本實用新型屬于智能交通領(lǐng)域，具體來說，涉及一種可實時測量隧道群溫度的感溫火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高速公路隧道因其獨特的半密閉環(huán)境和交通參與者較高的車速，一旦發(fā)生火災(zāi)，釋放的熱量和煙氣難以排出，火災(zāi)撲救和人員疏散困難，會造成極具破壞性和危險性的后果，是高速公路運營安全監(jiān)管的重中之重。

傳統(tǒng)的隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)需要在隧道中人為識別火災(zāi)，并操作隧道洞壁上的火災(zāi)報警按鈕，發(fā)出報警信號，通知監(jiān)控人員隧道內(nèi)有火情，因此，火災(zāi)報警響應(yīng)周期長，無法與其他消防設(shè)備聯(lián)動，智能化程度低，僅作為隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)實施。

因此，使得隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)能夠智能化地實現(xiàn)隧道溫度的連續(xù)測量，準(zhǔn)確定位溫度異常點，與其他消防設(shè)備聯(lián)動，以大大縮短隧道內(nèi)火情的響應(yīng)時間，降低火災(zāi)的危害，且能夠同時監(jiān)控多條隧道的溫度分布情況，實現(xiàn)隧道群火災(zāi)的集中管理和監(jiān)控，為目前亟待解決的技術(shù)問題。

分布式光纖測溫傳感技術(shù)由于能夠在沿光纖走向的長距離空間上對溫度進行分布式連續(xù)測量和溫度異常點的定位，現(xiàn)在已經(jīng)在油井、煤礦、水電工程、軌道交通等領(lǐng)域的溫度監(jiān)測與報警系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

本實用新型將分布式光纖測溫傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到高速公路隧道火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)中，提出一種可實時測量隧道群溫度的感溫火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種可實時測量隧道群溫度的感溫火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過布置在高速公路隧道內(nèi)的測溫光纖實時監(jiān)測隧道內(nèi)的溫度分布情況，通過測溫主機實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集和處理，通過遠程傳輸網(wǎng)絡(luò)將多臺測溫主機處理的溫度數(shù)據(jù)上傳到位于監(jiān)控室里的遠程監(jiān)控主機上，實現(xiàn)高速公路多隧道溫度數(shù)據(jù)集中監(jiān)控，溫度異常準(zhǔn)確定位、及時報警。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：

本實用新型提供了一種可實時測量隧道群溫度的感溫火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)，包括感溫光纖、測溫主機機柜、遠程監(jiān)控計算機和遠程通信模塊；其中，測溫主機機柜包括測溫主機，感溫光纖連接到測溫主機，測溫主機通過所述遠程通信模塊組網(wǎng)與所述遠程監(jiān)控計算機進行數(shù)據(jù)通信；感溫光纖平行布置于高速公路隧道洞內(nèi)路面兩側(cè)的電纜溝內(nèi)；測溫主機機柜布置于被監(jiān)測隧道附近的配電房內(nèi)；遠程監(jiān)控計算機位于監(jiān)控室內(nèi)，與測溫主機網(wǎng)絡(luò)連接，同時接受和處理來自不同隧道的多臺所述測溫主機的溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)。

進一步地，同一位置隧道的左洞和右洞布置4條感溫光纖，4條感溫光纖連接到同一測溫主機。

進一步地，感溫光纖在高速公路隧道單洞內(nèi)平行布置在路面兩側(cè)的電纜溝里，每隔50米用防水防腐膠帶固定在電纜線上。

進一步地，感溫光纖外部設(shè)置有聚酰胺塑料護套或不銹鋼管，保護感溫光纖抵抗隧道電纜溝惡劣環(huán)境(潮濕、腐蝕、磨損)的影響，使用壽命可達30年。

進一步地，測溫主機機柜從上到下依次包括：散熱器、觸摸屏顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)、測溫主機、UPS不間斷電源控制器和蓄電池。

進一步地，測溫主機集成了工控主板，連接觸摸屏顯示器(7)、鍵盤(8)和鼠標(biāo)(9)，且配置有用于溫度校準(zhǔn)的恒溫槽。

進一步地，恒溫槽設(shè)定溫度為20℃，其內(nèi)布置一截用于溫度校準(zhǔn)的參考光纖，用于實時修正測溫主機硬件電路光電轉(zhuǎn)換時的計算參數(shù)、校準(zhǔn)測量溫度。

進一步地，測溫主機機柜同時配置有市電和UPS不間斷電源兩種供電方式。

進一步地，當(dāng)所述測溫主機機柜的外接電源供電出現(xiàn)異常時，所述UPS不間斷電源控制器自啟動蓄電池供電，并通過聲光報警器發(fā)出報警信號。

進一步地，測溫主機的測溫數(shù)據(jù)點與點之間識別精度為0.2米，即1km長的隧道采集5000個溫度數(shù)據(jù)。

進一步地，測溫主機單通道最大可連接10km長的感溫光纖，實時連續(xù)檢測感溫光纖的溫度，即可測隧道長度不得超過10km。

進一步地，遠程監(jiān)控計算機包括顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤、報警燈、喇叭和計算機。

進一步地，遠程監(jiān)控計算機的顯示器顯示當(dāng)前各隧道的實時溫度數(shù)據(jù)和報警信息，當(dāng)識別到報警信息時，控制報警燈閃爍、喇叭播放報警信息、顯示器顯示當(dāng)前報警的位置信息。

進一步地，遠程監(jiān)控計算機在處理隧道溫度數(shù)據(jù)時，設(shè)置50米為一個溫度監(jiān)測報警分區(qū)，顯示在遠程監(jiān)控計算機的顯示器上。

進一步地，溫度監(jiān)測報警分區(qū)設(shè)置多級高溫報警、溫升速率報警和溫升趨勢報警三種報警方式。

本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點是：

1、本實用新型采用分布式光纖傳感技術(shù)測量高速公路隧道溫度，測溫數(shù)據(jù)連續(xù)，溫度異常點定位準(zhǔn)確。

2、本實用新型在測溫主機中配置20攝氏度的恒溫槽實時校準(zhǔn)測量溫度數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)溫度測量精度，有效消除環(huán)境較大溫差對測量結(jié)果的影響。

3、本實用新型測溫主機與遠程監(jiān)控計算機采用網(wǎng)絡(luò)連接，遠程監(jiān)控計算機可同時監(jiān)控多臺測溫主機，同時接收多臺測溫主機的溫度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高速公路多隧道的集中監(jiān)控和管理。

4、本實用新型遠程監(jiān)控計算機上采用50米設(shè)置一個溫度監(jiān)測報警點，即250個光纖測溫數(shù)據(jù)取一次最大值作為溫度監(jiān)測報警點的溫度值的數(shù)據(jù)處理方法，提高用戶交互體驗的同時保證溫度異常點的優(yōu)先報警。

附圖說明

圖1為本實用新型的感溫火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖。

圖2為測溫光纖在高速公路隧道中的布置圖。

圖3為測溫主機機柜布置圖。

圖4為高速公路隧道火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)主界面。

其中：1-感溫光纖，2-測溫主機機柜，3-遠程監(jiān)控計算機，4-遠程通信模塊，5-測溫主機，6-散熱器，7-觸摸屏顯示器，8-鍵盤，9-鼠標(biāo)，10-UPS不間斷電源控制器，11-蓄電池，12-恒溫槽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的可實時測量隧道群溫度的感溫火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)做進一步詳細說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。

圖1示出了本實用新型的感溫火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖，系統(tǒng)由感溫光纖1、測溫主機機柜2、遠程監(jiān)控計算機3以及遠程通信模塊4組成，其中測溫主機機柜2包括測溫主機5，感溫光纖1連接到測溫主機5，測溫主機5通過遠程通信模塊4組網(wǎng)與遠程監(jiān)控計算機3進行數(shù)據(jù)通信，感溫光纖1和測溫主機機柜2位于高速公路隧道測溫現(xiàn)場，遠程監(jiān)控計算機3位于遠離高速公路隧道測溫現(xiàn)場的監(jiān)控室內(nèi)。

感溫光纖1纖芯為摻鍺的二氧化硅、包層為純二氧化硅、芯徑為62.5/125μm的多模光纖，折射率高、芯線粗、制造、耦合連接較容易，而且成本較低。光纖的外部保護措施為外徑3mm、厚度0.5mm的不銹鋼螺旋管，且內(nèi)部填充起隔水導(dǎo)熱作用的油膏，適應(yīng)高速公路隧道線纜溝陰暗潮濕的惡劣工作環(huán)境。

圖2示出了感溫光纖1在高速公路隧道中的布置。高速公路隧道按行駛方向不同，相同位置的隧道分為左洞和右洞，如圖2所示，每個洞內(nèi)都有兩條感溫光纖1平行布置在隧道洞內(nèi)路面兩側(cè)的電纜溝里，并每隔50米用防水防腐膠帶固定在電纜線上。布置在相同位置不同行駛方向上的左右洞的四條測溫光纖連接到同一臺支持4通道的測溫主機5上。

測溫主機機柜2布置于監(jiān)測隧道對象附近的配電房內(nèi)，主機機柜采用防塵防潮防靜電處理，并做兩次接地，機柜高度2000mm，寬度600mm，深度1000mm，鋼化玻璃前門，冷軋鋼網(wǎng)孔后門，主體立柱厚度2.2mm，其他厚度1.5mm。

圖3示出測溫主機機柜2的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，測溫主機機柜從上到下依次為散熱器6、觸摸屏顯示器7、鍵盤8和鼠標(biāo)9、測溫主機5、UPS不間斷電源控制器10和蓄電池11，其中測溫主機5集成了研華AIMB-763G2的工控主板，連接觸摸屏顯示器7、鍵盤8和鼠標(biāo)9，觸摸屏顯示器7實時顯示當(dāng)前隧道的溫度數(shù)據(jù)和火災(zāi)報警信息，測溫主機5識別隧道內(nèi)火災(zāi)報警信息控制聲光報警器紅燈閃爍、蜂鳴器發(fā)聲，發(fā)出報警信號。

測溫主機機柜2同時配置有市電和UPS不間斷電源兩種供電方式，當(dāng)測溫主機機柜2的外接電源供電出現(xiàn)異常時，所述UPS不間斷電源控制器10自啟動蓄電池11供電，確保系統(tǒng)正常運行，并通過聲光報警器發(fā)出報警信號，提醒設(shè)備維護人員及時檢修供電線路恢復(fù)供電。

測溫主機5配置150*100mm的恒溫槽12，恒溫槽12設(shè)定溫度為20℃，其內(nèi)布置一截用于溫度校準(zhǔn)的參考光纖，通過參考光纖實時修正測溫主機硬件電路光電轉(zhuǎn)換時的計算參數(shù)，從而不斷校準(zhǔn)測量溫度，使測溫主機5數(shù)據(jù)采集和處理模塊能夠靈活適應(yīng)變化較大的環(huán)境溫差。

測溫主機5硬件電路的測溫數(shù)據(jù)點與點之間識別精度為0.2米，即1km長的隧道采集5000個溫度數(shù)據(jù)。測溫主機5單通道最大可連接10km感溫光纖1，實時連續(xù)檢測感溫光纖1的溫度，即可測隧道長度不得超過10km。

圖4示出遠程監(jiān)控計算機3的運行主界面，所述遠程監(jiān)控計算機3位于監(jiān)控室內(nèi)，包括顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤、報警燈、喇叭和計算機，與測溫主機5網(wǎng)絡(luò)連接，同時接受和處理來自不同隧道的多臺測溫主機5的溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)。顯示器顯示當(dāng)前各隧道的實時溫度數(shù)據(jù)和報警信息，計算機用于處理與多臺測溫主機的連接和數(shù)據(jù)通信，當(dāng)識別到報警信息時，控制報警燈閃爍、喇叭播放報警信息、顯示器顯示當(dāng)前報警的位置信息，警示隧道管理人員隧道的溫度異常，及時排查，防止事故發(fā)生或惡化。

如圖4所示，所述遠程監(jiān)控計算機在處理隧道溫度數(shù)據(jù)時，設(shè)置50米為一個溫度監(jiān)測報警分區(qū)，即250個光纖測溫數(shù)據(jù)取最大值作為溫度監(jiān)測報警分區(qū)的溫度值，顯示在遠程監(jiān)控計算機的顯示器上。溫度監(jiān)測報警分區(qū)設(shè)置多級高溫報警、溫升速率報警和溫升趨勢報警三種報警方式，可在火災(zāi)發(fā)生前早期預(yù)警。

本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于：采用分布式光纖傳感技術(shù)測量高速公路隧道溫度，測溫數(shù)據(jù)連續(xù)，溫度異常點定位準(zhǔn)確，配置恒溫槽實時校準(zhǔn)測量溫度數(shù)據(jù)，測溫主機與遠程監(jiān)控計算機采用網(wǎng)絡(luò)連接，遠程監(jiān)控計算機可同時監(jiān)控多臺測溫主機，同時接收多臺測溫主機的溫度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高速公路多隧道的集中監(jiān)控和管理。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。