[发明专利]一种单隧道车载动力多运动体火灾缩尺寸实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及长大地铁隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，特别涉及一种单隧道车载动力多运动体火灾缩尺寸实验系统。

背景技术

随着我国高铁地铁等技术的日渐成熟，在建及新投入使用的隧道规模也逐年增加，据统计，隧道发生火灾频率约为2次/10⁸·车·千米，长大隧道一旦发生火灾对人员的安全和隧道结构的安全威胁是巨大的。近年来，地铁隧道迎来了建设的高峰期，在建及新投入使用的隧道规模呈现逐年增加的趋势，据预计到2020年，全国地铁总里程将达到6000公里，投资达到4万亿。在线路运行高峰时段，通常地铁运行间隔约2分钟，按照地铁列车设计时速100km/h计算，前后两列车的追踪距离为3.3km，所以目前已经投入使用的重庆地铁1号线中梁山隧道(全长4.33km)、正在建设中的青岛—海阳城际(蓝色硅谷段)崂山地铁隧道(全长4.58km)、及正在规划中的青岛地铁1号线过海隧道(全长6.2km)，隧道内均会同时存在同方向行驶的两列车。随着地铁隧道的长大化，火灾发生后起火列车往往会被迫减速直至停车，列车滞留在隧道内进行紧急疏散。火灾通常由于以下三种情况造成的：1)火灾发生时通常会切断行车系统供电使列车失去动力；2)驱动电机故障也会使列车失去动力；3)乘客启动紧急制动系统或人为破坏致使列车迫停。

在长大地铁隧道运行高峰期，单隧道内会同时存在同方向高速行驶的两列车，这时隧道内列车如果发生火灾有以下四种情况(图7)。

以前车尾部发生火灾事故为例，前车发生火灾继续向前行驶时，会在列车尾部形成一个高温的烟气区；在前车失去动力后被迫停车的过程中，高温的烟气会随着活塞风继续向前流动，淹没整列车，并会继续向前流动一段距离。前车着火后，后车也必须被迫停在隧道内进行疏散，后车会根据区间信号或线路调度的指示迟于前车停车，后车行车产生的活塞风必然会对发生火灾前车的烟气流动产生影响。同理，后车发生火灾，前车的运动状态必然会对后车的烟气流动产生影响。因此有必要研究列车发生火灾后，起火列车减速停车以及非起火列车的运动状态下整个动态过程的活塞风规律、火灾燃烧特性、烟气蔓延特性、临界抑制风速、热释放速率等相关机理。

现有的隧道火灾缩尺寸实验系统大都只适用于研究公路隧道，或者研究地铁、铁路隧道列车静止状态时的火灾特性研究，不能反映如今越来越多的长大地铁隧道多列车同时在隧道中运行时候的起火情况。而且这种实验系统的长度通常是固定的，只能反映某一具体长度的隧道发生火灾的情形。这种实验装置一般包括缩尺寸隧道模型，列车模型，燃烧器，通风系统，测温系统，风速测试系统及数据采集系统等几部分。而随着隧道的逐渐长大化，运动的列车起火情况急需研究，尤其当多列车同时运行在同一隧道当中，某一列车从发生火灾到减速停车以及非起火列车运动情况对烟气的动态影响过程目前几乎没有相关研究。可见，迫切需要建立能够用于长大地铁隧道的多运动体火灾燃烧特性和烟气扩散特性的实验系统，且如何保证火源在运动状态下的安全、稳定是亟待解决的实际问题。而且如何将实验系统设计模块化，从而在一个实验系统上模拟研究不同长度的地铁隧道火灾情形，如何更好地控制列车的运动状态也是一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种单隧道车载动力多运动体火灾缩尺寸实验系统，克服现有技术中长大地铁隧道多列车同时在隧道中运行时候的起火情况的问题。

本发明采用的技术方案是：一种单隧道车载动力多运动体火灾缩尺寸实验系统，包括隧道主体，设置于隧道主体上的压力测试系统、温度测试系统、烟气分析系统和活塞风速测试系统，列车模型以及设置于列车模型中的燃烧器，所述隧道主体和列车模型由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型为两至多个，列车模型内部设置有车载电机，通过遥控控制速度控制电机启停及运转速度。

所述隧道主体包括耐高温隧道主体标准段、耐高温火焰观察窗，所述标准段之间采用法兰连接，连接好的隧道主体放置在隧道主体支架上。

列车模型顶部设置有燃烧器槽位和燃烧器盖板，位于列车模型的车头，车尾和车中位置。

所述燃烧器包括燃烧盘，燃烧盘的尺寸与列车模型的燃烧器槽位的尺寸对应，燃烧盘内分隔成多个小格。

所述隧道耐高温火焰观察窗外，设置有两至多台高清数码摄像机。