摘要地鐵車輛段設有運用庫、檢修車庫、聯合車庫、物資庫等建筑設施，大多采用上蓋建筑結構，結構復雜，承擔著為地鐵車輛停放、檢修、維護保養提供場所以及存放備件物資的重要作用。車庫、倉庫一旦發生火災，撲救相當困難，甚至會造成重大的人員傷亡和財產損失，因此在火災初期及時、準確地進行火災探測顯得尤為重要。本文通過對車輛段建筑物特點介紹和對目前車輛段普遍使用的探測器進行分析，提出目前使用的探測器的不足，并探討采用圖像型火災探測器的優越性。

　　1. 前言

　　隨著我國城市建設的發展，城市軌道交通建設正在如火如荼的進行。車輛段作為地鐵車輛的維修保養基地，其建設也尤為重要。地鐵車輛段除了綜合辦公樓外，還有一部分重要的建筑設施，即運用庫、檢修庫、聯合車庫、物資庫等各類庫房。其中運用庫、檢修庫、聯合車庫等是地鐵列車存放、檢修、維護保養的場所，物資庫則是存放備品備件、物資材料的場所。這些建筑設施都有著十分重要的作用，它們的建筑結構、功能決定了一旦內部發生火災，撲救將極為困難，而且容易造成重大的財產損失和人員傷亡。因此，如何根據這些建筑設施的特點，選擇合適的火災探測器，在火災初期及時進行報警和確認是一項重要內容。

　　2. 地鐵車輛段建筑設施的特點

　　地鐵車輛段內的主要建筑有綜合辦公樓、物資庫、運用庫、檢修庫、變電所及其他配套建筑。其中，運用庫、檢修庫、物資庫等頂部多采用網架結構。運用庫、檢修庫等車庫的主要特點是建筑面積大，庫內股道多，屬于不封閉的高大空間建筑。而物資庫除建筑面積大外，還存放各種貨架，可移動空間狹小。相對于車輛段內的其他建筑，這些庫房的建筑結構相對復雜、存放的設備十分重要，且一旦發生火災，蔓延速度快。這些特點都要求能對火災進行早期發現，早期確認。

　　3. 目前地鐵車輛段建筑設施常用的探測器及其缺點

　　火災探測器是火災報警系統的外圍設備，用來采集和反饋火警信號給火災報警系統，從而實現自動報警的功能。由于地鐵車輛段相關建筑設施具有上述特點，普通的煙感探測器的性能和保護范圍難以實現對其進行火災探測和報警，因而目前國內的地鐵車輛段大多采用紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器來實現對早期火災的探測和報警功能。

　　1) 紅外光束感煙探測器

　　紅外光束感煙探測器一般由發射器和接收器兩部分組成，主要應用于大型開闊的保護區域，車輛段的車庫、物資庫就屬于這類區域。紅外光束感煙探測器的工作原理是由對射式探測器的發射器發射一束紅外線光束到接收器，接收器檢測光束的強度，當發生火災時，發射器與接收器之間的紅外光束被煙霧遮擋，導致發送到接收器的光束強度衰減，從而產生報警。紅外對射探測器雖然解決了普通煙感無法探測高大空間初期火災的問題，但是它在實際的應用中，仍存在不少缺點和無法克服的弊端。第一，容易產生誤報和故障。紅外探測器的安裝場所、工作原理決定了它容易受到天氣、水汽、灰塵、陽光光線的干擾以及空間中移動的物體影響。如在雨天和霧天時，發射器與接收器之間的紅外光束被水汽或者霧氣遮擋，發生誤報警，而在廣州等地春夏季時有較長時間的雨霧天氣，所以紅外探測器存在較多的誤報警;又如因為安裝支架、墻體發生輕微形變或者受車庫中行車振動的影響造成光束偏移，接受光束強度銳減產生故障，需要重新校正。第二，發現火情晚、報警靈敏度不高。紅外探測器為了保證其探測功能的實現，要求發射器與接收器之間沒有物品遮擋，因此在車庫或倉庫，為了不被列車、貨架、貨物等遮擋，紅外探測器都需安裝在接近天花的位置，離地高度達八米及以上。在這種情況下，火災時煙霧到達探測器探測區域需要的時間長，且過程中容易稀釋飄散，造成報警時間晚。第三，系統維護困難。進行紅外探測器維護時，普通鋁合金梯無法到達安裝高度，需使用腳手架或者垂直升降梯等設備，但又受到地面軌道、地上高大貨架等的制約可能無足夠空間擺放升降設備，導致系統維護困難。

　　2) 吸氣式空氣采樣探測器

　　吸氣式空氣采樣探測器由探測器和采樣管網組成，安裝在庫房的天花或墻面上。這些管道每根管子上面每隔幾米就均勻分布著采樣孔，探測器中的吸氣泵通過這些采樣孔把被保護區內的空氣樣品、煙霧吸入管道，由管道傳送到探測器內部的探測腔。探測腔利用激光光源照射空氣樣本，使其中的煙霧粒子所造成的散射光被陣列式接收器接收，接收后經過光電轉換把電信號送到控制電路，信號經過處理后轉換為煙霧濃度及其報警等級，在符合條件的時候發出報警信號。吸氣式空氣采樣探測器雖然不像紅外光束感煙探測器一樣容易受到天氣的影響和要求對射的空間無物體遮擋，但也具有不能第一時間采集空氣樣本，發現火情晚的缺點。另外，采樣管路容易被帶有油污的灰塵堵塞，需要不定期的清洗管路、更換過濾器和濾芯，維護成本較高。

　　4. 圖像型火災探測器介紹及其適用性

　　1) 圖像型火災探測器

　　圖像型火災探測系統是一種基于視頻監控的火災圖像識別系統，利用圖像型火災探測器對現場進行監控，對火災信號進行采集、識別、分析，最終實現對火災進行報警。圖像型火災探測器是一種新型的探測器，除了和普通探測器一樣具有煙霧探測的功能外，還有火焰探測的功能，同時還可以對保護區域進行視頻監控，具有火災探測和視頻監控的雙重功能。圖像型火災探測器通過視頻監控的方式對早期火災煙霧、火焰的探測，把采集到的視頻信號通過內置的處理器轉換成圖像格式，并對圖像進行處理和分析，即對火災，主要是煙霧和火焰的熱、色、形、光譜及運動特性進行研究來判斷是否發生火災;另一方面通過光纖把視頻信號傳送到光纖交換機，利用網線最終把信號傳送到智能圖像火災報警管理系統平臺。當探測器探測到火災后，可通過監視模塊把報警信號傳送給處于消防控制室的火災自動報警系統主機，報警主機接收到報警信息后啟動相應的火災模式。智能圖像火災報警管理系統平臺平時可對被保護區進行視頻監視并通過硬盤記錄被保護區的視頻信息，而在接收到探測器的火警信號時，可以發出聲光報警，自動彈出火災現場實時視頻畫面便于值班人員進行確認。另外，也可單獨設立一個視頻監控平臺，由探測器通過視頻線把視頻信號傳送給視頻監控平臺，實現對被保護區的視頻監視和視頻文件記錄。

　　2) 圖像型火災探測器的優點

　　與傳統的紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器相比，圖像型火災探測器具有以下優點。第一，抗干擾能力強，誤報率低。相對于紅外光束感煙探測器在雨霧天氣時容易產生誤報的缺點，圖像型火災探測器采用的是圖像處理的分析方式，對采集到的不同時間和空間的成像進行分析判斷，能夠分辨干擾源和真實火災，實現準確報警的功能。因此，該探測器基本不受天氣、霧氣等影響而產生誤報。第二，靈敏度高，報警速度快。紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器安裝位置比較高，要等煙霧上升到遮住光束或被采樣管吸入才能判斷是否有火警，而圖像型探測器在煙霧從地面上升不到兩米時就能發出報警。如果產生火焰的話，圖像型火災探測器則幾秒后就能發出報警，報警速度遠遠快于紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器。第三，系統維護方便。紅外光束感煙探測器需用大型提升設備將維護人員提升到探測器位置才能進行維護，而吸氣式空氣采樣探測器則要經常清洗管路。與其相比，圖像型火災探測器基本上一年只需維護一次即可，不需大型提升設備將維護人員提升到探測器位置進行維護，而是直接用水槍清洗玻璃視窗。

　　除此之外，圖像型探測器與傳統探測器相比，還需有以下兩個優越性。第一，集成程度高。與普通探測器不同，圖像型火災探測器不僅能夠進行信號采集，還能自身完成對這些信號的分析、處理;不僅能夠探測火災初期的煙霧、火焰信號，還能對探測區域進行視頻監視，而一般的探測器則不能對保護區域進行視頻監視，且有些探測器內置的處理器，不能靠自身來完成信號的處理、分析，而需要將信號返回給火災自動報警主機來完成處理、分析。第二，可視化報警。與普通的探測器報警時只能彈出報警的探測器周圍的平面圖不同，圖像型火災探測器發出報警信號后，能在智能圖像火災報警管理系統平臺上彈出火災現場實時的視頻畫面，同時標識出火災具體位置。

　　3) 圖像型火災探測器在車輛段的適用性

　　圖像型火災探測器的優點使得其適合在地鐵車輛段運用庫、檢修庫和物資庫中使用。以地鐵車輛段運用庫為例，可在運用庫兩條軌道之間的區域從車庫頂棚網架結構的主梁兩端各安裝支架來固定一對探測器，也可在運用庫的兩端墻壁上直接安裝一對探測器。兩臺探測器向中間對射，同時調整角度，保證能充分監測到預定的保護范圍且無盲區。圖像型火災探測器對運用庫、檢修庫和物資庫具有很強的適用性，表現在：第一，這些建筑物是不封閉的，安裝在里面的探測器容易受到天氣的影響產生誤報，而圖像型火災探測器則不受雨水、霧氣的干擾，適用性強。第二，車庫和物資庫高度一般都在八米以上，采用普通的探測器，則煙霧上升到探測區域需要很長時間，難以及時報警。而圖像型火災探測器則可以迅速報警。第三，車庫內股道多，物資庫內則堆放各種貨架，難以有空間擺放大型升降設備，采用紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器則人員難以對其進行維護。而采用圖像型探測器則不同，不需要通過大型升降設備提升到探測器的高度，而是在近地面使用水槍則可以進行維護清洗。第四，運用庫、檢修庫、物資庫等面積較大，使用平面圖難以確認其報警的區域，而采用圖形型探測器則可以直接觀測到報警區域的實時視頻，便于人員迅速確認。

　　　　摘要地鐵車輛段設有運用庫、檢修車庫、聯合車庫、物資庫等建筑設施，大多采用上蓋建筑結構，結構復雜，承擔著為地鐵車輛停放、檢修、維護保養提供場所以及存放備件物資的重要作用。車庫、倉庫一旦發生火災，撲救相當困難，甚至會造成重大的人員傷亡和財產損失，因此在火災初期及時、準確地進行火災探測顯得尤為重要。本文通過對車輛段建筑物特點介紹和對目前車輛段普遍使用的探測器進行分析，提出目前使用的探測器的不足，并探討采用圖像型火災探測器的優越性。

　　1. 前言

　　隨著我國城市建設的發展，城市軌道交通建設正在如火如荼的進行。車輛段作為地鐵車輛的維修保養基地，其建設也尤為重要。地鐵車輛段除了綜合辦公樓外，還有一部分重要的建筑設施，即運用庫、檢修庫、聯合車庫、物資庫等各類庫房。其中運用庫、檢修庫、聯合車庫等是地鐵列車存放、檢修、維護保養的場所，物資庫則是存放備品備件、物資材料的場所。這些建筑設施都有著十分重要的作用，它們的建筑結構、功能決定了一旦內部發生火災，撲救將極為困難，而且容易造成重大的財產損失和人員傷亡。因此，如何根據這些建筑設施的特點，選擇合適的火災探測器，在火災初期及時進行報警和確認是一項重要內容。

　　2. 地鐵車輛段建筑設施的特點

　　地鐵車輛段內的主要建筑有綜合辦公樓、物資庫、運用庫、檢修庫、變電所及其他配套建筑。其中，運用庫、檢修庫、物資庫等頂部多采用網架結構。運用庫、檢修庫等車庫的主要特點是建筑面積大，庫內股道多，屬于不封閉的高大空間建筑。而物資庫除建筑面積大外，還存放各種貨架，可移動空間狹小。相對于車輛段內的其他建筑，這些庫房的建筑結構相對復雜、存放的設備十分重要，且一旦發生火災，蔓延速度快。這些特點都要求能對火災進行早期發現，早期確認。

　　3. 目前地鐵車輛段建筑設施常用的探測器及其缺點

　　火災探測器是火災報警系統的外圍設備，用來采集和反饋火警信號給火災報警系統，從而實現自動報警的功能。由于地鐵車輛段相關建筑設施具有上述特點，普通的煙感探測器的性能和保護范圍難以實現對其進行火災探測和報警，因而目前國內的地鐵車輛段大多采用紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器來實現對早期火災的探測和報警功能。

　　1) 紅外光束感煙探測器

　　紅外光束感煙探測器一般由發射器和接收器兩部分組成，主要應用于大型開闊的保護區域，車輛段的車庫、物資庫就屬于這類區域。紅外光束感煙探測器的工作原理是由對射式探測器的發射器發射一束紅外線光束到接收器，接收器檢測光束的強度，當發生火災時，發射器與接收器之間的紅外光束被煙霧遮擋，導致發送到接收器的光束強度衰減，從而產生報警。紅外對射探測器雖然解決了普通煙感無法探測高大空間初期火災的問題，但是它在實際的應用中，仍存在不少缺點和無法克服的弊端。第一，容易產生誤報和故障。紅外探測器的安裝場所、工作原理決定了它容易受到天氣、水汽、灰塵、陽光光線的干擾以及空間中移動的物體影響。如在雨天和霧天時，發射器與接收器之間的紅外光束被水汽或者霧氣遮擋，發生誤報警，而在廣州等地春夏季時有較長時間的雨霧天氣，所以紅外探測器存在較多的誤報警;又如因為安裝支架、墻體發生輕微形變或者受車庫中行車振動的影響造成光束偏移，接受光束強度銳減產生故障，需要重新校正。第二，發現火情晚、報警靈敏度不高。紅外探測器為了保證其探測功能的實現，要求發射器與接收器之間沒有物品遮擋，因此在車庫或倉庫，為了不被列車、貨架、貨物等遮擋，紅外探測器都需安裝在接近天花的位置，離地高度達八米及以上。在這種情況下，火災時煙霧到達探測器探測區域需要的時間長，且過程中容易稀釋飄散，造成報警時間晚。第三，系統維護困難。進行紅外探測器維護時，普通鋁合金梯無法到達安裝高度，需使用腳手架或者垂直升降梯等設備，但又受到地面軌道、地上高大貨架等的制約可能無足夠空間擺放升降設備，導致系統維護困難。

　　2) 吸氣式空氣采樣探測器

　　吸氣式空氣采樣探測器由探測器和采樣管網組成，安裝在庫房的天花或墻面上。這些管道每根管子上面每隔幾米就均勻分布著采樣孔，探測器中的吸氣泵通過這些采樣孔把被保護區內的空氣樣品、煙霧吸入管道，由管道傳送到探測器內部的探測腔。探測腔利用激光光源照射空氣樣本，使其中的煙霧粒子所造成的散射光被陣列式接收器接收，接收后經過光電轉換把電信號送到控制電路，信號經過處理后轉換為煙霧濃度及其報警等級，在符合條件的時候發出報警信號。吸氣式空氣采樣探測器雖然不像紅外光束感煙探測器一樣容易受到天氣的影響和要求對射的空間無物體遮擋，但也具有不能第一時間采集空氣樣本，發現火情晚的缺點。另外，采樣管路容易被帶有油污的灰塵堵塞，需要不定期的清洗管路、更換過濾器和濾芯，維護成本較高。

　　4. 圖像型火災探測器介紹及其適用性

　　1) 圖像型火災探測器

　　圖像型火災探測系統是一種基于視頻監控的火災圖像識別系統，利用圖像型火災探測器對現場進行監控，對火災信號進行采集、識別、分析，最終實現對火災進行報警。圖像型火災探測器是一種新型的探測器，除了和普通探測器一樣具有煙霧探測的功能外，還有火焰探測的功能，同時還可以對保護區域進行視頻監控，具有火災探測和視頻監控的雙重功能。圖像型火災探測器通過視頻監控的方式對早期火災煙霧、火焰的探測，把采集到的視頻信號通過內置的處理器轉換成圖像格式，并對圖像進行處理和分析，即對火災，主要是煙霧和火焰的熱、色、形、光譜及運動特性進行研究來判斷是否發生火災;另一方面通過光纖把視頻信號傳送到光纖交換機，利用網線最終把信號傳送到智能圖像火災報警管理系統平臺。當探測器探測到火災后，可通過監視模塊把報警信號傳送給處于消防控制室的火災自動報警系統主機，報警主機接收到報警信息后啟動相應的火災模式。智能圖像火災報警管理系統平臺平時可對被保護區進行視頻監視并通過硬盤記錄被保護區的視頻信息，而在接收到探測器的火警信號時，可以發出聲光報警，自動彈出火災現場實時視頻畫面便于值班人員進行確認。另外，也可單獨設立一個視頻監控平臺，由探測器通過視頻線把視頻信號傳送給視頻監控平臺，實現對被保護區的視頻監視和視頻文件記錄。

　　2) 圖像型火災探測器的優點

　　與傳統的紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器相比，圖像型火災探測器具有以下優點。第一，抗干擾能力強，誤報率低。相對于紅外光束感煙探測器在雨霧天氣時容易產生誤報的缺點，圖像型火災探測器采用的是圖像處理的分析方式，對采集到的不同時間和空間的成像進行分析判斷，能夠分辨干擾源和真實火災，實現準確報警的功能。因此，該探測器基本不受天氣、霧氣等影響而產生誤報。第二，靈敏度高，報警速度快。紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器安裝位置比較高，要等煙霧上升到遮住光束或被采樣管吸入才能判斷是否有火警，而圖像型探測器在煙霧從地面上升不到兩米時就能發出報警。如果產生火焰的話，圖像型火災探測器則幾秒后就能發出報警，報警速度遠遠快于紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器。第三，系統維護方便。紅外光束感煙探測器需用大型提升設備將維護人員提升到探測器位置才能進行維護，而吸氣式空氣采樣探測器則要經常清洗管路。與其相比，圖像型火災探測器基本上一年只需維護一次即可，不需大型提升設備將維護人員提升到探測器位置進行維護，而是直接用水槍清洗玻璃視窗。

　　除此之外，圖像型探測器與傳統探測器相比，還需有以下兩個優越性。第一，集成程度高。與普通探測器不同，圖像型火災探測器不僅能夠進行信號采集，還能自身完成對這些信號的分析、處理;不僅能夠探測火災初期的煙霧、火焰信號，還能對探測區域進行視頻監視，而一般的探測器則不能對保護區域進行視頻監視，且有些探測器內置的處理器，不能靠自身來完成信號的處理、分析，而需要將信號返回給火災自動報警主機來完成處理、分析。第二，可視化報警。與普通的探測器報警時只能彈出報警的探測器周圍的平面圖不同，圖像型火災探測器發出報警信號后，能在智能圖像火災報警管理系統平臺上彈出火災現場實時的視頻畫面，同時標識出火災具體位置。

　　3) 圖像型火災探測器在車輛段的適用性

　　圖像型火災探測器的優點使得其適合在地鐵車輛段運用庫、檢修庫和物資庫中使用。以地鐵車輛段運用庫為例，可在運用庫兩條軌道之間的區域從車庫頂棚網架結構的主梁兩端各安裝支架來固定一對探測器，也可在運用庫的兩端墻壁上直接安裝一對探測器。兩臺探測器向中間對射，同時調整角度，保證能充分監測到預定的保護范圍且無盲區。圖像型火災探測器對運用庫、檢修庫和物資庫具有很強的適用性，表現在：第一，這些建筑物是不封閉的，安裝在里面的探測器容易受到天氣的影響產生誤報，而圖像型火災探測器則不受雨水、霧氣的干擾，適用性強。第二，車庫和物資庫高度一般都在八米以上，采用普通的探測器，則煙霧上升到探測區域需要很長時間，難以及時報警。而圖像型火災探測器則可以迅速報警。第三，車庫內股道多，物資庫內則堆放各種貨架，難以有空間擺放大型升降設備，采用紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器則人員難以對其進行維護。而采用圖像型探測器則不同，不需要通過大型升降設備提升到探測器的高度，而是在近地面使用水槍則可以進行維護清洗。第四，運用庫、檢修庫、物資庫等面積較大，使用平面圖難以確認其報警的區域，而采用圖形型探測器則可以直接觀測到報警區域的實時視頻，便于人員迅速確認。

　　5. 小結

　　綜上所述，圖像型火災探測器通過監視保護區域的視頻圖像，再經過內置處理器的分析、識別視頻圖像中的火焰、煙霧，從而來判斷是否發生火警并把報警系統發送到火災自動報警系統主機和在智能圖像火災報警管理系統平臺中顯示報警區域視頻。圖像型火災探測器與傳統的紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器相比，具有高集成度、抗干擾性強、受天氣影響小、誤報率低、靈敏度高、報警速度快、可視化報警和維護方便等優點，因此更適用于地鐵車輛段運用庫、檢修車庫、聯合車庫、物資庫等建筑設施。

　　綜上所述，圖像型火災探測器通過監視保護區域的視頻圖像，再經過內置處理器的分析、識別視頻圖像中的火焰、煙霧，從而來判斷是否發生火警并把報警系統發送到火災自動報警系統主機和在智能圖像火災報警管理系統平臺中顯示報警區域視頻。圖像型火災探測器與傳統的紅外光束感煙探測器和吸氣式空氣采樣探測器相比，具有高集成度、抗干擾性強、受天氣影響小、誤報率低、靈敏度高、報警速度快、可視化報警和維護方便等優點，因此更適用于地鐵車輛段運用庫、檢修車庫、聯合車庫、物資庫等建筑設施。