CN102162375A - 地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备和方法，包括：火源系统，设置在地铁车站及区间隧道现场，模拟火灾场景；数据采集系统，设置在地铁车站的站台、站厅、车站隧道及区间隧道内，采集火灾场景中的温度、气体浓度、气流速度、图像、热像、烟气高度，以及系统联动时间信息；数据处理系统，与数据采集系统相连，对数据采集系统采集到的数据信息进行处理，获得评价地铁车站站台、站厅、以及区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道和疏散指示的工作效果、可靠性及联动状况，判定各消防系统在火灾等事故情况下能否确保乘客安全疏散。本发明为地铁工程建设、系统调试、运营安全提供合理、正确的科学依据。

Description

地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及方法

技术领域

本发明涉及火灾热烟测试技术领域，尤其涉及一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及方法。

背景技术

地铁工程在试运营阶段和正式运营阶段，火灾事故发生时的快速探测报警、通风排烟及人员安全疏散，是地铁安全保障的重要环节。如何检测地铁火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示等工作效果、可靠性及联动状况，判定各防灾系统在火灾等事故情况下能否确保乘客安全疏散是地铁运营单位迫切需要的关键技术。因此通过全尺寸的热烟测试实验，测试地铁探测报警系统、通风排烟系统、事故应急照明、疏散通道、疏散指示工作效果及联动状况，检测探测报警时间是否满足规范要求；检验地铁通风排烟系统在设计火灾功率情况下，能否控制烟气不要沉降到安全高度；检验地铁通风排烟系统的运行模式是否正确，通风排烟量是否足够；检验通风排烟系统是在设计火灾功率情况下，提供6分钟的安全疏散时间；检验设计火灾功率情况下，是否有烟气向上层楼层蔓延；测试楼扶梯开口流速是否满足规范的要求；测试烟气层的下降过程，检测烟气层的温度是否达到对人员的伤害极限。基于现场实验，对车站及隧道的排烟模式、气流组织方式及疏散方案提出合理的措施和建议，为地铁建设和运营的安全管理和应急管理提供合理、正确的科学依据，是地铁工程领域迫切需要解决的一个问题。

现有地铁消防系统的现场检测方法中，大多采用冷烟测试方法，冷烟测试采用发烟物质(烟饼、烟枪)燃烧产生烟气，一般不具有真实火灾功率(热释放速率)，因此烟气没有浮力驱动，不能真实反映火灾烟气扩散和控制效果，能检测的指标较少，不能检测消防系统的整体工作效果。

在针对地铁消防系统的实验室测试研究方面，国内外学者多采用尺度模拟技术，建立缩小尺度的地铁火灾实验模型：北京工业大学采用1∶42的小比例尺地铁模型开展地铁洞内气流组织及传热效应的研究；中国安全生产科学研究院建立了1∶5比例的地铁车站模型开展了车站火灾烟气扩散和控制效果的研究；中国科学技术大学搭建了1∶8比例的小尺寸的地铁实验台开展了火灾时顶棚射流温度的预测模型研究，四川消防研究所利用建立的地铁模拟实验台，研究了轨行区火灾、站厅火灾等场景的火灾特性。

然而，冷烟测试技术及尺度模拟技术至少存在以下缺点：不能进行全尺寸的综合性测试，反映的指标较少，与实际火灾的符合性有待提升。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及测试方法，该设备与方法可用于对地铁车站站台、站厅、区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示等工作效果、可靠性及联动状况的现场检测，为地铁工程建设、系统调试、运营安全提供合理、正确的科学依据。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其包括：

火源系统，设置在地铁车站及区间隧道现场，用于模拟火灾场景；

数据采集系统，设置在地铁车站的站台、站厅、车站隧道及区间隧道的空间内，用于采集所模拟的火灾场景中的温度、气流速度、气体浓度、图像、热像、烟气高度，以及地铁各消防系统联动时间信息；

数据处理系统，与所述数据采集系统相连，对所述数据采集系统采集到的数据信息进行处理，获得地铁车站站台、站厅、以及区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道和疏散指示的工作效果、可靠性及联动状况的评价指标数据，以判定地铁各消防系统在发生火灾事故时能否确保乘客安全疏散。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备中，所述火源系统包括：

燃烧器，用于提供火源；

烟气发生箱，设置在所述燃烧器侧翼，用于产生示踪烟气，并使所述示踪烟气注入所述燃烧器产生的火羽流，产生无毒、热的且具有热浮力驱动的烟气流动，以反映烟气运动和控制效果；

保护装置，设置在所述燃烧器和烟气发生箱的外部，用于保护地铁车站站台和站厅顶部的设备设施免受火焰灼烧。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备中，所述燃烧器包括由钢板焊接形成、统一规格尺寸、根据预设火灾功率改变数量组合及摆放方式的燃烧油盘和盛放在所述燃烧油盘内的燃料，所述燃料为浓度大于95％的工业甲醇。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备中，所述烟气发生箱为下端开口的长方体状箱体，所述箱体的骨架由角钢焊接形成，所述箱体的侧壁由铁板焊接在所述骨架上，所述箱体的底部四周设有通风口，所述箱体内部水平设置有钢丝网，所述钢丝网上放置发烟烟饼，所述箱体的一个侧壁上装有开合的门，与所述门相对的另一侧壁的顶部焊接有铁质圆管。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备中，所述保护装置包括：

保护罩，设置在所述燃烧器正上方，所述保护罩为由可拆卸钢构件组装、四周开放的长方体状的框架结构，所述保护罩顶部放置钢板；

保护支架，设置在地铁隧道轨行区上，所述保护支架由钢立柱和横梁构件通过螺栓连接形成；

防火板，设置在所述燃烧器底部。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备中，所述数据采集系统包括：

温度测量单元，包括：测温电缆、串连电缆和与所述串连电缆相连的采集模块、与所述采集模块相连的通讯模块；所述测温电缆包括沿竖直方向间隔设置的温度探头，所述测温电缆通过置于地面的串连电缆连接，或者相邻的两个所述测温电缆通过其下部的插头连接；所述采集模块采用RS485总线组网且分布布置；所述通讯模块与所述数据分析系统相连；

气体浓度测量单元，包括：气体浓度测量模块，所述气体浓度测试模块内封装CO和CO2气体传感器，所述CO和CO2气体传感器均与所述采集模块相连且接入RS485总线组网；

气流速度测量单元，包括：多通道风速测量系统，以及与所述多通道风速测量系统连接的速度传感器；所述速度传感器分别设置在地铁车站楼扶梯开口位置、屏蔽门和活动门开口位置、车站出入口内楼扶梯开口位置及区间隧道内；

图像信息采集和显示单元，包括多点布置、无线传输的CCD摄像系统，以及与所述CCD摄像系统相连的分频多方位切换数字显示器和硬盘录像机；所述CCD摄像系统设置在所述火源系统周围、车站楼扶梯开口、站台、站厅及隧道内；

热像测量单元，包括：热像仪，所述热像仪设置在所述火源系统周围，记录所述火源系统产生的火焰及火焰顶棚温度；

烟层高度指示单元，包括：指示灯和标尺，所述指示灯和标尺设置在所述火源系统周围，所述指示灯和标尺用于配合所述图像信息采集和显示单元观测记录、指示烟气层的沉降高度。

本发明还公开了一种基于上述测试设备的地铁车站及区间隧道现场热烟测试方法，其包括以下过程：

S1：根据地铁车站的结构和规模，确定站台火灾、站厅火灾、车站隧道火灾及区间隧道火灾的火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案；

S2：根据过程S1中所确定的火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案，布置所述火源系统，以及调试和标定所述数据采集系统和数据处理系统；

S3：启动火源系统，并对火灾场景中的温度、气体浓度、气流速度、图像信息、热像信息、指示灯和标尺显示以及地铁消防系统联动时间进行采集和处理；

S4：过程S3结束之后，关闭所述火源系统，将地铁车站及区间隧道现场恢复至火灾模拟实验前的状态；

S5：改变火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案，重复过程S3～S4；

S6：对多次火灾模拟实验所得到的数据进行分析，判定地铁消防系统安全指标的符合性。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试方法中，所述地铁消防系统安全指标的符合性包括地铁火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示的工作效果、可靠性及地铁各消防系统联动状况是否符合安全标准。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及测试方法，可用于对地铁车站站台、站厅、区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示等工作效果、可靠性及联动状况的现场检测，为地铁工程建设、系统调试、运营安全提供合理、正确的科学依据。

附图说明

图1是本发明实施例的一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备分布示意图；

图2是本发明实施例的火源系统结构示意图；

图3是本发明实施例的保护支架的结构示意图；

图4是本发明实施例的温度、气体浓度测量系统连接关系示意图。

图中：

1、隧道；2、站台；3、站厅；4、出入口通道；5、站台/站厅楼扶梯开口；6、火源系统；7、站台采集模块；8、隧道采集模块；9、站厅采集模块；10、测温电缆；11、连接电缆；12、气体浓度测量模块；13、楼扶梯开口速度探头；14、屏蔽门开口速度探头；15、出入口速度探头；16、热像仪；17、站台内摄像头；18、站厅内摄像头；19、隧道内摄像头；20、标尺；21、指示灯；22、保护罩立柱构件；23、保护罩横构件；24、保护罩连接构件；25、燃烧油盘；26、防火板；27、钢板；28、烟气发生箱；29、圆管；30、门；31、钢丝网；32、轨道；33、保护支架横构件；34、保护支架立柱；35、温度探头；36、RS485网络连接线；37、通讯模块；38、微控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如附图1所示，为本发明实施例的一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备分布示意图，用于地铁车站及区间隧道中，地铁车站中包括，隧道1，车站站台2，站厅3，车站出入口通道4，站台/站厅楼扶梯开口5。火源系统6可以设置在隧道1、车站站台2、以及站厅3内，火源系统6用于模拟不同功率的火灾场景，产生接近于真实的火灾热烟气，本实施例以将火源系统6设置在站厅3内为例，如图2所示为火源系统6的结构示意图，该系统包括：用于提供稳定燃烧火源的燃烧器、放置于燃烧器侧翼用于提供示踪烟气颗粒的烟气发生箱28、以及保护装置。

其中，燃烧器由燃烧油盘25组成，单个燃烧油盘25按照统一规格尺寸制作，以保证单个燃烧油盘的燃烧功率为340kW，其尺寸为0.841m(内部长)×0.595m(内部宽)×0.13m(内部高)，燃烧油盘25由8mm厚钢板焊接而成，实验前和实验时都不能漏油，在燃烧油盘25短边的外部盘壁用0.1m直径的钢焊接两个把手，方便搬运。实验燃料采用浓度为95％以上的工业甲醇，每次测试每个燃烧油盘25统一装油量为16升。通过改变燃烧油盘25的数量和摆放方式来改变火灾功率，单个燃烧油盘25的燃烧功率为340kW，四个燃烧油盘25即产生近似1500kW的火灾功率，所以根据需要的火灾功率，选择适当数量的燃烧油盘，紧贴摆放在一起，以满足火灾模拟实验需求。由于燃料采用工业级甲醇，燃烧基本不会产生烟颗粒，为了跟踪烟气的运动情况，需加入示踪烟气颗粒，因此在火源系统的燃烧器侧翼放置示踪烟气发生箱28，产生示踪烟气，使示踪烟气注入燃烧器产生的火羽流，产生无毒、热的且具有热浮力驱动的烟气流动，以反映烟气运动和控制效果。

烟气发生箱28的具体结构见图2，主体为0.5m(长)×0.5m(宽)×0.6m(高)的箱体，骨架采用角钢，周围及圆管29用1mm厚铁皮焊接，确保焊接处的密封性，底部四周留有0.1m高的通风口，正面顶部焊接直径为150mm的圆管29，圆管29一端连接烟气发生箱28，另一端向上翘起，翘起一端的仰角优选为40°，水平投影长度0.4m，背面装配0.4m(高)×0.5m(宽)的门30，两侧留有把手，方便搬运，距离地面0.2m处为钢丝网31，阴燃的烟饼置于其上。烟饼阴燃发出大量的白烟，由烟气发生箱28的圆管29注入火羽流加以混和卷吸，产生接近于真实的火灾热烟气。本发明用无毒的热烟代替了有毒有害的火灾烟气，热烟气由热浮力驱动，能够较真实的反映烟气运动和控制效果。火源功率易调节、控制，火源系统移动方便，根据实验需要，可放置在地铁站台2、站厅3和区间隧道1的不同位置模拟火灾事故，且火源系统的实验重复性好、成本低。

火源系统的保护装置包括位于燃烧器的正上方的保护罩，位于轨行区上由钢板组成的保护支架，以及位于燃烧油盘25下方的防火板26。保护罩用于实验过程中保护站台2、站厅3顶部设备设施不受火焰的灼烧，保护罩置于火源正上方，四周开放、顶棚钢板封闭，下部形成2.5m(长)×2m(宽)×2m(高)的燃烧空间，为方便拆卸，横梁、立柱、斜拉之间采用螺栓连接，方便保护罩的搬运和安装。保护罩的结构如图2所示，由保护罩立柱构件22，保护罩横构件23，用于连接保护罩立柱构件22和保护罩横构件23的保护罩连接构件24组成。保护罩的上方还设有钢板27与保护罩横构件23连接。保护罩横构件23有2种规格，长度分别为2.5m和1.5m，长的横构件23共4个、短的横构件23的共6个，保护罩立柱构件22共4个，长度为2m，保护罩连接构件24用于立柱和下部横构件之间的加固，每个立柱2个，长度565.6mm；各构件均采用规格为40mm×40mm×3mm的角铁。保护罩顶部放置钢板27，钢板27尺寸为2.5m(长)×2m(宽)×2mm(厚)，为方便搬运，顶部钢板27也可由2块1.3m(长)×2m(宽)的钢板27拼接而成。保护支架用于隧道火灾实验时保护轨道32不受火焰灼烧，置于轨行区上，由可拆卸钢构件组装，立柱、横梁之前采用螺栓连接，包括保护支架横构件33，保护支架立柱34。保护支架立柱34长度为0.34m、规格为36mm×36mm的方钢，保护支架横构件33长度为1.5m、规格为40mm×40mm×3mm的角铁，保护支架上方放置1.5m(长)×1m(宽)×3mm(厚)的2块钢板。当火源置于站台、站厅时，燃烧油盘25下面垫置防火板26，防火板26具有良好隔热效果，尺寸为1220mm(宽)×2440mm(长)×10mm(厚)，根据需要保护的面积拼接布置防火板26，至少使用2块防火板26。

数据采集系统包括：设置于站台2、站厅3及隧道1内的温度测量单元、气体浓度测量单元、气流速度测量单元、图像信息采集和显示单元、热像测量单元和烟层高度指示单元。

如图1所示，所述温度测量单元包括：测温电缆、串连电缆和与串连电缆相连的采集模块、与采集模块相连的通讯模块；测温电缆10在地铁站台2、站厅3、车站隧道1及区间隧道1内竖直悬挂，每个测温电缆10竖直方向每隔一定间隔设置有温度探头35；测温电缆10与串连电缆11相连接；采集模块用于采集测温电缆10采集的信号，并将温度信号通过与微控制器38连接的通讯模块37传送给微控制器38。具体地，图1中，温度采集模块包括设置在站台2内的站台采集模块7，设置在隧道1内的隧道采集模块8，设置在站厅3内的站厅采集模块9。

如图1所示，气体浓度测量单元包括地铁站台2、站厅3、车站隧道1及区间隧道1内悬挂的气体浓度测量模块12，每个气体浓度测量模块12内封装CO和CO2气体传感器；所述气体浓度测量模块12下部连接串连电缆11，串联电缆11与所述采集模块相连，并与温度测量单元一起接入RS485总线组网。

图4中所示的温度、气体浓度测量单元连接关系示意图，由相互串联的测温电缆10、气体浓度测量模块12、串连电缆11、采集模块、通讯模块组成。测温电缆10为竖直方向每隔0.5m间隔设置温度探头35，测温电缆10上共设8个温度探头35，温度探头35为地址可编号、直接输出温度数字信号的温度传感器；气体浓度测量模块12内封装CO和CO2气体传感器，每个CO和CO2气体传感器为地址可编号、直接输出气体浓度数字信号的传感器，气体浓度测量模块12的电缆下部接口与测温电缆10相同；测温电缆10、气体浓度测量模块12通过置于地面的串连电缆11连接，同时2个测温电缆10或气体浓度测量模块12之间可直接通过其自身的下部插头连接，2个串连电缆11之间也可首尾串连成更长的连接电缆，如此设计是为了更方便温度、气体浓度测量单元的灵活布点、连接和拆卸；每一组测温电缆10和气体浓度测量模块12串接后接入采集模块的一个通道，采集模块(优选使用LTM8663T)采用RS485总线组网，分布布置，所有采集模块通过通讯模块37(优选使用LTM8551T)接入微控制器38。

气流速度测量单元采用多通道速度测量系统，所述多通道速度测量系统可同时接入多路速度探头；速度探头用于记录特征开口处的速度分布，可设置于地铁车站楼扶梯开口位置、屏蔽门活动门开口位置、车站出入口内楼扶梯开口位置、及区间隧道内，多通道速度测量系统自动记录并存储流速数据。如图1所示的速度探头的分布，包括位于站台/站厅楼扶梯开口5处的楼扶梯开口速度探头13，位于屏蔽门开口处的屏蔽门开口速度探头14，以及位于站台2出入口的出入口速度探头15。

实验过程中的图像通过分布式图像采集系统进行实时连续捕捉动态图像，由多点布置的CCD摄像系统进行现场图像捕捉，所述CCD摄像系统设置在所述火源系统周围、车站楼扶梯开口、站台、站厅及隧道内，以保证CCD摄像系统能够不受阻挡地、完整地拍摄到火源、监控车站楼扶梯开口、站台、站厅及隧道内的场景，具体地，可以根据实际需要灵活调整CCD摄像系统的具体位置。CCD摄像头电池供电，实验过程中根据需要灵活移动位置，摄像头采用无线传输至分频器，由分频器多方位切换高清晰数字显示器进行后端显示，由与分频器连接的硬盘录像机进行录像。

热像测量单元采用红外热像仪，红外热像仪设置在火源系统周围，以实时准确地记录火源系统产生的火焰及火焰顶棚温度。

岩层高度指示单元包括指示灯21和标尺20，指示灯21和标尺20设置在火源系统周围，用于配合CCD摄像头以观测记录、指示烟气层的沉降高度。具体地，摄像头包括位于站台2内的站台内摄像头17，位于站厅3内的站厅内摄像头18以及位于隧道1内的隧道内摄像头19。

数据处理系统置于计算服务器内，用于对得到的实验数据进行分析，并采用FDS、FLUENT等软件开展火灾流体动力学的三维数值模拟，结合实验数据的分析，对火灾后果进行合适的预测评估，对地铁车站站台、站厅、区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示等工作效果、可靠性、联动状况及人员安全疏散提供合理、准确的科学依据。

本发明基于上述设备的地铁车站和区间隧道现场热烟测试方法，包括以下过程：

S1：根据地铁车站的结构和规模，确定站台火灾、站厅火灾、车站隧道火灾及区间隧道火灾的火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案。

S2：根据过程S1中所确定的火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案，布置所述火源系统，以及调试和标定所述数据采集系统和数据处理系统。

具体地，根据测试方案，将温度测量单元、气体浓度测量单元、气流速度测量单元、热像测量单元、摄像头、标尺、指示灯、采集模块进行连接和调试；将火源燃烧系统置于地铁工程中需要进行热烟测试的位置，搭建保护装置，包括保护罩、保护支架、防火板及防火布；通风排烟系统、探测报警系统及其他系统的预调试；测量采集及数据分析系统进行调试和标定。

S3：启动火源系统，并对火灾场景中的温度、气体浓度、气流速度、图像信息、热像信息、指示灯和标尺显示以及地铁消防系统联动时间进行采集和处理。

具体地，实验点火人员、采集小组、摄像小组、记录小组、安保小组及地铁各系统专业人员就位；启动火源系统，采集、记录实验数据。

S4：过程S3结束之后，关闭所述火源系统，将地铁车站及区间隧道现场恢复至火灾模拟实验前的状态。

具体地，关闭火源系统，待烟气完全排放完毕后，关闭通风排烟系统、信号采集及数据分析系统；切换探测报警系统及其他系统进入正常模式；准备下一组实验测试。

S5：改变火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案，重复过程S3～S4。

S6：对多次火灾模拟实验所得到的数据进行分析，判定地铁消防系统安全指标的符合性。

具体地，地铁消防系统安全指标的符合性包括地铁火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示的工作效果、可靠性及地铁各消防系统联动状况是否符合安全标准。

由上述实施方式可以看出，本发明提供的基于上述设备的地铁车站和区间隧道现场热烟测试方法，可实现的检测指标主要包括：站台、站厅、车站隧道、区间隧道的温度场；站台、站厅危险高度平面的温度；站台、站厅、区间隧道的烟气层高度；站台、站厅、车站隧道、区间隧道的有毒气体浓度；火焰及火焰附近顶棚表面温度；探测报警时间；事故照明是否动作及动作时间；车站公共区、车站隧道和区间隧道通风排烟系统的模式切换是否正确及动作时间；系统联动效果及可靠性；各楼扶梯开口流速；区间烟气控制流速及烟气控制效果；排烟口流速；屏蔽门开口流速；自动扶梯、闸机、屏蔽门等疏散通道的模式切换是否正确及动作时间；疏散指示是否正确；烟气控制效果；可用安全疏散时间等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其特征在于，包括：

火源系统，设置在地铁车站及区间隧道现场，用于模拟火灾场景；

数据采集系统，设置在地铁车站的站台、站厅、车站隧道及区间隧道的空间内，用于采集所模拟的火灾场景中的温度、气流速度、气体浓度、图像、热像、烟气高度，以及地铁各消防系统联动时间信息；

数据处理系统，与所述数据采集系统相连，对所述数据采集系统采集到的数据信息进行处理，获得地铁车站站台、站厅、以及区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道和疏散指示的工作效果、可靠性及联动状况的评价指标数据，以判定地铁各消防系统在发生火灾事故时能否确保乘客安全疏散。

2.如权利要求1所述的地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其特征在于，所述火源系统包括：

燃烧器，用于提供火源；

烟气发生箱，设置在所述燃烧器侧翼，用于产生示踪烟气，并使所述示踪烟气注入所述燃烧器产生的火羽流，产生无毒、热的且具有热浮力驱动的烟气流动，以反映烟气运动和控制效果；

保护装置，设置在所述燃烧器和烟气发生箱的外部，用于保护地铁车站站台和站厅顶部的设备设施免受火焰灼烧。

3.如权利要求2所述的地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其特征在于，所述燃烧器包括由钢板焊接形成、统一规格尺寸、根据预设火灾功率改变数量组合及摆放方式的燃烧油盘和盛放在所述燃烧油盘内的燃料，所述燃料为浓度大于95％的工业甲醇。

4.如权利要求2所述的地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其特征在于，所述烟气发生箱为下端开口的长方体状箱体，所述箱体的骨架由角钢焊接形成，所述箱体的侧壁由铁板焊接在所述骨架上，所述箱体的底部四周设有通风口，所述箱体内部水平设置有钢丝网，所述钢丝网上放置发烟烟饼，所述箱体的一个侧壁上装有开合的门，与所述门相对的另一侧壁的顶部焊接有铁质圆管。

5.如权利要求2所述的地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其特征在于，所述保护装置包括：

保护罩，设置在所述燃烧器正上方，所述保护罩为由可拆卸钢构件组装、四周开放的长方体状的框架结构，所述保护罩顶部放置钢板；

保护支架，设置在地铁隧道轨行区上，所述保护支架由钢立柱和横梁构件通过螺栓连接形成；

防火板，设置在所述燃烧器底部。

6.如权利要求1所述的地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其特征在于，所述数据采集系统包括：

温度测量单元，包括：测温电缆、串连电缆和与所述串连电缆相连的采集模块、与所述采集模块相连的通讯模块；所述测温电缆包括沿竖直方向间隔设置的温度探头，所述测温电缆通过置于地面的串连电缆连接，或者相邻的两个所述测温电缆通过其下部的插头连接；所述采集模块采用RS485总线组网且分布布置；所述通讯模块与所述数据分析系统相连；

气体浓度测量单元，包括：气体浓度测量模块，所述气体浓度测试模块内封装CO和CO2气体传感器，所述CO和CO2气体传感器均与所述采集模块相连且接入RS485总线组网；

气流速度测量单元，包括：多通道风速测量系统，以及与所述多通道风速测量系统连接的速度传感器；所述速度传感器分别设置在地铁车站楼扶梯开口位置、屏蔽门和活动门开口位置、车站出入口内楼扶梯开口位置及区间隧道内；

图像信息采集和显示单元，包括多点布置、无线传输的CCD摄像系统，以及与所述CCD摄像系统相连的分频多方位切换数字显示器和硬盘录像机；所述CCD摄像系统设置在所述火源系统周围、车站楼扶梯开口、站台、站厅及隧道内；

热像测量单元，包括：热像仪，所述热像仪设置在所述火源系统周围，记录所述火源系统产生的火焰及火焰顶棚温度；

烟层高度指示单元，包括：指示灯和标尺，所述指示灯和标尺设置在所述火源系统周围，所述指示灯和标尺用于配合所述图像信息采集和显示单元观测记录、指示烟气层的沉降高度。

7.基于权利要求1-6中任一项所述的测试设备的地铁车站及区间隧道现场热烟测试方法，其特征在于，包括以下过程：

S1：根据地铁车站的结构和规模，确定站台火灾、站厅火灾、车站隧道火灾及区间隧道火灾的火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案；

S2：根据过程S1中所确定的火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案，布置所述火源系统，以及调试和标定所述数据采集系统和数据处理系统；

S3：启动火源系统，并对火灾场景中的温度、气体浓度、气流速度、图像信息、热像信息、指示灯和标尺显示以及地铁消防系统联动时间进行采集和处理；

S4：过程S3结束之后，关闭所述火源系统，将地铁车站及区间隧道现场恢复至火灾模拟实验前的状态；

S5：改变火灾工况、火源功率和地铁消防系统联动方案，重复过程S3～S4；

S6：对多次火灾模拟实验所得到的数据进行分析，判定地铁消防系统安全指标的符合性。

8.如权利要求7所述的地铁车站及区间隧道现场热烟测试方法，其特征在于，所述地铁消防系统安全指标的符合性包括地铁火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示的工作效果、可靠性及地铁各消防系统联动状况是否符合安全标准。

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