公路隧道火灾自动报警系统应用指南09415.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流公路隧道火灾自动报警系统应用指南09415.精品文档.第四章 公路隧道火灾自动报警系统设计（鲍学俊负责）一、设计原则1、总体设计原则1）严格执行火灾自动报警系统设计规范（GB 50116-98）规定，根据公路隧道所在路段以及隧道交通流组成情况，选择可靠、安全、经济的火灾自动报警系统；2）隧道火灾自动报警系统的设计应以及时探测隧道内初期火灾为目的，减少漏报、误报，提高报警成功率，为隧道内火灾救援疏散提供决策依据；3）结合火灾自动报警系统，充分考虑隧道其余机电子系统的联动控制，提高火灾救援疏散能力；4）制订切实可行的疏散救援方案，科学合理配置救援

2、设施及救援人员；2、系统选择原则能够提供早期发现和通报火灾的自动报警系统时最重要的消防设施之一，正确、合理地设计系统对保障人身和财产安全将起到重要地作用。火灾自动报警系统由火灾探测器、火灾报警控制器、声光报警装置、消防管理计算机（选）、电源及其它信号传输、供电等导线组成。1）火灾探测器隧道内的火灾报警，严格意义上来说，主要有主动与被动报警两类。主动报警装置有手动报警按钮、紧急电话等，被动报警装置有火灾报警探测器、消防设备洞开箱报警信号等。火灾自动报警系统应设有手动和自动两种触发装置。自动触发装置，即火灾探测器，是系统中最基本的触发装置，它自动探测火灾，产生和发出火灾报警信号，并将火灾报警信号传

3、输给火灾报警控制器。手动触发装置，即手动报警按钮，它是系统中必不可少的组成部分，它与火灾探测器相辅相成，有利于提供系统报警的可靠性。火灾探测器的种类很多，按照感应原件的结构可分为点式火灾探测器、缆式火灾探测器；点式火灾探测器包括：感烟式（离子、光电）、感温式（定温、差温、差定温）、感光式（红外、紫外、线形光束）；缆式火灾探测器包括：空气管、感温电缆（定温、差温、差定温）、感温光纤（分布式、光纤光栅）在火灾自动报警系统中，探测器的选择与设置，直接影响整个系统。关于探测器的选择与设置，必须按照国家标准的要求和规定执行。火灾探测器选用的一般原则是：充分考虑火灾形成规律与火灾探测器选用的关系，根据火灾

4、探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特点、环境条件、隧道空间高度和可能引起误报的各种因素等综合确定火灾探测器的类型和性能要求，设置适宜类型的探测器或几种探测器的组合。因此，火灾探测器的选用应遵循以下原则：（1）火灾初期发展根据火灾初期的形成和发展过程产生的物理/化学现象的特点选用探测器时，应符合下列原则： 火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射，应选用感烟探测器； 火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合； 火灾发展迅速，有强烈的火焰敷设和少量的烟、热，应选用火焰探测器； 在探测区域内有人值班，比如隧道监控值班室、监

5、控中心等，在火灾有可能形成有害气体，造成人员伤亡，应选用感烟探测器，从发展的观点看，最宜采用气体火灾探测器； 火灾形成特点不可预料，可进行模拟试验，根据试验结果选择探测器。（2）隧道土建条件根隧道土建条件选择火灾探测器，应符合下列原则： 对于隧道净空高度不超过8米，净宽不超过11米的隧道，可选择缆式火灾探测器或红外探测器； 对于净宽超过11米的隧道，宜选择红外探测器或双回路缆式火灾探测器； 位于小半径曲线上的隧道，对红外等需通视的探测器有较大影响，使其探测盲区增大，可探测区域减小，一般宜采用缆式火灾探测器或几种探测器的组合；（3）环境条件环境条件是选择探测器时另一需注意的问题。 环境温度：定温

6、探测器动作的额定温度应高出最大环境温度1035。在温度低于0时，不宜单独使用定温探测器。在短时温度变化较距大的隧道，不宜安装差温探测器； 气流：洞内自然风速较大的隧道，对感烟、感温探测器影响较大，宜选择红外火灾探测器； 光干扰：光辐射对感温、感烟探测器没有严重影响，但红外火焰探测器如果直接或间接受到日光或其它光源的照射，并且如果这些照射发生变化，则易引起假火警。必要时，可采取适当的措施，比如将探测器装上遮光板或加保护涂层或其它防误报措施。2）火灾报警控制器火灾报警控制器是火灾自动报警系统中为火灾探测器供电、接收、处理及传递探测器的火警、故障电信号，发出声、光报警信号，同时显示及记录火灾发生的部

7、位和时间，并向联动控制器发出联动通知信号的报警控制装置，是整个火灾报警控制系统的核心和“指挥中心”。火灾报警控制器按照其容量可分为单路火灾报警控制器、多路火灾报警控制器；按照用途可分为区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器、通用火灾报警控制器。火灾报警控制器选用原则：火灾报警控制器容量和每一总线回路所连接的火灾探测器及控制模块（或信号模块）的地址编码总数均宜留有一定余量。即在设计火灾自动报警系统时，所选用的火灾报警控制器的额定容量，即其可以接收和显示的探测部位地址编码总数应大于系统保护对象实际需要的探测部位地址编码总数。并且，火灾报警控制器每一总线回路所连接的火灾探测器即控制模块(或信号模块)

8、的地址编码总数的额定值，应大于该总线回路中实际需要的地址编码总数。所留余量大小，应根据保护对象的具体情况，如工程规模、重要程度等合理掌握，一般可控制在15%20%。这对于系统正常可靠运行，以及系统扩展等都是非常必要的。二、一般性要求1、系统要求根据国家标准火灾自动报警系统设计规范（GB 50116-98）规定，火灾自动报警系统设计应符合以下基本要求：1）设计人员应掌握隧道火灾的特点，如隧道中容易发生火灾的因素及地点、火灾蔓延途径，了解安全疏散路径、其它消防设施（如消火栓和灭火器）布置地点等情况。应熟悉火灾自动报警系统的基本知识，有关报警设备的性能、使用条件和使用方法，在此基础上，结合消防总体设

9、计对报警系统的要求，综合考虑，确定报警系统设计方案。2）系统设计在满足基本功能要求的前提下，应做到“安全可靠、方便使用、技术先进、经济合理”。必须保证系统本身时安全可靠的，有效发挥其对隧道的保护作用。系统应便于管理人员控制、操作、维护，提高系统可靠性。应采用科学设计计算方法，采用行之有效的先进技术、先进设备。在满足使用要求的前提下，力求简单适用，节省投资。3）系统设计应严格执行火灾自动报警系统设计规范、火灾自动报警系统施工及验收规范，以及公路隧道交通工程设计规范、公路隧道消防技术规程等的有关规定。4）火灾自动报警系统的设备，应采用经国家有关产品质量监督检测中心检验合格的产品。这是保证系统正常运

10、转的基本要求，任何时候、任何情况都不能忽视。5）鉴于特长隧道的高水平和现代化，决定了它对防火减灾有着更特殊的要求，也就是说，它的火灾监控系统比一般隧道具有更高的技术要求。满足上述火灾监控系统基本要求的同时，还需强调如下一些具体的性能要求：(1)具有模拟量火灾探测和信息处理方式，能够采集火灾现场动态数据并有效传输；(2)具有火灾探测器环境参数自修正、灵敏度分时自动调整和火灾模式识别功能；(3)系统必须具有更高级别的火灾及时探测报警，且误报率低，系统应始终处于实时监控状态，且工作稳定；(4)保证特长隧道运行正常，数据网络通信和消防设备具有优化管理功能；(5)具有良好的系统应用软件支持，系统综合性价

11、比高。6）按同一时间内在同一处最不利位置发生火灾的情况设置健全的消防系统，尽可能把火灾限制在最小范围内，并能及时扑灭，隧道内部应设置完善的自动报警系统；7）隧道内除设置火灾探测装置外，还应设置与火灾有关的手动报警按钮、紧急广播等。2、火灾报警控制器火灾报警控制器应具有下列基本功能：1）能直接或间接地接收来自火灾探测器及其它火灾报警触发器件地火灾报警信号，发出声、光报警信号，指示火灾发生部位，并予以保持；光报警信号在火灾报警控制器复位之前应不能手动消除；声报警信号应能手动消除，但再次有火灾报警信号输入时，应能再启动；2）当火灾报警控制器内部与火灾探测器、火灾报警控制器与起传输火灾报警信号作用地部

12、件间发生故障时，应能在100s内发出与火灾报警信号有明显区别地声光故障信号。3）火灾报警控制器应有自检功能。火灾报警控制器在执行自检功能时，应切断受其控制地外接设备。如火灾报警控制器进行每次自检所需时间超过1min或其不能自动停止自检功能时，自检期间，若非自检回路有火灾报警信号输入，火灾报警控制器应能发出火灾报警声、光信号。4）火灾报警控制器应具有显示或记录火灾报警时间地计时装置，其日计时误差不超过30s，仅使用打印机打印火灾报警信号时间的，应打印出月、日、时、分等信息。5）通过火灾报警控制器可改变与其联结的火灾探测器的相应阀值时，控制报警控制器应指示已设定的火灾探测器的相应阀值；6）火灾报警

13、控制器在其设计允许的最大容量及最长布线条件接入火灾报警控制器及其它部件时，不应出现信号传输上的混乱。7）火灾报警控制器应具有电源转化装置。当主电源断电时，能自动转换到备用电源；当主线恢复时，能自动转换到主电源；主、备用电源的工作状态应有指示，主电源有过流保护措施。主、备用电源的转换不应使火灾报警控制器发出火灾报警信号。8）采用总线传输信号的火灾报警控制器，应在其总线上设置隔离器。当某一隔离器动作时，火灾报警控制器应能指示出被隔离的火灾探测器、手动报警按钮等部件的地址。9）火灾报警控制器应能与消防管理计算机通信，并将所有信号上传。3、手动报警按钮1）隧道内间距一般50米应设置一只火灾手动报警按钮

14、，其安装高度可为1.5米，按钮盒应有明显的标志和防误动作保护；2）火灾手动报警按钮在火灾报警控制器或消防控制（值班）室的控制、报盘警上有专用的报警显示部位号，不应与火灾自动报警显示部位号混合布置或排列，并有明显的标志；3）隧道内火灾手动报警按钮应具有寻址功能，以方便报警信号的准确定位；4）火灾手动报警按钮系统的布线宜独立设置；4、消防设备开箱报警：1）是隧道消防设备箱内安装的行程开关，可在箱门开启的时，发出报警信号，是手动报警按钮的补充；2）开箱报警信号宜独立布线传输，或占用火灾信号传输多芯电缆中的独立线芯传输；3）该系统对消防设备的防盗亦起到较好的作用；5、火灾报警系统供电火灾自动报警系统是

15、隧道中的至关重要的报警设施，其工作特点是连续、不间断监视隧道内火灾情况。按照电力系统设计规范，确定火灾自动报警系统是供电负荷中的一级特别重要负荷。火灾自动报警系统供电一般要求：1）火灾自动报警系统应设置主电源和备用电源；2）为确保主、备用电源间切换期间系统的稳定运行，供电系统应配置应急电源装置EPS或不间断电源UPS；3）隧道内消防设施应采用单独的供电回路，并保证在消防系统处于最大负载状态下不影响报警控制器的正常工作；4）火灾自动报警系统主电源的保护开关不应采用漏电保护开关；6、火灾报警系统接地火灾自动报警系统设有直流系统的“工作接地”和整个系统的“保护接地”。1）接地装置与接地电阻火灾自动报

16、警系统是一种电子设备，应设直流系统的“工作接地”。按照国家标准对电气设备的工作接地及通信设备的工作接地的有关规定，报警系统的接地装置应在消防控制室设置专用的接地板与室外地下接地体连接。系统采用专用工作接地装置时，工作接地电阻值不应大于4。消防设备凡采用交流供电时，设备外露可导电部分应采用保护接地，并与电气保护干线（PE线)相连接。宜采用接零（地）干线的方法，即单相供电，采用三线制；三相供电，采用五线制。有条件的，宜设置专用接地装置。公路隧道的防雷接地、工作接地、保护接地、计算机与通信设备的接地等各种装置接地较多，当火灾自动报警系统采用联合接地装置作工作接地时，接地装置的接地电阻值应小于1。联合

17、接地的方式，往往是利用隧道衬砌配筋外引与PE线焊接作为整体接地装置。2）对接地线的要求为使接地线在正常工作时保持零电位，防止建筑物内部其它金属物体与接地线接触而出现电位差，报警系统的接地线一律采用铜芯绝缘导线或电缆。消防控制室接地板应用专用接地干线引至接地体。专用接地干线截面积不应小于16mm2，宜置于难燃型硬质塑料管中埋设至接地体。由消防控制器接地板引至消防控制设备、报警控制器等的工作接地线，应选用铜芯绝缘软线，其线芯截面积不应小于4mm2。7、火灾自动报警系统与其它系统的配合火灾自动报警系统在隧道内并不是一个孤立的系统，只有与其它系统密切协调配合，才能最大限度发挥出该系统的功能，提高火灾报

18、警处理效率，减少管理人员的误操作，保障隧道交通的顺畅、安全。影响火灾报警判断的因素很多，这就需要管理人员很好的甄别每一次报警事件，准确判断报警性质，迅速作出交通管制处理，提出救援方案。所以，火灾报警系统对确定报警性质判断的闭路电视系统、指导疏散洞内车辆与驾乘人员的广播系统设置，应提出明确的要求。1) 闭路电视系统在发生火灾报警时，闭路电视系统可辅助判定报警的性质、真假，以便作出正确的操作。所以，闭路电视的设置应符合以下要求：(1) 隧道内每个报警区域应实现无盲区监控；(2) 消防联动控制软件可在报警后立即将闭路电视监控画面切换到火灾报警部位，以判别火灾真伪；(3) 摄像头安装位置应考虑大型车辆

19、的遮挡问题，确保火灾画面的清晰完整；(4) 闭路电视监控系统应能完整反映整条隧道救援疏散情况，并可将图像上传到上级指挥中心。(5) 系统具有手动或自动控制功能，并可进行长延时录像。2) 火灾事故广播系统火灾事故广播系统时火灾（意外）事故时指挥现场人员进行疏散的重要设备。根据公路隧道交通工程设计规范（JTG/T D71-2004）的有关规定，隧道内火灾事故广播设置应符合以下要求：(1) 隧道有线广播控制器宜设置在中央控制室，与中央控制室计算机和显示设备相连接；(2) 根据需要在隧道内可隔50米设置一台扬声器；(3) 应在隧道入、出口及车、人行横洞处各设置一台扬声器；(4) 有线广播设施应具备全呼

20、、分组群呼和单呼功能；(5) 有线广播设施的声学特性招标应不低于二级语言扩声系统的指标；8、火灾联动控制一个完整的火灾报警系统，应由火灾探测、报警控制和联动控制三部分组成，从而实现从火灾探测、报警至控制现场消防设备，实现防火灭火、防烟排烟、和组织人员疏散等完整的系统控制功能。公路隧道火灾报警系统工作环境复杂，特别在一些城郊或村镇附近的封闭管理不严的隧道，存在多种环境误报因素、人为误报因素，加之隧道内交通流量大，车速都较快，冒然中断交通，联动各种隧道机电设施，均会对隧道运营管理带来很大的影响，甚至因此引发交通事故，从而造成生命财产的损失，所以在执行隧道内的消防联动控制要特别谨慎。总结全国公路隧道

21、消防管理经验，应在所有消防联动功能执行前，由管理值班人员通过闭路电视等对报警信号予以确认，再根据火灾发生的区域、火灾特点执行救援疏散预案。公路隧道中的消防联动控制即以下主要设备的联动控制：1）闭路电视系统联动：火灾报警后，闭路电视画面自动切换至报警点附近，确认报警，将现场图像在显示屏上放大，并自动录像；2）消防泵联动控制：消防泵经消防管理计算机进行联动控制，手动或自动报警信号送入系统后，消防值班人员通过闭路电视确认，消防泵控制屏产生手动或自动信号直接控制消防泵，同时接收返回的水泵启动信号。3）防火卷闸门联动：火灾发生时，防火卷闸门根据路线监控分中心的指令，也可就地手动控制，使卷闸门上升，经过一

22、定延时后，根据现场人员、车辆疏散情况，结合交通信号系统的控制，使卷闸门降下，从而达到人员车辆紧急疏散、隔烟、隔水、控制火势蔓延的目的。4）交通信号系统联动：火灾发生并经确认后，洞外信号灯自动转变为红灯，并在干线可变情报板发布火灾信息，将车流阻止在隧道外，并将远端车辆在立交区分流；洞内火灾点下游信号系统维持绿灯不变，使车辆可以迅速疏散出隧道；火灾点上游行车横洞口车道指示器变为左转信号，在洞内可变情况板发布疏散信息，由行车横洞向另一个洞疏散。同时该洞内车道均变为红灯，外车道维持不变，使其变成双向交通隧道，迅速疏导洞内车辆、人员。5）通风系统联动：针对火灾发生地点，制订相应的通风排烟方案。当发生火灾

23、后，可自动执行通风排烟方案。值班人员也可根据现场情况，选择相应的方案并执行。6）照明系统联动：值班人员确认火灾发生后，照明执行火灾状态照明方案，即全部灯具打开，达到最大亮度，以利于隧道内车辆、人员的疏散。三、系统结构1、火灾报警区域和火灾探测区域1）报警区域划分报警区域（Alarm Area）指将火灾自动报警系统警戒的范围按照防火分区或隧道区域划分的单元。在火灾自动报警系统报警的工程设计中，只有按照保护对象的保护等级、耐火等级合理准确的划分报警区域，才能在火灾初期及早地发现火灾发生地部位，尽快扑灭火灾。针对公路隧道线性管状空间的结构特点，火灾事故时疏散救援预案是围绕车行横洞、人行横洞为疏散核心

24、进行制定的，所以高速公路、一级公路隧道可按照车行横洞位置划分报警区域：两个行车横洞之间为一个独立的报警区域，或以车行横洞为界，前后各为一个独立报警区域。在确定报警区域后，该隧道必须严格按照防火分区划分，制定科学有效的救援疏散方案。2）探测区域划分探测区域是指将报警区域按火灾探测的部位划分的单元。为了迅速而准确地探测出被保护区域内发生火灾的部位，须将被保护区按顺序划分成若干探测区域，在国外的工程中都是这样做的。探测区域的长度，应根据各种探测器的探测原理及特点，进行合理划分。空气管差温火灾探测器的探测区域长度参照了日本规范，并结合该产品的特性而定的。由于产品的特性要求，其暴露长度为20100米之间

25、，才能充分发挥作用。缆式感温探测器根据系统的传输特点，每隔100米需设置下位机，进行探测器检测信号的处理与传输，所以其探测区域划分最小长度即为100米；红外火灾探测器的单向最大探测距离为75100米，考虑隧道运营过程中的污损情况，一般工程设计中探头安装间距为50米，则其探测区域划分最小长度即为50米；光纤型火灾探测器是近年来国内外发展起来的一种新型光纤传感器，可分为分布式光纤和光纤光栅两种。分布式光纤除探测温度信息外，还能精确定位火灾位置，空间分辨率最高为0.5米，温度分辨率可高达0.8；光纤光栅探测器根据工程实际使用效果，其最佳栅距为6.6米，在自然通风、试验火灾规模条件下，探测器的差温、定

26、温报警功能在60秒内实现的有效探测距离可以达到20米。隧道是特殊的管状构造物，其特点决定了探测器的安装方式，即沿隧道纵向拱顶安装。由于受隧道内自然风及交通活塞风的影响，隧道火灾时温度具有随风漂移的特点，且漂移距离和风速的大小密切相关。另外，如光纤探测器空间分辨率设定太高，如0.5米1米，将导致火灾自动报警系统轮询检测周期过长，1Km长的隧道检测时间甚至可达数分钟。这样，在某点轮询之后发生的火灾，将在下一检测周期后才能报警。故综合隧道的使用特点，配合闭路电视摄像头的设置间距，光纤型火灾探测器的探测区域划分以100150米为宜。2、火灾自动报警系统的分类根据火灾自动报警系统联动功能的复杂程度及报警

27、系统的保护范围的大小，将火灾自动报警系统分为三类：1）区域报警系统由区域报警控制器（或报警控制器）手动报警器和火灾探测器等组成的火灾自动报警系统。一般适用于三级保护对象，用于火灾报警器的检测、巡检、供电和备电，接收火灾探测区域内火灾探测器的输出参数或火灾报警、故障信号，并转换为声、光报警输出，显示部位或故障位置等。其主要功能有火灾信息采集与信号处理，火灾模式识别与判断，声、光报警，故障检测与报警，火灾探测器模拟检查，火灾报警计时，备用电源切换与联动控制等。 图1.区域报警系统原理框图2）集中报警系统由集中报警控制器（或报警控制器）、区域报警控制器（或区域显示器）、手动报警装置和火灾探测器等组成

28、的火灾自动报警系统。一般适用于二级保护对象，比如公路隧道。用于接收区域火灾报警器的火灾报警信号或设备故障信号，显示火灾或故障部位，记录火灾信息和故障信息，协调消防设备的联动控制和构成终端显示等。主要功能包括火灾报警显示、故障显示、联动控制显示、火灾报警计时、联动联锁控制实现、信息处理与传输等。火灾报警器的检测、巡检、供电和备电，接收火灾探测区域内火灾探测器的输出参数或火灾报警、故障信号，并转换为声、光报警输出，显示部位或故障位置等。其主要功能有火灾信息采集与信号处理，火灾模式识别与判断，声、光报警，故障检测与报警，火灾探测器模拟检查，备用电源切换与联动控制等。图2.集中报警系统原理框图3）控制

29、中心报警系统由设置在消防控制室的消防联动控制设备、集中报警控制器（或报警控制器）、区域报警控制器（或区域显示器）、火灾探测器以及功能模块等组成的火灾自动报警系统。一般适用于一级保护对象。它兼有区域和集中火灾报警控制器的功能，小容量的可作区域报警控制器使用，大容量的可独立构成中心处理系统。因其功能齐全，可用作各种类型的火灾自动报警系统的中心控制器，可完成火灾探测、故障判断、火灾报警、设备联动、灭火控制及信息通信传输功能。该系统普遍适用于特长隧道和隧道群的火灾自动监控与报警系统。图3.控制中心报警系统原理框图3、公路隧道常见火灾自动报警系统结构图火灾探测器是多种多样的，针对不同场合的特点、环境特征

30、，可选择不同类型的探测器。在火灾危险性特别大，防火要求特别高的场所，还可以采取几种探测器组合的探测方式。公路隧道具有特殊性，全国已建成通车的隧道，经调查，早期常用的有空气管火灾探测器，定温电缆火灾探测器；随着消防电子技术的进步，差定温电缆火灾探测器、感温光纤火灾探测器、双（三）波长火焰探测器等逐渐发展起来，这些火灾探测器反应灵敏、系统稳定、维护工作量小、安装方便，系统性价比高、科技含量高，已成为了公路隧道火灾报警探测器常用的主流产品。下面介绍各系统的结构图。1）双波长火焰探测器双波长火焰探测器能全天候24h对隧道车道环境进行无盲区检测，高效可靠，对隧道内产生火灾比例最高、后果最为严重的车辆燃油

31、火灾中，具有极高的响应速度和判断准确性，且不受自然风影响，是各类探测器中反应最快的探测器，可对火灾位置进行有效定位，报警效果良好。该产品结构合理耐用，正常使用寿命在15年以上，且在一般火灾发生后，可重复使用（设备直接过火的情况除外）。系统具有自行检测功能，可自动诊断系统出现的各种故障。系统安装方便、维护简单，检修容易。即使维修，也无须封洞断路，使用户的经济利益得到最大程度的保障。由于探测器由电子电路、光学元件组成，有可能受雷击、太阳光或车头灯的影响而产生误报；受其探测原理限制，对木材火灾以、阴燃火灾以及遮挡情况下报警不理想。系统后期维护工作量较大，需定期擦拭感光窗。另外火焰探测器造价较高，也是

32、一个限制其在公路隧道内广泛推广使用的一个重要制约因素。推荐在常年自然风速超过4米，或隧道净宽超过11米的隧道，采用双波长火焰探测器。（1）小于800m的隧道B级以下并小于800m的隧道可只设手动报警按钮，考虑到隧道场合的特殊性，需要对所设设备增加防尘和防雷等要求，上海能美西科姆消防设备有限公司开发了手报综合盘。因此在这类隧道中只设置消防报警控制器、避雷器箱和手报综合盘这三种设备，另外，在隧道消控中心内设置接口网关（EGA），并通过该网关，将消防报警系统的信息上传给上位机，见系统图。图4 小于800m隧道的火灾报警系统图（2）大于800m小于3000m的隧道大于800m小于3000m的隧道基本上

33、属于中、长距离的隧道，在高速公里或一些城市越江隧道中，均属于高等级隧道，因此，除设置手动报警按钮外，还须增加火灾探测器。所以在这类隧道中需要设置消防报警控制器、避雷器箱、电源盘和综合盘这四种设备，是属于标准的系统设计。当然，和前一个例子相同，它也需要在隧道消控中心内设置接口网关（EGA），并通过该网关，将消防报警系统的信息上传给上位机，见系统图。图5 大于800m小于3000m隧道的火灾报警系统图（3）大于3000m米隧道大于3000m的隧道需要2台或2台以上的消防报警主机用光纤联网来共同监控，通过编程软件的设置，使相关的消防报警主机实现信息共享和操作共享。通常可将1台消防报警主机设置在隧道洞

34、口的变电所内（有监控中心则更佳），以方便日后的维护与管理，而其它的消防报警主机可根据隧道的实际情况设置在隧道洞内的变电所里，一般来说大于3000m的隧道均属特长隧道，在隧道内每隔一段距离必有一个隧道洞内变电所，在位置合适的隧道洞内变电所里设置4个回路的消防报警主机，将其中的2个回路朝前敷设，将另外2个回路朝后敷设，这样就可监控最多长达6000m的隧道，以此类推，如果隧道更长，则可继续增加消防报警主机，这样即使对应数十公里的特长隧道也同样是轻而易举的。在隧道内的变电所里设置消防报警主机，必须保持变电所内环境的清洁，要确保变电所房门对外的密封性及增设排气管道对外的过滤功能，否则，车道上的尾气会随着

35、时间的推移，逐步侵入变电所内，使里面的消防设备因废气烟尘增加，造成短路而损坏。因此若对上述要求无法确保实现，则可将消防报警主机外套防护箱，使其防护等级达到IP55或以上，从而来确保消防报警主机能够在恶劣环境中长时间的安全运行。（4）隧道特殊情况的设计考虑在隧道的系统设计中有许多特殊的情况必须加以考虑，而这些特殊情况归纳起来有以下三种。 隧道弧度所带来的死角道路隧道从根本上说是不可能笔直的，对于有弧度且弧度较大的路段，由于能美双波长火焰探测器的水平监测角度为180，则必然会带来监测死角的问题，对于这我们可通过计算，首先是计算出探测器左右各25m路段内产生死角的范围，如果死角仅限于监视员通道区域，

36、则该段弧度所带来的死角问题可忽略不计，反之如果弧度较大，其死角不仅影响监视员通道，而且还影响车行通道，则就需要缩短综合盘的安装间距，以消除死角对车行通道的影响。 临时停车带所带来的死角在长隧道或特长隧道中，每隔一段距离均会设置一个临时停车带，它比正常的车道要宽，因此在双波长火焰探测器的正常探测中会形成死角，建议在临时停车带中增加一个综合盘。 洞口处综合盘的设置能美双波长火焰探测器属公路隧道内专用的探测器，因而不适合在太靠近隧道洞口有阳光能长时间直射到的地方安装；而在雨雪会经常飘到淋湿的地方设置综合盘，也会因综合盘的箱体为非不锈钢材料制作而容易产生锈蚀，所以建议距隧道洞口10m的范围内不要安装综

37、合盘。（5）工程设计案例 项目情况说明陕西省西汉高速秦岭隧道群是特长的隧道群，距西安市约80公里，为双洞4车道隧道，车道两边设监视员通道，其中秦岭1#隧道左洞长6144m，右洞长6102m，隧道内有4个变电所；秦岭2#隧道左洞长6095m，右洞长6125m，隧道内也有4个变电所；1#隧道和2#隧道间隔约600m，消防监控中心即位于间隔路段之中。 设计说明由于监控中心内的各类消防报警设备未要求纳入系统，故监控中心内未设置消防报警主机而只设置了一台图形显示终端（CRT），起监控和管理整个隧道报警设备的作用，并负责向上级监控系统提供相关的信息数据。4台消防报警主机根据具体情况分别设置在秦岭1#隧道的

38、第2变电所（1#主机）、秦岭1#隧道的第4变电所（2#主机）、秦岭2#隧道的第2变电所（3#主机）和秦岭2#隧道的第4变电所（4#主机）内。其中1#、3#主机为4回路主机，各负责隧道4000米的路段，而2#、4#主机为2回路主机，各负责隧道2100m的路段。全部主机及CRT均通过光纤接入到NOHMINET网内，并通过软件设置将1#、2#主机设为第1小组， 3#、4#主机设为第2小组，小组内的主机实现信息共享和操作共享，而CRT作为管理设备可以接收和管理所有的主机信息，并可向上位机发送数据。见该项目系统图图6 西汉高速秦岭隧道群的火灾报警系统图2)感温光纤火灾自动报警系统感温光纤火灾自动报警系统

39、基于检测点温度变化而改变反射光波，从而判断并发出火灾报警信息。系统受环境温度、洞内气流影响较大。所以在短时温度变化较大的隧道、洞内自然风速较大的隧道不宜选择感温光纤火灾探测器；感温光纤探测器又分分布式光纤和光纤光栅两种。（1）分布式光纤火灾自动报警系统分布式光纤温度探测报警系统是一种集成传感器测量技术、光通讯技术、消防报警技术为一体的综合性系统。首先，它是一种用于实时测量、监视空间温度场分布的传感器系统；其次，它又是一个特殊的光纤通讯系统，在系统中光纤既是传输媒体也是传感媒体，利用光纤的喇曼光谱效应，光纤所处空间各点温度场调制了光纤中传输的光载波，经调制后，将空间温度场的信息实时传送给主机并显

40、示出来。此外，它又是一个消防报警系统，利用光纤的光时域的反射（Optical time domain reflection 简称0TDR）技术，由光纤中光的传播速度和背向光回波的时间，对所测温度点定位，从而在火灾发生初期准确的探测到火灾发生地点并提供声、光报警信号。本系统由分布式光纤火灾探测器、信号处理器、火灾报警控制器、管理计算机等组成，光纤既是探测器也是信号传输媒介。图7. 分布式光纤隧道火灾探测报警系统（2）光纤光栅火灾自动报警系统光纤光栅传感技术是近几年发展起来的新一代传感技术，它采用对波长信号的数字式测量方法，具有极高的测量精度和抗干扰能力，已应用于许多领域的安全监测。光纤光栅自动火

41、灾报警子系统采用波分复用和全同光栅混合复用的方式对隧道进行分区监测。根据隧道中消防设备、电视监控设备均分区布置的特点，并按照国家相关规范，把隧道划分为多个监测分区，每个分区长100米。每个分区中按6.6m的间距设有多个监测点，用光纤光栅探头监测该点的温度。当某个分区内任意一个监测点附近发生火灾时，信号处理器就会获得该分区的位置，并发出报警信号。该系统有定温、差温、温升趋势三种方式选择，火灾探测响应时间快。可在任何时间准确显示任何一点的温度状态，在火灾发生前做到早期预警。另外，系统在长大隧道中使用还具有性价比高、安装方便、使用寿命长、后期运营维护简单、不受电磁干扰等特点，是目前隧道消防工程采用较

42、多火灾自动报警系统。该系统手动报警按钮独立成系统，系统集成度不高,受自然风影响较大。在隧道监控技术标准中，一般100m为一个防火分区，如果采用多区波分复用技术，每个光通路复用的容量可达到上百个探测单元，一条光纤光栅火灾探测器的探测范围跨越4个防火分区。如图8所示，火灾探测器安装在隧道内，无需电力供应，免维护；火灾探测信号处理器安装在远程监控所内，探测器和信号处理器之间用通信光缆连接，无需中继。光纤光栅多区波分复用技术代替传统的多点波分复用技术，解决了复用容量有限的问题，实现了隧道分区火灾报警的技术要求。本系统由光纤光栅火灾探测器、光接续盒、传输光缆、信号处理器、火灾报警控制器、管理计算机等组成

43、。图8. 光纤光栅隧道火灾探测报警系统（3）工程设计案例感温光纤火灾自动报警系统自推出后，由于其对环境的适应能力较强，具有报警响应灵敏、性价比高、施工方便、后期维护工作量小等特点，所以在各个领域均得到了广泛的应用。沪蓉高速公路宜昌至长阳段隧道火灾报警系统采用武汉理工光科生产的光纤光栅感温火灾探测系统，可及时、准确的反映出隧道内火灾发生的区域，报警信号经火灾报警控制器传至监控所工作站，经确认后，采取相应措施，以保障隧道的安全运营。 工程内容章家槽隧道（左幅）长912m，划分为10个分区。章家槽隧道（右幅）长1050m，划分为11个分区。白岩溪隧道（左幅）长1182m，划分为12个分区。白岩溪隧道

44、（右幅）长1182m，划分为12个分区。女娘山隧道（左幅）长1553m，划分为16个分区。女娘山隧道（右幅）长1570m，划分为16个分区。每个隧洞配一台4通道光纤光栅感温火灾探测信号处理器，共计6台。每个隧洞右侧安装手动报警按钮，间距50m。共计153个。每个隧道段配一台火灾报警控制器，共计3台。每台火灾报警控制器接收来自二台光纤光栅感温火灾探测信号处理器和该隧道段的手动火灾报警按钮的信号，通过通讯口（RS232或以太网）将信号传送到控制中心计算机，计算机可显示可视化报警介面，经人工确认后，输出报警和其它控制信号。 主要技术特点 系统组成方便灵活，各检测系统相对独立，可实现一洞一机，避免了设

45、备间的影响，运行可靠性高， 采用光栅进行信号检测，信号数字化，检测精确度高，运行稳定性好； 系统具有自检功能，可实时监测自身运行情况并输出故障报警声光信号； 采用光纤传输信号，克服传输中的电磁干扰，准确可靠； 信号可远距离传输，实现远程监控； 结构紧凑，安装维护方便； 抗腐蚀性，不怕潮湿，使用寿命长。 主要设备清单1光纤光栅感温火灾探测信号处理器 TGW100D 6台2光纤光栅感温火灾探测器 TGW100（60点） 20套3火灾报警控制器 SX3001/2 4台4阻燃防鼠光缆 10Km5通讯光缆 5Km6手动火灾报警按钮 SX3231A 153个 7总线输入模块 SX3241 77 个8光缆接

46、续盒 20个9光缆固定卡 8000个10 火灾声光警报器 12个11 消防电源 3台12 光传输模块 4台云南省隧道内光纤光栅火灾自动报警系统应用始于2003年罗村口至富宁高速公路：六益隧道（左幅2385米，右幅2510米）、岩河隧道（左幅850米，右幅830米）、那楼隧道（左幅865米，右幅875米）。在前期的现场点火试验及消防验收阶段，系统运行稳定，报警响应灵敏，满足云南省地方标准公路隧道消防技术规程验收规定。之后，在小勐养至磨憨高速公路、水富至麻柳湾高速公路、保山至龙陵高速公路、富宁至砚山高速公路、个旧至大屯一级公路锡都隧道均得到了很好的推广应用。3)感温电缆火灾自动报警系统感温电缆火灾探测器一般采用热敏合金线制成，随着温度变化，热敏合金线的电阻会有相应的变化，下位机将检测到的电阻值转化成数字量，送给火灾报警控制器，由控制器进行温度值的显示、分析和处理，可同时进行温度监测和差/定温复合报警；系统在隧道拱顶呈线型敷设，每隔100米需安装下位机；线性差定温火灾监测报警系统能及时、准确地反映出隧道内火灾发生的地点，报警信号经火灾报警控制器传至消防管理计算机，并显示相应位置的报警信息，同时可经摄像机图像进行确认，由计算机系统制定出相应的控制交通的方案。感温电缆火灾自动报警系统由感温电缆（定温、差定温）探测器、下位机、火灾报警控制器、消防管理