郭亞喆

(山西欣奧特自動(dòng)化工程有限公司，山西 太原 030012)

1 概述

高速公路的發(fā)展從一方面印證了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高，截至2019年，中國公路總里程已達(dá)484.65萬公里、高速公路里程數(shù)達(dá)14.26萬公里，居世界第一。隨著人民群眾生活水平的提高，在交通出行方面也提出了更高的要求，尤其是2020年初突如其來的一場疫情，更是將私家車需求量推向了一個(gè)高點(diǎn)。

同時(shí)，據(jù)公安部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：截至2020年6月，全國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)3.6億輛，駕駛?cè)藬?shù)4.4億人之多。因此，行駛在高速公路的車輛在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故的可能性也越來越大，而在隧道中進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的火警監(jiān)測對(duì)保障廣大人民群眾的公共財(cái)產(chǎn)安全和人身安全有著十分重要的意義。

2 目前隧道火災(zāi)報(bào)警技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

光纖光柵火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)包括:光纖光柵自動(dòng)感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等三大子系統(tǒng)構(gòu)成[1]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本次擬對(duì)某高速公路所轄四條隧道進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，因地制宜地采用環(huán)形連接方式實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警主機(jī)之間組網(wǎng)，并接入監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心集中對(duì)這四條隧道內(nèi)的火災(zāi)消防監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，搭配成熟的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地探測出隧道火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)，及時(shí)發(fā)送給火災(zāi)報(bào)警主機(jī)，由火災(zāi)報(bào)警主機(jī)進(jìn)一步完成相關(guān)應(yīng)急措施。

表2 隧道明細(xì)表

3.1 系統(tǒng)主要配置

1)光纖光柵溫度傳感器

傳感器每6m設(shè)置一個(gè)，50個(gè)傳感器為一條，每條傳感器長度為300m。

傳感器每8m設(shè)置一個(gè)，50個(gè)傳感器為一條，每條傳感器長度為400m。

傳感器每8m設(shè)置一個(gè)，100個(gè)傳感器為一條，每條傳感器長度為800m。

2)光纖光柵信號(hào)處理器

A隧道需要使用2個(gè)光通道。采用1套4通道的光纖光柵信號(hào)處理器進(jìn)行監(jiān)測，剩余2個(gè)通道作為備用通道。

B隧道需要使用16個(gè)光通道。采用3套8通道的光纖光柵信號(hào)處理器進(jìn)行監(jiān)測，剩余8個(gè)通道作為備用通道。

C隧道需要使用3個(gè)光通道。采用1套4通道的光纖光柵信號(hào)處理器進(jìn)行監(jiān)測，剩余1個(gè)通道作為備用通道。

D隧道需要使用14個(gè)光通道。采用2套8通道和1套4通道的光纖光柵信號(hào)處理器進(jìn)行監(jiān)測，剩余6個(gè)通道作為備用通道。

3)傳輸光纜

C隧道需要4芯單模光纜。

D隧道需要24芯單模光纜。

4)智能手動(dòng)報(bào)警按鈕

隧道內(nèi)每隔50m安裝1個(gè)，共計(jì)需要475個(gè)：

A隧道左、右洞共需要30個(gè)；B隧道左、右洞共需要214個(gè)；C隧道左、右洞共需要29個(gè)；D隧道左、右洞共需要202個(gè)。

3.2 系統(tǒng)方案圖

本系統(tǒng)中將光纖光柵信號(hào)處理主機(jī)放置在隧道洞口變電所內(nèi)，單模傳輸光纜從信號(hào)處理系統(tǒng)光接口模塊處引出，至隧道內(nèi)連接光纖光柵探測器接線終端盒。光纖光柵敷設(shè)在隧道頂部，實(shí)時(shí)感應(yīng)隧道內(nèi)溫度狀況并以波長形式通過光纖反饋給信號(hào)處理器，信號(hào)處理器接收到光纖光柵感應(yīng)到的波長信息，將其轉(zhuǎn)換成直觀的溫度信息。信號(hào)處理系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)至火災(zāi)報(bào)警控制器中，另有多個(gè)串口及開關(guān)量輸出口將檢測到的信息輸出至隧道監(jiān)控中心。火災(zāi)報(bào)警控制器與隧道內(nèi)的智能手動(dòng)報(bào)警按鈕進(jìn)行連接。

圖1 系統(tǒng)配置圖

3.3 系統(tǒng)實(shí)施

高速公路隧道火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)基本是由光纖光柵溫度探測單元、光纖光柵信號(hào)處理部件、手動(dòng)報(bào)警按鈕、火災(zāi)報(bào)警控制器、感煙感溫探測器、傳輸光電纜、系統(tǒng)工作站及光纖光柵系統(tǒng)軟件等組成。

而傳感器的施工是整個(gè)工程中最關(guān)鍵的一環(huán)，其布設(shè)位置的選擇、安裝、保護(hù)等環(huán)節(jié)都要進(jìn)行充分的考慮，才有可能確保施工質(zhì)量、確保整個(gè)溫度監(jiān)測系統(tǒng)的正常運(yùn)行和運(yùn)行效果，達(dá)到設(shè)計(jì)溫度測試系統(tǒng)的目的。

3.3.1 光纖光柵傳感器安裝

圖2 光纖光柵溫度探測器的固定方式

圖3 光纖光柵溫度探測器系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.3.2 手動(dòng)報(bào)警按鈕安裝

手動(dòng)報(bào)警按鈕安裝在隧道的側(cè)壁上(部分施工前隧道會(huì)有預(yù)留設(shè)備洞)，每隔50m安裝1個(gè)。

圖4 手動(dòng)報(bào)警按鈕安裝示意圖

3.3.3 信號(hào)處理器的安裝

1)將隧道內(nèi)的單模光纜上架。

2)將光纖光柵信號(hào)處理器放置于19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)。

3)將光通道模塊(OEX)連接對(duì)應(yīng)的傳輸光纜法蘭。

4)將信號(hào)處理主機(jī)(OSM)的輸出接口連接到相應(yīng)模塊。

5)開機(jī)調(diào)試。

漢日IT新詞的產(chǎn)生，源于各自語言系統(tǒng)對(duì)于IT領(lǐng)域各種新生事物進(jìn)行概念闡述的需求，符合新詞出現(xiàn)的必要性原則(黎昌抱2008:99-100)。新詞的出現(xiàn)，來自某種語言系統(tǒng)自身的需求。如果沒有新詞，語言就會(huì)在概念表達(dá)上出現(xiàn)空白，進(jìn)而影響語言的交流和溝通。伴隨著信息技術(shù)的發(fā)明、發(fā)展與普及，各種信息領(lǐng)域的新生事物層出不窮，而原有語言系統(tǒng)中又不存在能夠準(zhǔn)確表達(dá)這些新生事物的詞匯。在這樣的背景下，誕生了大量的IT新詞。

3.3.4 光纖光柵系統(tǒng)軟件安裝

系統(tǒng)軟件直觀地顯示隧道溫度分布情況，以及手動(dòng)報(bào)警按鈕的當(dāng)前狀態(tài)。并將隧道內(nèi)手動(dòng)報(bào)警按鈕、光纖光柵探測器的報(bào)警信息和實(shí)時(shí)工作狀態(tài)上傳到上位機(jī)的火災(zāi)報(bào)警工作站計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。同時(shí)，系統(tǒng)軟件還提供Modbus、OPC、I/O等標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口，以確保火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)和隧道其他控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

因線路故障原因，監(jiān)控分中心不能對(duì)隧道火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)進(jìn)行通信或控制情況時(shí)，也可在隧道變電站的機(jī)柜控制系統(tǒng)中進(jìn)行本地操作控制，該操作記錄會(huì)完整地保存在本地存儲(chǔ)器中。且因?yàn)楸镜叵到y(tǒng)同樣具有子系統(tǒng)的本地監(jiān)視和操作控制功能，并連續(xù)記錄隧道設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。待故障問題恢復(fù)后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)對(duì)中斷期間的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)上傳，以確保上位機(jī)數(shù)據(jù)的完整性和持續(xù)性。

3.3.5 其他安裝注意事項(xiàng)

1)光纖的曲度在保證美觀的同時(shí)盡量放大，防止增加彎曲損耗。

2)露天的安裝地點(diǎn)要注意傳感器的防水保護(hù)。

3)安裝過程不能用力拉光纖，防止光纖熔接點(diǎn)特別是傳感器兩端的熔接點(diǎn)被拉斷。

4)引出的尾纖要注意連接頭的保護(hù)。

5)在進(jìn)行報(bào)警參數(shù)設(shè)定過程中要做好相應(yīng)配置記錄。

6)在系統(tǒng)施工過程中，需要做好相應(yīng)的實(shí)施進(jìn)度記錄及現(xiàn)場影像資料的留存，包括固定件安裝、光纖光柵安裝、主機(jī)安裝、系統(tǒng)調(diào)試、實(shí)施具體日期等。

4 結(jié)束語

本文從光纖光柵火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試及后期維護(hù)方面入手對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，在市場經(jīng)濟(jì)條件下，要切實(shí)將降本增效落到實(shí)處，需要根據(jù)實(shí)際情況制定降本增效計(jì)劃并予以實(shí)施，更好的為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。