CN114470555A - 一种公路隧道智能自动监测灭火排烟装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种公路隧道智能自动监测灭火排烟装置及方法，实现该方法的装置包括红外线热像测温模块、管道托架、自排烟廊道标准节、自排烟廊道洞外节；基于红外线热像测温技术，对隧道内行驶车辆轮胎及车厢外部温度进行测量，对轮胎起火车辆进行定位，并在隧道内布设带有定向喷头的灭火剂管道和定向排烟口的自排烟管道；通过在隧道结构内壁两侧以固定间距布置红外线热像测温模块。通过在隧道内壁顶部通长布设自排烟廊道并引向隧道外部，廊道底部按照固定间距留设定向排烟口，当隧道内发生火灾车辆位置定位完成后，排烟口开闭控制模块将火情位置附近的定向排烟口打开；解决了隧道内部的排烟问题，达到节能排烟目的。

Description

一种公路隧道智能自动监测灭火排烟装置及方法
技术领域
本发明属于公路隧道管理养护技术领域，主要用于公路隧道日常运营火灾防控技术中。
背景技术
在公路隧道运营过程中，隧道内会发生火灾事故，由于公路隧道具有结构较为密闭和通风环境差等特点，在发生火灾时救援工作开展困难，往往产生严重的事故后果。火灾发生时，产生的高温和烟雾会严重威胁隧道内的人员安全，在目前隧道运营管理过程中，对火灾的防控措施主要有采用固定或手持式消防灭火设施扑灭隧道内的火情，同时采用风机等设施对隧道内的烟雾进行控制。
以上防控设施和方法均存在自身不足：(1)隧道内火情不能及时定位，火灾初期源头辨识不清。在隧道运营过程中，车辆自燃在火灾的致因中占比较高，在长途行驶过程中，车辆轮胎和货物由于摩擦容易产生高温，能量的积累导致车辆发生自燃，车辆在隧道中处于行驶状态，驾驶员发现火情的时间存在不确定性，在采取制动措施后，导致火灾发生地点也存在随机性，致使隧道运营养护管理人员不能第一时间确定起火位置。(2)隧道内火灾救援存在滞后性，不能第一时间采取相关措施及时扑灭隧道内火情。目前隧道内的火灾主要依靠人工操作消防安全设施进行扑灭，且隧道内的消防安全设施位置固定，当从发现火情到人工采取相关措施需要一定时间，延误了火灾初期救援时间。(3)隧道内风机和消防设施通常按一定距离设置，由于隧道内火灾发生位置存在不确定性，当火灾位置距离风机和消防安全设施较远时，隧道内烟雾和火情控制效率降低，难以起到及时有效地控制隧道烟雾浓度和火灾后果的作用，因此需要提升隧道内火灾防控措施的精准性和有效性，达到保证隧道内运营安全的目的。
发明内容
本方法基于红外线热像测温技术，对隧道内行驶车辆轮胎及车厢外部温度进行测量，对轮胎起火车辆进行定位，并在隧道内布设带有定向喷头的灭火剂管道和定向排烟口的自排烟管道
本发明采用的技术方案为一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，公路隧道内壁两侧等间距布置有红外线热像测温模块(1)，红外线热像测温模块(1)下方的公路隧道内壁上设有管道托架(2)；管道托架(2)上安装有灭火剂管道(3)，灭火剂管道(3)上安装有定向喷头(4)；定向喷头(4)上带有脉冲电磁阀(5)，脉冲电磁阀(5)与定向喷头开关控制模块(6)连接，通过定向喷头开关控制模块(6)控制脉冲电磁阀(5)达到控制定向喷头(4)开闭。
自排烟廊道标准节(8)通过U形固定器(9)固定，U形固定器(9)采用连接套管(10)并通过固定螺栓(7)连接固定在公路隧道结构内壁顶部；逐节固定拼装定向排烟廊道标准节(8)形成贯通廊道并延伸至公路隧道的洞口外，并与隧道洞口外部的自排烟廊道洞外节(11)连接。
进一步地，所述的自排烟廊道洞外节(11)上没有设置定向排烟口(12)；隧道内部自排烟廊道标准节(8)上设有定向排烟口(12)。
进一步地，所述的自排烟廊道标准节(8)之间及与自排烟廊道洞外节(11)之间设置密封条(13)，以阻止烟雾泄露。
进一步地，所述的定向排烟口(12)上设置滑槽(14)用于固定定向排烟口挡板(15)；定向排烟口挡板(15)一端采用钢绞线(16)与伺服电机(17)连接，另一端与固定在自排烟廊道标准节(8)上的复位弹簧(18)连接；
进一步地，采用排烟口开闭控制模块(19)对伺服电机(17)的转动方向进行控制，当伺服电机(17)正转时，通过将钢绞线(16)缠绕在置线轮(20)上，拖曳定向排烟口挡板(15)在滑槽(14)内滑动，定向排烟口(12)的打开程度大小通过控制伺服电机(17)的转动圈数进行控制，定向排烟口(12)的关闭可以通过控制伺服电机(17)进行反转，复位弹簧(18)拉动定向排烟口挡板(15)返程复位来实现。所述的排烟口开闭控制模块(19)为伺服电机(17)正转或者反转开关电路(弱电)，该开关电路为常规控制结构；定向喷头开关控制模块(6)为脉冲电磁阀(5)的控制开关电路(弱电)，该开关电路为常规控制结构。
进一步地，在公路隧道结构内壁侧墙上等间距设置信号采集传输模块(21)，信号采集传输模块(21)用于收集红外热像测温模块(1)的信息，并上传到终端处理系统(22)，当隧道内有车辆由于轮胎起火而停靠在隧道内时，红外线热像测温模块(1)捕捉到火情信息，信号采集传输模块(21)将获得火情信息及红外线热像测温模块(1)的编号，并将信息打包通过无线传输方式上传到终端处理系统(22)并进行报警，隧道值班人员通过终端处理系统(22)获知隧道内火灾事件地点，并通过视频监控系统(23)确认火灾事件，通过定向喷头开关控制模块(6)和排烟口开闭控制模块(19)来打开火灾地点附近的定向排烟口(12)和定向喷头(4)，达到定向灭火和排烟的目的。所述的信号采集传输模块(21)为无线信号发射装置，例如无线射频发射装置或者wifi连接模块等。所述的终端处理系统(22)为计算机或者上位机装置。所述的红外热像测温模块(1)为红外温度传感器。
一种公路隧道智能自动监测灭火排烟方法，将红外热像测温模块(1)固定在公路隧道内壁两侧，管道托架(2)固定在公路隧道内壁两侧位置，灭火剂管道(3)放置在管道托架(2)上，定向喷头(4)安装在灭火剂管道(3)上，脉冲电磁阀(5)安装在定向喷头(4)上。定向喷头开关控制模块(6)固定在隧道内壁两侧上，固定螺栓(7)固定在隧道结构上，自排烟廊道标准节(8)和自排烟廊道洞外节(11)都采用U型固定器(9)固定在隧道结构上，U型固定器(9)两端带有螺纹，通过内部带有螺纹的连接套管(10)与固定螺栓(7)相连接进行固定，拼装形成贯通的自排烟廊道。定向排烟口(12)设置在隧道内部的自排烟廊道标准节(8)上，沿长度方向两侧设置滑槽(14)，定向排烟口挡板(15)嵌入在滑槽(14)内，钢绞线(16)一端固定在定向排烟口挡板(15)上的连接孔(24)上，另一端固定在置线轮(20)上，置线轮(20)采用钢连杆(25)安装在伺服电机(17)上，伺服电机(17)固定在自排烟廊道标准节(8)的侧面。复位弹簧(18)一端固定在自排烟廊道标准节(8)上，另一端固定在定向排烟口挡板(15)上的连接孔(24)上，排烟口开闭控制模块(19)固定在隧道结构上。信号传输采集模块(21)固定在隧道结构内壁上，终端处理系统(22)设置在隧道监控中心内，视频监控系统(23)设置在隧道结构内壁两侧。
与现有技术相比较，本发明是一种应用于长大公路隧道内火灾自动监测及灭火排烟方法，隧道内火灾车辆监测定位及灭火技术。通过在隧道结构内壁两侧以固定间距布置红外线热像测温模块，可以对由于车辆轮胎起火而停靠在隧道内的车辆进行测量和精准定位，第一时间定位火情位置。在隧道结构内壁两侧布设灭火剂管道和定向喷头，当起火车辆定位完成后，定向喷头打开并向车辆喷射灭火剂，第一时间对火情进行控制，提升了隧道内火灾车辆的定位准确性和火情控制效率，增强了隧道应对火灾事件时的处置能力。隧道内火灾烟雾定向自排烟技术。通过在隧道内壁顶部通长布设自排烟廊道并引向隧道外部，廊道底部按照固定间距留设定向排烟口，当隧道内发生火灾车辆位置定位完成后，排烟口开闭控制模块将火情位置附近的定向排烟口打开，利用隧道内和隧道外部的热压差来自动将隧道内的烟雾排出隧道外部，分担了隧道排烟风机的工作压力，不仅解决了隧道内部的排烟问题，还解决了隧道内的日常通风问题，提升了排烟效率的同时降低了能源的消耗，达到了节能排烟的目的。
附图说明
图1隧道正视图。
图2隧道A-A剖面图。
图3隧道B-B剖面图。
图4自排烟廊道标准节。
图5U型固定器、连接套管和固定螺栓连接示意图。
图中：1.红外线热像测温模块 2.管道托架 3.灭火剂管道 4.定向喷头 5.脉冲电磁阀 6.定向喷头开关控制模块 7.固定螺栓 8.自排烟廊道标准节 9.U形固定器 10.连接套管 11.自排烟廊道洞外节 12.定向排烟口 13.密封条 14.滑槽 15.定向排烟口挡板16.钢绞线 17.伺服电机 18.复位弹簧 19.排烟口开闭控制模块 20.置线轮 21.信号采集传输模块 22.终端处理系统 23.视频监控系统 24.连接孔 25.钢连杆。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本方法基于红外线热像测温技术，对隧道内行驶车辆轮胎及车厢外部温度进行测量，对轮胎起火车辆进行定位，并在隧道内布设带有定向喷头的灭火剂管道和定向排烟口的自排烟管道，是一种应用于长大公路隧道内火灾自动监测及灭火排烟方法，主要解决了一下技术问题：(1)隧道内火灾车辆监测定位及灭火技术。通过在隧道结构内壁两侧以固定间距布置红外线热像测温模块，可以对由于车辆轮胎起火而停靠在隧道内的车辆进行测量和精准定位，第一时间定位火情位置。在隧道结构内壁两侧布设灭火剂管道和定向喷头，当起火车辆定位完成后，定向喷头打开并向车辆喷射灭火剂，第一时间对火情进行控制，提升了隧道内火灾车辆的定位准确性和火情控制效率，增强了隧道应对火灾事件时的处置能力。(2)隧道内火灾烟雾定向自排烟技术。通过在隧道内壁顶部通长布设自排烟廊道并引向隧道外部，廊道底部按照固定间距留设定向排烟口，当隧道内发生火灾车辆位置定位完成后，排烟口开闭控制模块将火情位置附近的定向排烟口打开，利用隧道内和隧道外部的热压差来自动将隧道内的烟雾排出隧道外部，分担了隧道排烟风机的工作压力，不仅解决了隧道内部的排烟问题，还解决了隧道内的日常通风问题，提升了排烟效率的同时降低了能源的消耗，达到了节能排烟的目的。
本发明的整体技术方案和关键技术是在隧道结构内壁两侧以固定距离L布置红外线热像测温模块(1)并编号，在隧道结构内壁两侧距离路面高度为1m～1.5m位置设置管道托架(2)，灭火剂管道(3)设置在管道托架(2)上，并在管道上按照5m间距布设定向喷头(4)并编号，定向喷头(4)带有脉冲电磁阀(5)，并通过定向喷头开关控制模块(6)控制脉冲电磁阀(5)来达到控制定向喷头(4)开闭的目的。在隧道结构内壁顶部打孔并设置固定螺栓(7)，将自排烟廊道标准节(8)放置在隧道顶部，采用U形固定器(9)进行固定，U形固定器(9)采用连接套管(10)与隧道结构内壁顶部的固定螺栓(7)连接固定，逐节固定拼装定向排烟廊道标准节(8)形成贯通廊道并延伸至隧道洞口外，与隧道洞口外部的自排烟廊道洞外节(11)连接，自排烟廊道洞外节(11)上不设置定向排烟口(12)，隧道内部自排烟廊道标准节(8)上以5m间距留设定向排烟口(12)，自排烟廊道标准节(8)之间及与自排烟廊道洞外节(11)之间设置密封条(13)以阻止烟雾泄露，定向排烟口(12)上设置滑槽(14)用于固定定向排烟口挡板(15)，定向排烟口挡板(15)一端采用钢绞线(16)与伺服电机(17)连接，另一端与固定在自排烟廊道标准节(8)上的复位弹簧(18)连接，采用排烟口开闭控制模块(19)对伺服电机(17)的转动方向进行控制，当伺服电机(17)正转时，通过将钢绞线(16)缠绕在置线轮(20)上，拖曳定向排烟口挡板(15)在滑槽(14)内滑动，定向排烟口(12)的打开程度大小可以通过控制伺服电机(17)的转动圈数进行控制，定向排烟口(12)的关闭可以通过控制伺服电机(17)进行反转，复位弹簧(18)拉动定向排烟口挡板(15)返程复位来实现。在隧道结构内壁侧墙上按照1km的距离设置信号采集传输模块(21)用于收集红外热像测温模块(1)的信息，并上传到终端处理系统(22)，当隧道内有车辆由于轮胎起火而停靠在隧道内时，红外线热像测温模块(1)捕捉到火情信息，信号采集传输模块(21)将获得火情信息及红外线热像测温模块(1)的编号，并将信息打包通过无线传输方式上传到终端处理系统(22)并进行报警，隧道值班人员通过终端处理系统(22)获知隧道内火灾事件地点，并通过视频监控系统(23)确认火灾事件，通过定向喷头开关控制模块(6)和排烟口开闭控制模块(19)来打开火灾地点附近的定向排烟口(12)和定向喷头(4)，达到定向灭火和排烟的目的。
红外热像测温模块(1)固定在隧道内壁两侧距地面1m高位置处，管道托架(2)固定在隧道内壁两侧距地面1～1.5m位置处，灭火剂管道(3)放置在管道托架(2)上，定向喷头(4)安装在灭火剂管道(3)上，脉冲电磁阀(5)安装在定向喷头(4)上。定向喷头开关控制模块(6)固定在隧道内壁两侧上，固定螺栓(7)固定在隧道结构上，自排烟廊道标准节(8)和自排烟廊道洞外节(11)都采用U型固定器(9)固定在隧道结构上，U型固定器(9)两端带有螺纹，通过内部带有螺纹的连接套管(10)与固定螺栓(7)相连接进行固定，拼装形成贯通的自排烟廊道，密封条(13)位于自排烟廊道标准节(8)之间及自排烟廊道洞外节(11)之间的拼缝处。定向排烟口(12)设置在隧道内部的自排烟廊道标准节(8)上，沿长度方向两侧设置滑槽(14)，定向排烟口挡板(15)嵌入在滑槽(14)内，钢绞线(16)一端固定在定向排烟口挡板(15)上的连接孔(24)上，另一端固定在置线轮(20)上，置线轮(20)采用钢连杆(25)安装在伺服电机(17)上，伺服电机(17)固定在自排烟廊道标准节(8)的侧面。复位弹簧(18)一端固定在自排烟廊道标准节(8)上，另一端固定在定向排烟口挡板(15)上的连接孔(24)上，排烟口开闭控制模块(19)固定在隧道结构上。信号传输采集模块(21)固定在隧道结构内壁上，终端处理系统(22)设置在隧道监控中心内，视频监控系统(23)设置在隧道结构内壁两侧。

Claims (8)

1.一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，其特征在于：公路隧道内壁两侧等间距布置有红外线热像测温模块(1)，红外线热像测温模块(1)下方的公路隧道内壁上设有管道托架(2)；管道托架(2)上安装有灭火剂管道(3)，灭火剂管道(3)上安装有定向喷头(4)；
自排烟廊道标准节(8)通过U形固定器(9)固定，U形固定器(9)采用连接套管(10)并通过固定螺栓(7)连接固定在公路隧道结构内壁顶部；逐节固定拼装定向排烟廊道标准节(8)形成贯通廊道并延伸至公路隧道的洞口外，并与公路隧道洞口外部的自排烟廊道洞外节(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，其特征在于：定向喷头(4)上带有脉冲电磁阀(5)，脉冲电磁阀(5)与定向喷头开关控制模块(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，其特征在于：所述的自排烟廊道洞外节(11)上没有设置定向排烟口(12)；隧道内部自排烟廊道标准节(8)上设有定向排烟口(12)。
4.根据权利要求1所述的一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，其特征在于：所述的自排烟廊道标准节(8)之间及与自排烟廊道洞外节(11)之间设置密封条(13)。
5.根据权利要求3所述的一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，其特征在于：所述的定向排烟口(12)上设置滑槽(14)用于固定定向排烟口挡板(15)；定向排烟口挡板(15)一端采用钢绞线(16)与伺服电机(17)连接，另一端与固定在自排烟廊道标准节(8)上的复位弹簧(18)连接。
6.根据权利要求5所述的一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，其特征在于：采用排烟口开闭控制模块(19)对伺服电机(17)的转动方向进行控制。
7.根据权利要求1所述的一种公路隧道智能自动监测灭火排烟转置，其特征在于：在公路隧道结构内壁侧墙上等间距设置信号采集传输模块(21)，信号采集传输模块(21)用于收集红外热像测温模块(1)的信息，并上传到终端处理系统(22)；所述的终端处理系统(22)为计算机或者上位机；所述的红外热像测温模块(1)为红外温度传感器。
8.利用权利要求1-7任一所述装置进行的一种公路隧道智能自动监测灭火排烟方法，将红外热像测温模块(1)固定在公路隧道内壁两侧，管道托架(2)固定在公路隧道内壁两侧位置，灭火剂管道(3)放置在管道托架(2)上，定向喷头(4)安装在灭火剂管道(3)上，脉冲电磁阀(5)安装在定向喷头(4)上；定向喷头开关控制模块(6)固定在隧道内壁两侧上，固定螺栓(7)固定在隧道结构上，自排烟廊道标准节(8)和自排烟廊道洞外节(11)都采用U型固定器(9)固定在隧道结构上，U型固定器(9)两端带有螺纹，通过内部带有螺纹的连接套管(10)与固定螺栓(7)相连接进行固定，拼装形成贯通的自排烟廊道；定向排烟口(12)设置在隧道内部的自排烟廊道标准节(8)上，沿长度方向两侧设置滑槽(14)，定向排烟口挡板(15)嵌入在滑槽(14)内，钢绞线(16)一端固定在定向排烟口挡板(15)上的连接孔(24)上，另一端固定在置线轮(20)上，置线轮(20)采用钢连杆(25)安装在伺服电机(17)上，伺服电机(17)固定在自排烟廊道标准节(8)的侧面；复位弹簧(18)一端固定在自排烟廊道标准节(8)上，另一端固定在定向排烟口挡板(15)上的连接孔(24)上，排烟口开闭控制模块(19)固定在隧道结构上；信号传输采集模块(21)固定在隧道结构内壁上，终端处理系统(22)设置在隧道监控中心内，视频监控系统(23)设置在隧道结构内壁两侧。
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