淺析火災報警系統在巴基斯坦KKH二期項目中的應用

巴基斯坦KKH二期項目是一帶一路的旗艦項目，是中巴經濟走廊的重要組成部分，本項目全線約120公里，隧道單洞總長約10公里?；馂膱缶到y在國內公路隧道中應用較為普遍，但在巴基斯坦公路隧道中很少應用，截止目前，本項目是巴基斯坦公路隧道中第一個應用火災報警系統的項目。下面結合巴基斯坦實際情況，從系統的設計到施工全面剖析火災報警系統在本項目的應用。本文轉載自《中國交通信息化》2020年03期，瞿家繁、礪鏑發表的《淺析火災報警系統在巴基斯坦KKH二期項目中的應用》。

來源：瞿家繁,礪鏑.淺析火災報警系統在巴基斯坦KKH二期項目中的應用.中國交通信息化,2020(3):136-138.

系統構成與設計

火災形成與發展的階段分為前期、早期、中期、晚期四個階段，各階段特征不一，前期表現有一定的煙霧；早期煙量增加并出現火光；中期表現為火災形成，火勢上升很快；后期表現為火勢擴散。由于隧道環境較為惡劣，因此，隧道內火災檢測著重點應從早期開始。隧道屬于封閉結構，一旦發生火災，將對隧道內通行的車輛和乘客產生極大的危害，如無先進、可靠度高、高靈敏度和低誤報率的設備，極易造成逃生困難的情況，造成嚴重的生命及財產損失。

本項目針對以上情況，在設備選型上選用國際一流品牌，以保障安全性和早期自救，防患于未然。本系統為巴基斯坦KKH二期項目中隧道火災報警進行設計，本系統分別部署在高速段的阿巴塔巴德１號隧道、阿巴塔巴德２號隧道和二級路段的曼賽赫拉隧道、巴塔隧道、塔科特隧道。

系統構成

該系統主要由隧道管理站火災報警監控工作站、火災報警主機、避雷器、隧道內火災報警綜合盤（內置聲光報警器、雙波長火焰探測器、手動報警按鈕等）、CAN總線電纜24V電源轉換箱等構成?；馂膱缶C合盤安裝于隧道側壁消防設備箱旁，綜合盤報警信息通過屏蔽雙絞線以CAN總線方式傳輸至變電所火災報警控制器?；馂膱缶鳈C采集隧道內火災報警綜合盤的報警信息，并對報警信息和故障信息進行存儲，將實時狀態直接顯示在報警主機的顯示器上?；馂膱缶偩€長度按不大于3km來設置。

結合本項目及巴基斯坦當地具體情況的特點，我們采用美國愛德華EST3系列的火災報警系統，配接愛德華手動報警按鈕、騰盛雙波長火焰自動探測器及聲光報警器的技術方案，在隧道內設置雙波長火焰探測器自動檢測火情。同時設置手動報警按鈕，用于人工手動發出火災信息。根據檢測到的火災情況并通過PLC控制隧道通行信號燈、隧道內及隧道口情報板、車行橫洞卷簾門、風機、廣播、照明等系統，實現報警聯動，根據不同的火災報警情況，制定不同的預案策略，實施有效聯動，從而達到有效緊急疏散和救援的目的。

系統設計原則

（１）系統設計符合我國有關法律法規，符合巴基斯坦當地消防管理條例和標準，確保消防驗收通過。

（２）保障系統的先進性、適用性、易擴展性、高靈敏度、低誤報率。

（３）優化設備配置，避免重復布線及功能相似設備。

（４）保留足夠的冗余度，以便后期擴容。

（５）本系統提供與其他監控系統的通訊接口。

系統設計方案

系統整體架構

本項目在３個隧道管理中心設置火災報警系統，其中阿巴塔巴德1號隧道和2號隧道火災報警數據上傳至阿巴塔巴德隧道管理站，曼賽赫拉隧道火災報警數據上傳至曼賽赫拉隧道管理站，巴塔隧道和塔科特隧道火災報警數據上傳至巴塔隧道管理站。每個隧道管理站配備完整的消防系統，包括消防人員和消防車等設施，以保障最快的速度排除轄區內火情隱患。隧道內布設火災報警綜合盤（包含聲光報警器、雙波長火焰探測器、手報按鈕等），設備布設原則按隧道長度進行布設，短隧道不布設，中隧道（400米以上，1000ｍ以下）設備布設間距50米，長隧道（1000m以上）設備布設間距50米。

系統部署

（1） 阿巴塔巴德１號及２號隧道
阿巴塔巴德１號隧道共設置71套雙波長火災報警綜合盤，兩端變電所各布設４套報警探測設備（智能煙感探測器、智能溫感探測器、手動報警按鈕）和1套火災報警控制器。阿巴塔巴德２號隧道共布設16套火災報警綜合盤，入口，箱式變電站內布設1臺火災報警控制器。所有綜合盤由統一的24Ｖ電源轉換箱供電，電源轉換箱將220Ｖ轉換為24Ｖ給每個綜合盤供電。隧道及配電房內探測器采集的信號通過CAN總線電纜上傳到相應的火災報警控制?；馂膱缶刂破魍ㄟ^光纖網絡設備分別將采集到的數據上傳到阿巴塔巴德隧道管理站，管理站站內的火災報警監控工作站將實時采集的各類信息（火情、設備故障 、通訊鏈路狀況等）在工作站顯示。

（2） 曼賽赫拉隧道
曼賽赫拉隧道內共布設51套雙波長火災報警綜合盤，進出口配電房各布設1臺火災報警控制器和４套報警探測設備（智能煙感探測器、智能溫感探測器、手動報警按鈕）。所有綜合盤由統一的24Ｖ電源轉換箱供電，電源轉換箱將220Ｖ轉換為24Ｖ給每個綜合盤供電 。隧道及配電房內探測器采集的信號通過CAN總線電纜上傳到相應的火災報警控制器，分別通過光纖網絡設備將數據上傳至曼賽赫拉隧道管理站，管理站站內的火災報警監控工作站將實時采集的各類信息（火情、設備故障、通訊鏈路狀況等）在工作站顯示器上顯示 。

（3）巴塔隧道
巴塔隧道共布設59套雙波長火災報警綜合盤，進出口配電房各配置１臺火災報警控制器和４套報警探測設備（智能煙感探測器、智能溫感探測器 、手動報警按鈕）。塔科特隧道共布設13套雙波長火災報警綜合盤，入口箱式變電站內布設１臺火災報警控制器。所有綜合盤由統一的24Ｖ電源轉換箱供電，電源轉換箱將220Ｖ轉換為24Ｖ給毎個綜合盤供電 。隧道及配電房內探測器采集的信號通過CAN總線電纜上傳到相應的火災報警控制器。由各個火災報警控制器通過光纖網絡設備分別將采集到的數據上傳至巴塔隧道管理站，管理站站內的火災報警監控工作站將實時采集的各類信息（火情、設備故障、通訊鏈路狀況等）在工作站顯示器上顯示。為了保證系統后期運行可靠，我們在現場主機與隧道管理站系統軟件之間建立可靠的連接機制，特在每條隧道火警信息上傳時，增設火災報警通訊卡TSIP， 該機制具有故障自診斷功能、雙向握手功能和二次讀取功能。通過以上機制的的實施，我們可形成對隧道內火災信息及設備信息24小時不間斷監測。

系統功能

該系統在本項目上主要實現了以下５大功能。

（1）火災信息檢測功能實現了人工手動報警和火焰自動檢測的火災信息監測功能。

（2）系統自檢功能實現系統設備的各項自檢功能，其中包括電源、線路、CPU、通訊、主要元器件的故障檢測，探測器的狀態檢測、系統檢測等。

（3）系統補償功能系統中的傳感器可根據現場環境、灰塵、潮濕、亮度等自動調整靈敏度，對其外在環境引起的長期緩慢的變化做出相應的補償。

（4）生成電子接線圖該系統具有電子接線圖自動生成功能，具有較強的自適應能力，為后期提供維護、升級、改造提供了極大的便利。

（5）系統聯動控制功能該系統提供與隧道交通控制系統實現了系統聯動控制功能。本項目實現了火情與車道控制器、情報板、風機、車行橫湎卷簾門、照明、廣播、消火栓等的聯動控制，制定預案策略并下發，一旦遇到火情，可按預案策略執行，極大的提高了緊急疏散和救援的效率。

系統主要特點

本項目采用的騰盛TSF-9200火焰探測器使用雙波長紅外探測（DIR）技術，解決了探測靈敏度與誤報警的矛盾，既具有很高的火焰探測靈敏度，又具有傳統感溫光纜和火焰探測器所不具備的非火焰干擾源識別能力。該設備采用兩種不同波段的傳感元器件采集火焰發出的輻射能，結合專有的雙波長紅外探測電路及軟件算法，對兩個傳感元器件采集信號進行分析和計算，從而作出判斷，具有非常高防御能力。本項目所選用的火災報警系統中的溫度傳感器、煙霧傳感器、手動報警按鈕及EST3系列火災報警控制控制器等均采用的是目前世界上最先進的第五代分布智能探測和監控技術。通過其自帶的微處理器，結合計算機通信技術，使系統具有０誤報率、高傳輸速率、自診斷歷史數據、LED多語言顯示、探測器斷線獨立檢測、探測器電子編碼、探測器高敏感度、高可靠性等特點。

本項目為火災報警系統在巴基斯坦公路隧道上第一次應用，本系統方案的設計及實施從選擇穩定設備以及快速高效的聯動控制入手，解決了隧道火情第一時間得到控制的問題，實現了將損失降到最低的目標。通過本項目的實施，讓當地相關部門充分了解到火災報警系統在隧道項目中應用的重要性，該系統方案也得到了巴基斯坦國家公路局的高度肯定。