技术与应用
TECHNOLOGY AND APPLICATION
◎张扬
随着我国铁路大建设的开始，高速铁路的发展规模逐步加快，动车组列车的数量也越来越多，随之而来的各种火灾事故频发。由于动车组列车的价格十分昂贵，而目前与之匹配的消防设施却还不够完善，所以对火灾处置能力有限，不能在第一时间控制火情，一旦存放场地发生火灾，就会带来了巨大的经济损失。所以在存车场设置一个有效的火灾监测是十分必要的，这也是保护国家财产人民生命安全的必然选择。基于以上，并根据《铁路工程设计防火规范》TB10008-2016要求：动车段（所）、客车技术整备所（客技站）、旅客列车检修所，客车集中存放场所应设置视频安防监控系统（具备火灾探测报警功能）和消防广播系统。
但是如何设置火灾自动报警系统是我们需要探讨的。
分为红外探测、图像型探测两大类。
大空间火灾探测技术分析
红外探测技术
红外火焰探测器是继感温、感烟探测器后，较晚出现的一种火灾探测器。
由于其感应火焰辐射电磁波，因而具有
响应速度快、探测范围广、抗干扰能力
较强等优点，火焰探测器属于感光探测
器。常见的有双波长、三波长红外火焰
探测器，由于氧化物燃烧的火焰所发射
的光谱具有一定的特性。火焰探测器通
过传感器采集火焰燃烧所发射的特定光
谱，分析辐射强度和闪烁频率是否符合
火焰特征，判断火灾是否发生。
市面上主流的双波长火焰探测器通
常检验红外辐射 （4.2-4.6μm）和紫外辐
射 （0.185-0.26μm）中的一二种进行判
断；或选用3个极窄红外波段作为检验波
段，即位于4.3μm附近的峰值辐射波段及
其两侧2.8μm和4.6μm二个红外波段波谷
值，用以确定4.3μm峰值的存在，从而增
强火焰判断的准确性。
三波长红外火焰探测器是由左眼
和右眼两个检测回路联合组成，左眼与
右眼的工作原理相同。左／右眼检测回
路由三个检测通道组成，通道A工作谱
歌手平安带为4.0-4.6μm，通道 B工作谱带为5.1-
6.0μm，通道C工作谱带为0.7-1.1μm。
假如我是科学家通道 A是火灾探测通道，为主通道；通道
B、C 是监视通道，为辅助通道，用于探
测干扰源的红外辐射和日光辐射。
图像探测技术
近年来，随着视频监视设备的普及
和视频图像处理技术的发展，研究者们
将目光转向了图像火焰检测 (Video Fire
Detection, VFD)。图像型火灾探测属于
数字信息处理技术。前端摄像机采集图
像，将视频图像信息输入嵌入式处理单
元或计算机，通过数字信号处理模块进
行运算处理，根据火焰的形状、面积、
频域、背景模糊、湍流特性、纹理等来
识别烟雾，判断出火灾并报警。
目前国内外对火焰检测技术展开了
积极的研究和开发，也有一些成型的系
统，如美国 axonx 开发的 SigniFire 系列
产品。目前市场上主流的图像探测技术
主要分为以下四种：
1.前端相机方式，将火灾检测功能
集成到相机内；
2.前端视频服务器方式，将火灾检
测功能集成到视频服务器中；
3.后端视频服务器方式，多路视频
回传到后端的服务器，由后端的服务器
统一进行检测处理；
4.点型火焰探测器加相机方式，在
火焰探测器的旁边加1个监视相机。具体
的检测功能又区分单火焰探测、单烟雾
探测和火焰烟雾综合探测。
图像探测技术应用
在合肥南铁路存车场中设置火灾自
动报警系统，采用图像探测技术，火灾
自动报警系统由安装在被保护现场的光
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谱基线分析图像火灾探测器、探测器控制箱和安装于控制室内控制柜上的火灾探测器主机、光端机、硬盘录像机、集线器、显示器、琴台、键盘、摇杆以及火灾报警控制器和不间断电源组成。
图像火灾探测器安装于存车场灯
具惠善资料桥上，采用背对背安装，负责被保护现场的火灾判断和视频采集；探测器控制箱负责为探测器供电，同时显示探测器的各种状态，如正常、通讯、火警、故障等；光端机用于远距离传输；硬盘录像机负责视频画面的录像、查询、追踪等； 火灾探测器主机负责火灾的控制以及整个系统的管理；琴台为整个系统的操作台；集线器负责整个系统的通讯，实现探测器控制箱、主机和火灾报警控制器之间各种状态信息和报警信息的传达；不间断电源为整个系统供电。
通过以上方式，运用图像探测技
术，能有效的对铁路存车场火灾进行探测，对保护人民财产起重要作用
未来新技术的展望
火灾自动报警系统设置展望王小丫简历
我国铁路行业现阶段存车场火焰
探测技术均采用灯桥、投光灯、路灯设置探测器的方式，由于存车场面积过大，且车辆停放时，动车与动车间，车辆轮轨下，车辆内部均存在探测盲区，若火焰从以上三个部分开始燃烧，待火焰探测器探测后再实施灭火，经济损失较大。
针对以上盲区，对铁路存车场
火灾自动报警系统提出一种设想：将原有的灯桥设置探测器方式改为
“天”“地”“内”设置，具体实施设想如下，“天”即指在整个场区正上方设置一个图像型火灾探头，此探头可以设置于无人机上，通过对整个场区进行俯拍，可以到任何车辆间的火点；“地”即指在轨道下设置探测器，对轨道下可能发生的火点进行监测；“内”即指将存车场火灾自动报警系统与车辆自身火灾自动报警系统进行无线互联，当车辆内发生火灾时，将报警信号通过无线传输至存车场火灾自动报警系统主机进行报警。通过以上展望，即可对室外铁路存车场进行全方位火灾监控。探测器免疫技术的展望
图像型探测器除了设置位置正确后
还需保证其较低的误判率，以此我们提出免疫技术概念：
1.阳光免疫，火焰探测器的阳光免
疫功能，即对阳光或灯光所产生的紫外红外光线具有滤除功能，有效的防止了阳光对火焰探测器所产生的影响。
目前，国外火焰探测产品，只能
应用于管道或黑暗环境中，主要是因为其无法解决阳光光线的干扰，即在阳光下无法区分其红外传感器接收到的红外光谱来源，或者无法探测到火焰，或者一直处于报警状态。具有阳光免疫功能的火焰探测器使得室外安装和应用成为可能。
火焰探测器可以安装阳光全波段光
谱传感器，实时采集周围光线变化，对照程序内置阳光光谱基线，滤除阳光光线干扰，保证对细微火焰探测的精度。
2.热源体免疫，火焰探测器的红外
热源免疫功能，即对热源体，例如人体所产生的红外光线具有滤除功能，有效的防止了热源体对火焰探测器所产生的影响。
火焰探测器安装红外热源传感器，
实时采集周围红外热源变化，对照程序内置光谱基线，滤除热源体干扰，保证了对细微火焰探测的精度。
当火焰探测器增加了对红外热源
大清朝皇帝列表体的免疫功能后，具有了更强的抗干扰性，应用环境进一步放宽。
3.闪电免疫，火焰探测器的闪电免
疫功能，即对闪电或灯光所产生的紫外红外光线具有滤除功能，有效的防止了闪电对火焰探测器所产生的影响。
火焰探测器安装闪电传感器，实时
乐天旗下品牌采集周围光线变化，测定闪电的发生，滤除闪电光线干扰，保证了其不受到闪
电的干扰而引起的误报警。
（作者单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司）
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