。如果没有新词，语言就会在概念表达上出现空白，进而影响语言的交流和沟通。伴随着信息技术的发明、发展与普及，各种信息领域的新生事物层出不穷，而原有语言系统中又不存在能够准确表达这些新生事物的词汇。在这样的背景下，诞生了大量的IT新词。

3.3.4 光纤光栅系统软件安装

系统软件直观地显示隧道温度分布情况，以及手动报警按钮的当前状态。并将隧道内手动报警按钮、光纤光栅探测器的报警信息和实时工作状态上传到上位机的火灾报警工作站计算机上实现集中监控。同时，系统软件还提供Modbus、OPC、I/O等标准的工业接口，以确保火灾监测系统和隧道其他控制系统实现数据交换。

因线路故障原因，监控分中心不能对隧道火灾报警子系统进行通信或控制情况时，也可在隧道变电站的机柜控制系统中进行本地操作控制，该操作记录会完整地保存在本地存储器中。且因为本地系统同样具有子系统的本地监视和操作控制功能，并连续记录隧道设备运行状态。待故障问题恢复后系统将会自动对中断期间的数据进行及时上传，以确保上位机数据的完整性和持续性。

3.3.5 其他安装注意事项

1)光纤的曲度在保证美观的同时尽量放大，防止增加弯曲损耗。

2)露天的安装地点要注意传感器的防水保护。

3)安装过程不能用力拉光纤，防止光纤熔接点特别是传感器两端的熔接点被拉断。

4)引出的尾纤要注意连接头的保护。

5)在进行报警参数设定过程中要做好相应配置记录。

6)在系统施工过程中，需要做好相应的实施进度记录及现场影像资料的留存，包括固定件安装、光纤光栅安装、主机安装、系统调试、实施具体日期等。

4 结束语

本文从光纤光栅火灾报警系统的设计、安装、调试及后期维护方面入手对该系统进行了阐述，在市场经济条件下，要切实将降本增效落到实处，需要根据实际情况制定降本增效计划并予以实施，更好的为企业提高经济效益和社会效益。