Инновационная система выявления очагов возгорания в закрытых помещениях: метро, туннели, паркинги

Page 1

Page 2

Введение

татистика чрезвычайных ситуаций в тон-
нелях показывает, что тоннели являются
объектами повышенного риска. Особую
опасность на подземных объектах мега-
полисов представляют пожары. Они со-
провождаются быстрым ростом темпе-

ратуры, выделением газовоздушных смесей, по-
терей видимости. Обрушение конструкций и бло-
кирование  путей  из  подземных  сооружений
может препятствовать эвакуации людей и ав-
тотранспортных средств, а также эффективной
работе  специальных  подразделений.  Совер-
шенствование системы безопасности подзем-
ной  инфраструктуры  города  направлено  на
снижение риска возникновения техногенных ка-
тастроф и пожаров, которые могут привести к
массовой гибели людей, выходу из строя систем
жизнеобеспечения  и  транспортных  коммуни-
каций города. Повышенная опасность и труд-
ности эвакуации людей из городских подземных

транспортных систем и объектов метрополите-
на требуют наличия противопожарных систем,
которые должны обладать высоким быстро-
действием, высокой эффективностью и без-
опасностью для пассажиров, обслуживающего
персонала и окружающей среды.

Пожар в объединенной сети тоннелей метрополитена,
в котором суточный пассажиропоток достигает 40% на-
селения города, может привести к катастрофическим
последствиям: от остановки поезда в тоннеле и эва-
куации его пассажиров до транспортного коллапса ме-
гаполиса.

Также важнейшей задачей обеспечения устой-
чивого  функционирования  и  развития  мега-
полиса является повышение противопожарной
защиты  коммуникационных  коллекторов.
В коллекторах размещаются такие важные для
системы жизнеобеспечения города коммуни-
кации,  как  силовые  электрические  кабели,
кабели систем связи и телекоммуникаций.

актуально

— круглый стол —

доклад

В каждом современном мегаполисе существует развитая подземная

инфраструктура, включающая объекты транспорта (метрополитен,

протяженные автотранспортные тоннели), коммуникационные

коллекторы, подземные автостоянки, торгово-развлекательные

комплексы.

w w w.kabel-news.r u

/ и ю н ь - и ю л ь 2 0 1 0 /

«КАБЕЛЬ-news»

Инновационная система

обнаружения пожаров

в тоннелях, метро

и на паркингах

Автор —

Якунин А.В.,

руководитель отдела

телемеханики

ООО «СистеК

62-67.QXD:76-79Wom1.QXD 7.22.10 22:47 Page 62

Page 3

доклад

— круглый стол —

актуально

Опыт эксплуатации автотранспортных тоннелей, осо-
бенно расположенных в пределах города, указывает на
высокую вероятность аварий и дорожно-транспортных
происшествий, сопровождающихся пожарами. Веро-
ятность пожара на транспортном средстве считается
наиболее опасной из всех видов опасности в тоннеле.
По данным статистических исследований, ДТП в тон-
нелях в 1,4 раза чаще приводят к пожарам, чем на ско-
ростном шоссе.

Необходимо отметить, что возгорания в ком-
муникационных коллекторах происходят еже-
годно,  при  этом  общая  протяженность  кол-
лекторов в г. Москве составляет почти 700 км
и продолжает увеличиваться. Поэтому особенно
актуальным  является  применение  системы,
способной  в  максимально  короткий  срок  вы-
явить  пожар,  проинформировать  диспетчера
и пожарную команду о его характеристиках (ве-
личина, направление распространения) и при-
нять меры по его скорейшему предотвращению.
Анализ показал, что в качестве таких систем
могут быть использованы системы на базе конт-
роллеров серии OTS, производства компании
LIOS  Technology  GmbH.  Требования,  предъ-
являемые к оборудованию обнаружения пожара
в тоннелях, метро и на паркингах, мотивиро-
вали  нас  создать  интеллектуальную,  макси-
мально надежную и эффективную систему, ори-
ентированную  на  индивидуальные  требова-
ния Заказчика.
Наша  система  может  взаимодействовать
с  современными  системами  подавления  по-
жара. Она способна в автоматическом режи-
ме  запускать  системы  пожаротушения  ло-
кально,  в  зависимости  от  местоположения
и  продвижения  огня,  контролируя,  таким  об-
разом,  ситуацию  и  информируя  диспетчера
о  происходящем  (направление,  сила  пожара
и т.д.). Как следствие, система упрощает по-
жарной  бригаде  работу  по  тушению  пожара,
а также позволяет максимально уменьшить воз-
можные разрушения, причиняемые пожаром.
При  использовании  систем  пожаротушения,
распыляемые  вещества  никаким  образом  не
оказывают  влияние  на  работу  датчика.  А ва-
рианты исполнения датчика в негорючей обо-
лочке и сам факт того, что датчиком является
– кварцевое стекло – говорит о его способности
выдерживать самые жесткие внешние условия.
Таким образом, наша система способна точно
и своевременно локализовать пожар, получить
его характеристики и в дальнейшем отслежи-
вать его стояние вплоть до прибытия пожарной
бригады.
В  течение  15  лет  мировым  лидером  по  про-
изводству  систем  мониторинга  распределен-
ной температуры является компания LIOS Tech-
nology GmbH. В основе системы распределенного
измерения температуры лежат разработанные
компанией контроллеры серии OTS. Область при-
менения данных контроллеров обширна:

— изучение нефтяных месторождений;
— мониторинг состояния нефте- и газохранилищ;
— мониторинг утечек на нефте-, газо- и водопроводах;
— мониторинг состояния силовых кабельных линий (КЛ);
— мониторинг состояния воздушных линий

электропередач (ВЛЭП);

— мониторинг состояния процессов на плавильных

заводах;

— обеспечение пожарной безопасности в тоннелях;
— обеспечение пожарной безопасности в метро и т.д.

Принцип работы системы

Оптоволокно — диэлектрический волновод, который
проводит свет. Он состоит из сердцевины, оболочки
и защитного внешнего слоя. Оболочка в качестве от-
ражающего слоя помогает удерживать световой сигнал
в сердцевине. Оптические волокна изготавливаются из
легированного кварцевого стекла, которое состоит из
двуокиси кремния (SiO

) с аморфной твердой структу-

рой. Оптоволокно было изобретено в 70-х годах про-
шлого столетия и первоначально применялось в ос-
новном для передачи данных на дальние расстояния
с высокой скоростью.

Внутримолекулярные вибрации, возникающие
в  оптоволокне  под  влиянием  температуры,
давления или растягивающих усилий, могут ло-
кально изменять характеристики пропускания
света.  Зная  скорость  распространения  света
в  однородном  кварцевом  стекловолокне,
а также математическую зависимость его за-
тухания  во  времени,  можно  определить  тем-

«КАБЕЛЬ-news»

/ и ю н ь - и ю л ь 2 0 1 0 /

w w w.kabel-news.r u

Якунин А.В.

Руководитель отдела телемеханики

ООО «СистеК

контроллер серии OTS

62-67.QXD:76-79Wom1.QXD 7.22.10 22:47 Page 63

Page 4

актуально

— круглый стол —

доклад

пературу  в  любой  точке  оптоволоконного  ка-
беля. Ключевым элементом системы является
контроллер серии OTS. Основными функциями
контроллера являются: получение, обработка
и выдача требуемой информации на связанные
устройства.  Программирование  контроллера
происходит при помощи подсоединяемого ком-
пьютера. При программировании производит-
ся настройка следующих основных параметров:
— зонирование – программное деление диаг-
ностируемой  длины  на  требуемые  сектора
с различными условиями или техническими ха-
рактеристиками (128 зон и 640 подзон);
—  настройка  индивидуальных  параметров
зон/подзон (граничная температура срабаты-
вания  системы,  скорость  возрастания  темпе-

ратуры, опре-
деление  на-
п р а в л е н и я
распростра-
нения,  при-
вязка  зоны
к  цифровым
и аналоговым
выходам

прочее);
— настройка
частоты про-

ведения  измерений  (может  быть  задана  ско-
рость опроса соизмеримая, а порой даже выше
скорости  опроса  применяемых  сегодня  оди-
ночных датчиков);
—  настройка  параметров  сохранения  полу-
ченных  данных  (количество,  место  располо-
жения, время хранения и прочее);
— настройка цифровых и аналоговых вх./вых.
сигналов (сигналы, запускающие устройства ту-
шения для конкретной зоны/подзоны, формат
данных для диспетчерского пункта и прочее);
— также настраиваются и другие дополнитель-
ные параметры. После программирования конт-
роллер способен работать в автономном режиме.
В  качестве  датчика  обнаружения  пожара  ис-
пользуется оптоволоконный кабель. Оптоволо-
конный

кабель

удобен

при

монтаже

и эксплуатации. С помощью такого датчика мо-
жет быть организована надежная и устойчивая ра-
бота даже в экстремальных условиях окружаю-
щей среды (пыль, грязь, выхлопные газы и т.д.).
Для  обнаружения  пожара  в  тоннелях  оптово-
локонный  кабель  может  прокладываться
в  верхней  точке  тоннеля  и/или  в  местах  про-
хождения силового кабеля. Для повышения на-
дежности системы обнаружения пожара опто-
волоконный  кабель–датчик  прокладывается
”петлей” вдоль тоннеля: выходя из одного ка-
нала  контроллера,  проходит  до  конца  изме-
ряемого тоннеля вдоль одной стены, меняет на-
правление и подключается ко второму каналу
контроллера  после  прохождения  по  другой
стороне тоннеля. При таком способе проклад-
ки  система  остается  рабочей  даже  при  по-
вреждении (обрыве) оптоволоконного кабеля.
Основным  компонентом  оптоволоконного  ка-
беля является трубочка с оптоволокнами. Обо-
лочка и конструкция оптоволоконного кабеля
подбирается  под  условия  эксплуатации  и  за-
висит от внешних условий прокладки (темпе-
ратура, давление, устойчивость к механическим
воздействиям и т.д.). Для среды с возможны-
ми механическими воздействиями рекоменду-
ется использовать металлический модуль. Для
условий с большим количеством электромаг-
нитных  помех  и  для  предотвращения  допол-
нительных  наводок  рекомендуется  использо-
вать  конструкцию,  не  содержащую  металл,
при таком исполнении в кабеле не присутствует
электрических составляющих.
Оптоволоконный  датчик  является  абсолютно
пассивным  элементом  по  всей  своей  протя-
женности и может быть применен в местах с по-
вышенной  опасностью.  Наша  система  серти-
фицирована  в  соответствии  со  стандартом
ATEX (группа II категория 1GD) и может при-
меняться во взрывоопасных районах.
Выявление  пожара  происходит  следующим
образом: оптоволоконный кабель-датчик под-
ключается к одному каналу контроллера, конт-
роллер с помощью излучателя посылает пучок
света  в  оптоволоконный  кабель,  по  мере  его
прохождения  вдоль  оптоволокна  появляется
рассеяние,  которое  возвращается  к  контрол-
леру. Контроллер регистрирует и обрабатыва-
ет поступивший сигнал. После чего выдает ре-
зультат на связанные с ним устройства.
Значения температур регистрируются по всей
длине  сенсорного  кабеля,  как  непрерывный
график с шагом до 0,5 м и точностью до 1оС.
Высокая точность измерения температур до-
стигается  даже  на  дальних  расстояниях
и с большой скоростью.

Таким образом, благодаря своей
длине, один оптоволоконный дат-
чик сравним с сотнями или даже
тысячами одиночных сенсоров,
устанавливаемых сегодня для

w w w.kabel-news.r u

/ и ю н ь - и ю л ь 2 0 1 0 /

«КАБЕЛЬ-news»

...оболочка и конструкция оптоволоконного кабеля подбирается под условия
эксплуатации и зависит от внешних условий прокладки (температура, давление,
устойчивость к механическим воздействиям и т.д.)...

62-67.QXD:76-79Wom1.QXD 7.22.10 22:47 Page 64

Page 5

доклад

— круглый стол —

актуально

«КАБЕЛЬ-news»

/ и ю н ь - и ю л ь 2 0 1 0 /

w w w.kabel-news.r u

обнаружения пожара, для каждого из которых
необходимо организовать питание и канал пе-
редачи данных, а при их повреждении требуется
демонтаж, монтаж и, возможно, новая органи-
зация канала связи и питания. Для ремонта оп-
товолоконного кабеля необходимо специальным
устройством  соединить  разъеденные  участки
и защитить место соединения от физических воз-
действий  специальной  муфтой.  Система  на
базе контроллера серии OTS легко может быть
интегрирована  в  существующие  системы
SCADA или управлять пожарными панелями/ог-
нетушителями/вентиляцией  напрямую  в  авто-
номном  режиме.  При  помощи  Ethernet  соеди-
нения  все  контроллеры  OTS,  используемые
для  диагностики  объекта,  могут  быть  под-
ключены к одной локальной сети и управлять-
ся  при  помощи  одного  головного  устройства
в диспетчерском пункте.

Обзор систем

Контроллеры  OTS,  применимые  для  обнару-
жения пожара, различаются по дальности из-
мерения  (от  2  км  —  OTS2000,  до  4  км  —
OTS4000) и количеству каналов (от 1 до 2 из-
мерительных каналов). Конкретный контроллер
подбирается под требования Покупателя. В дан-
ной  серии  также  присутствуют  контроллеры,
способные  измерять  распределенную  темпе-
ратуру на расстояниях до 16 км или даже до 30
км  по  одному  оптоволоконному  датчику,  но
с  большим  шагом  дискретизации  (например,
контроллер OTS160P имеет диапазон измере-
ния до 16 км при одностороннем измерении по
многомодовому  оптоволокну,  а  контроллер
OTS300P-SM имеет диапазон измерения до 30
км при одностороннем измерении по одномо-
довому  оптоволокну).  Система  может  быть

интегрирована в существующие
системы  SCADA  посредством
стандартизованных  протоколов
типа DNP3, IEC 60870-5, Modbus
или  XML-интерфейсов  данных
(например, POSC) и другие. Для
соединения с пожарными панеля-
ми  либо  устройствами  верхнего
уровня  предусмотрены  програм-
мируемые аналоговые выходы.

Основные технические характеристики конт-
роллера, применяемого для обнаружения по-
жара:

— Длина датчика на 1 канал: до 4000 м.
— Электропитание: 24/115/230 В.
— Напряжение на аналоговых выходах: 20 B.
— Интерфейс для связи компьютер/SCADA: RS232, TCP/IP

Как дополнительная опция к контроллеру может
быть присоединен компьютер для наглядного
отображения зон и отображения дополнитель-
ной информации об исследуемом объекте.

Программное обеспечение

Программное обеспечение позволяет не толь-
ко отображать диаграмму температурных из-
мерений  по  всей  протяженности  диагности-
руемого объекта.
Интерфейс  ПО  позволяет  настраивать  конт-
роллер,  управлять  интерфейсами,  обрабаты-
вать входные данные и сохранять их, разбивать
на зоны и задавать для каждой зоны индиви-
дуальные  параметры  срабатывания  сигнали-
зации,  подкладывать  карты  города  либо  фо-
тографии тоннеля и т.д.

Основные технические особенности ПО

— Отображения информации с нескольких контроллеров.
— Импортирование и экспортирование данных/файлов.
— Буферизация данных по измерениям для сохранения.
— Удобства просмотра изменения состояния во времени,
событий от разных контроллеров.
— Индивидуальные настройки отображения информации
(подложки, рисунки, фотографии и прочее).

Надежность системы

Надежность и качество контроллеров серии
OTS достигается за счет использования стан-
дартных телекоммуникационных компонентов.

место изменения направления

62-67.QXD:76-79Wom1.QXD 7.22.10 22:47 Page 65

Page 6

актуально

— круглый стол —

доклад

w w w.kabel-news.r u

/ и ю н ь - и ю л ь 2 0 1 0 /

«КАБЕЛЬ-news»

Например, срок работы применяемого источ-
ника лазерного излучения, в соответствии со
стандартом Telcordia GR-468, составляет более
25 лет. Каждый образец продукции перед по-
ставкой проходит длительные испытания, по ре-
зультатам  которых  составляется  отчет  о  ра-
ботоспособности данного прибора.
Успех  повсеместного  распространения  конт-
роллеров серии OTS определен стремлением
к совершенствованию и разработке новых ре-
шений,  возможностей  и  доработке  оборудо-
вания по требованию Заказчика.

Контроллеры серии OTS в России

На  российском  рынке  контроллеры  серии
OTS начали применяется с 2006 г., в России
и  странах  СНГ  продукцию  компании  LIOS
Technology  GmbH  представляет  компания
ООО «СистеК». Наибольшее распространение
в России получило применение контроллеров
серии  OTS  в  области  электроэнергетики,
а  именно  в  мониторинге  температуры  ка-
бельных линий, что вызвало большой интерес
эксплуатирующих  компаний  Москвы.  На  се-
годняшний  день  реализовано  более  20  про-
ектов  с  использованием  оборудования  LIOS
Technology GmbH. Один из проектов, реали-
зованный  в  2008  г.,  —  ПС  “Магистральная”,
снабжающая электричеством район Сити, в ко-
тором производится измерение 6 КЛ 110 и 220
кВ  при  помощи  контроллеров  OTS160P  —
2 шт., OTS20P – 1 шт. Данные от контролле-
ров  OTS  в  реальном  времени  поступают  на
диспетчерский пункт.
Мониторинг температуры КЛ посредством оп-
товолокна является на сегодняшний день един-
ственным способом диагностики КЛ на всей ее
протяженности. Информация о состоянии КЛ,
собранная за определенные периоды времени
(сезоны), позволяет более правильно и эконо-
мично  эксплуатировать  КЛ,  а  также  миними-
зировать  возможные  аварии  в  распредели-
тельных сетях мегаполисов.

Резюме

Первая система на базе контроллера серии OTS
была анонсирована в 1997 г. и стала револю-
ционным  прорывом  в  обнаружении  пожара.
С этого времени были заданы новые стандар-
ты надежности, скорости получения и обработки
информации в области комплексной пожаро-
безопасности. Технология обнаружения очагов
возгорания  была  успешно  использована  для
определения  мест  возникновения  пожара
в автомобильных и железнодорожных тоннелях,
на стоянках, в зданиях и на режимных объектах.

Системы серии OTS успешно применяются для
мониторинга  сотен  километров  автомобиль-
ных и железнодорожных тоннелей. Многолетний
опыт  в  области  оптических  измерений,  поже-
лания  эксплуатирующих  организаций  и  Поку-
пателей, позволили создать удобный в монта-
же  и  эксплуатации  максимально  надежный
и точный продукт. На сегодняшний день в мире
более 2000 реализованных проектов с исполь-
зованием  нашей  системы,  из  которых  200  –
в тоннелях, а общая протяженность измеряемых
трасс  составляет  более  3000  км.  Среди  реа-
лизованных проектов: метро в г. Пекин, тоннель
Монблан и другие.

Инновационная система серии OTS для об-
наружения пожара в тоннелях и закрытых
помещениях — это:

— Быстрота (минимальное время обнаружения очага воз-
горания).
— Интеллект (определение направления и скорости рас-
пространения пожара).
— Универсальность (в качестве датчика используется оп-
товолоконный кабель).
— Безопасность эксплуатации (оптоволоконный датчик –
пассивный элемент, не подверженный электромагнитно-
му воздействию на всей своей протяженности и приме-
няемый во взрывоопасных районах).
— Надежная и устойчивая работа в экстремальных усло-
виях окружающей среды
(пыль, грязь, выхлопные газы и т.д.).
— Длинный объект диагностики (до 8 км при измерении
одним прибором).
— Высокая дискретность (шаг измерения до 0,5 м).
— Простота монтажа и эксплуатации (один протяженный
оптоволоконный датчик нашей системы сравним с сотнями
одиночных датчиков, для каждого из которых необходи-
мо электропитание и канал передачи данных).
— Высокая точность измерения температуры — до 1

С.

— Легкая интеграция в существующие системы конт-
роля (позволяет передавать информацию на верхний
уровень и/или манипулировать вторичными устрой-

ствами — устройства тушения, венти-
лирования и т.д.).
— Невысокая стоимость монтажа и экс-
плуатации (в сравнении с системой, ис-
пользующей одиночные датчики).

Сертификаты и стандарты

В соответствии с высокими требованиями,
предъявляемыми к качеству такой продукции, наше
оборудование сертифицировано в соответствии
с мировыми и российскими стандартами:
VdS; ISO 9001 и ISO 14001; ЕN 54-5, A1; EXAM; CE;
ГОСТ Р; ССПБ и прочее.

...на сегодняшний день в мире более 2000 реализованных проектов с использова-
нием нашей системы, из которых 200 – в тоннелях, а общая протяженность изме-
ряемых трасс составляет более 3000 км...

62-67.QXD:76-79Wom1.QXD 7.22.10 22:47 Page 66

Оригинал статьи: Инновационная система выявления очагов возгорания в закрытых помещениях: метро, туннели, паркинги

Читать онлайн

В каждом современном мегаполисе существует развитая подземная инфраструктура, включающая объекты транспорта (метрополитен, протяженные автотранспортные тоннели), коммуникационные коллекторы, подземные автостоянки, торгово-развлекательные комплексы.