基于鐵路機車火災(zāi)發(fā)展規(guī)律的防火監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)及其應(yīng)用研究.pdf

1、鐵路事業(yè)的快速發(fā)展給人民群眾的生產(chǎn)生活帶來了巨大的便利，但是近年來，鐵路機車火災(zāi)的頻繁發(fā)生也給鐵路安全運營帶來了嚴重威脅。本文針對當前鐵路機車火災(zāi)安全系統(tǒng)存在的問題，通過開展富有針對性的鐵路機車火災(zāi)研究，如鐵路機車材料燃燒特性、火災(zāi)功率、結(jié)構(gòu)耐火性等實驗研究，探尋鐵路機車火災(zāi)發(fā)展規(guī)律，改進和優(yōu)化現(xiàn)有鐵路機車防火監(jiān)測系統(tǒng)，提高鐵路機車防火安全性能。
　　首先開展了鐵路機車典型材料燃燒特性、火災(zāi)功率、結(jié)構(gòu)耐火性等實驗研究，分析研究并建

2、立了不同材料的著火時間、外界輻射熱流與臨界入射熱流的關(guān)系。同時結(jié)合危害性指數(shù)HI模型、N-gas模型、FED模型進行對比分析，針對材料燃燒危害性評價，建立了材料燃燒的HNF模型。HNF模型可以較好地評估和預(yù)測材料燃燒產(chǎn)生的有毒氣體的危害性。
　　此外，又具體根據(jù)CKD0A型內(nèi)燃機車內(nèi)可燃物的分布情況、結(jié)構(gòu)特點、各區(qū)域使用功能，確定火災(zāi)危險性研究的火災(zāi)場景設(shè)置，對發(fā)生火災(zāi)后的各種情況、各個部位進行分析。同時通過現(xiàn)場實測實驗研究鐵路機

3、車火災(zāi)發(fā)展規(guī)律，研究鐵路機車防火監(jiān)測系統(tǒng)的實效性。
　　其次，采用數(shù)值模擬的方法對鐵路機車典型火災(zāi)發(fā)展規(guī)律進行研究，以利于發(fā)展針對鐵路機車火災(zāi)的復(fù)合探測技術(shù)。選取兩種典型機車CKD0A和HXN5的動力室為主要研究對象，構(gòu)建特殊條件下的鐵路機車火災(zāi)數(shù)值模型，結(jié)合鐵路機車所處的特殊環(huán)境及鐵路機車內(nèi)部系統(tǒng)的復(fù)雜分布，研究不同控制條件下的鐵路機車火災(zāi)發(fā)展規(guī)律，車內(nèi)可燃物早期熱解產(chǎn)物特性，火災(zāi)初期的煙氣遷移特性，產(chǎn)物組分濃度分布規(guī)律，煙氣溫

4、度增長特性，同時研究鐵路機車內(nèi)部不同可燃物可能的火災(zāi)增長特性和火災(zāi)蔓延規(guī)律。
　　之后為有效分析各種易燃材料在機車內(nèi)陰燃以至燃燒的過程中，各探測器采集的溫度、煙霧濃度、以及CO等參量的變化，同時為深入研究機械間灰塵、油霧、電磁干擾等因素對探測器正常探測的影響，分別在小尺寸實驗箱，6A實驗室和1∶3尺寸機車開展了機車火災(zāi)探測報警系統(tǒng)實驗，并結(jié)合鐵路機車火災(zāi)的增長特性和火災(zāi)蔓延規(guī)律，針對鐵路機車火災(zāi)早期條件下內(nèi)部的溫度場和組分濃度場分

5、布，分析不同火災(zāi)探測器的優(yōu)缺點，研究鐵路機車火災(zāi)適用的火災(zāi)探測器類型和布置方式。
　　進而，根據(jù)鐵路機車火災(zāi)環(huán)境和日常運營環(huán)境中的火災(zāi)探測器作用參量的差別，改進火災(zāi)探測算法，降低火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的漏報和誤報率。并基于信息融合技術(shù)對機車火災(zāi)探測報警機制進行了優(yōu)化研究，自主開發(fā)出新型機車防火監(jiān)控系統(tǒng)，并在大同HXD2型號鐵路機車進行實車檢驗。
　　最后結(jié)合機車火災(zāi)模擬實驗及大量的機車運行數(shù)據(jù)分析，開展機車防火系統(tǒng)設(shè)計裝車應(yīng)用，并對H