王礪鏑

(中咨泰克交通工程集團(tuán)有限公司,北京 100083)

應(yīng)急響應(yīng)是在突發(fā)事件或?yàn)?zāi)害發(fā)生后采取迅速、有序的行動(dòng)來(lái)保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全及社會(huì)穩(wěn)定的一系列措施,及時(shí)有效的應(yīng)急響應(yīng)可最大限度減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失,維護(hù)社會(huì)的正常秩序。應(yīng)急響應(yīng)策略的創(chuàng)新是社會(huì)發(fā)展的需要,傳統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)方式及手段已無(wú)法滿足復(fù)雜多變的災(zāi)害形勢(shì)及應(yīng)對(duì)需求,需不斷創(chuàng)新和完善應(yīng)急響應(yīng)策略,提升國(guó)家整體應(yīng)急管理水平,適應(yīng)新形勢(shì)及新挑戰(zhàn)。應(yīng)急響應(yīng)是國(guó)家安全體系的重要組成部分,加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)能力對(duì)于提升國(guó)家整體安全水平至關(guān)重要。

高速公路隧道是現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,但在突發(fā)火災(zāi)時(shí),煙氣擴(kuò)散對(duì)人員逃生及救援工作帶來(lái)了巨大威脅,因此隧道通風(fēng)系統(tǒng)研究與應(yīng)急響應(yīng)策略的制定尤為重要。本研究通過分析煙氣擴(kuò)散模擬方法及應(yīng)急響應(yīng)措施提高高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的安全性及應(yīng)急響應(yīng)能力。

1 高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與煙氣擴(kuò)散模擬

1.1 設(shè)計(jì)原則與要點(diǎn)

高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則如下：①安全性原則。保證通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,確保隧道內(nèi)空氣質(zhì)量良好,減少事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。②通風(fēng)效果原則。根據(jù)隧道長(zhǎng)度、交通流量及車輛種類等因素合理確定通風(fēng)量。通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)提供足夠的風(fēng)量及壓力,使隧道內(nèi)的空氣及時(shí)更換,排除尾氣、煙霧及污染物等有害氣體。③煙氣控制原則?？紤]到火災(zāi)等特殊情況,通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具備煙霧控制能力,防止煙霧向通行區(qū)域擴(kuò)散,提供可靠的逃生通道,保證人員安全撤離。④節(jié)能環(huán)保原則。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少能源消耗,采用高效的通風(fēng)設(shè)備及技術(shù),提高通風(fēng)系統(tǒng)的能效比,同時(shí)考慮廢氣處理,減少對(duì)環(huán)境的污染。⑤監(jiān)測(cè)與控制原則。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)配備監(jiān)測(cè)裝置,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量、溫度及濕度等參數(shù)。應(yīng)具備自動(dòng)控制功能,根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)節(jié),提高系統(tǒng)效率及運(yùn)行穩(wěn)定性。⑥維護(hù)和管理原則。應(yīng)考慮維護(hù)及管理的便利性,設(shè)備布局合理,方便檢修及更換。制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃及管理制度,確保通風(fēng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

1.2 煙氣擴(kuò)散模擬方法與模型

煙氣擴(kuò)散模擬方法與模型是用于研究隧道火災(zāi)情況下煙霧傳播規(guī)律的一種工具。常見的煙氣擴(kuò)散模擬方法有物理模擬、數(shù)值模擬及統(tǒng)計(jì)模擬等。物理模擬方法是通過實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)研究煙氣擴(kuò)散規(guī)律,可直接觀察到煙霧的擴(kuò)散過程,但受到試驗(yàn)條件及尺度效應(yīng)的限制。數(shù)值模擬方法是利用計(jì)算機(jī)模擬煙氣擴(kuò)散過程,根據(jù)流體力學(xué)及熱傳導(dǎo)等物理原理建立數(shù)學(xué)模型,通過求解模型方程預(yù)測(cè)煙霧傳播范圍及濃度分布。數(shù)值模擬方法可考慮各種因素的綜合影響,具有較高的準(zhǔn)確性。常用的數(shù)值模擬軟件有FDS(Fire Dynamics Simulator)和CFD(Computational Fluid Dynamics)等。統(tǒng)計(jì)模擬方法是基于概率統(tǒng)計(jì)理論,結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及推斷。通過采集火災(zāi)發(fā)生前后的氣象條件、煙霧濃度等數(shù)據(jù),建立統(tǒng)計(jì)模型,通過模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證及修正。適用于缺乏詳細(xì)氣象及火災(zāi)參數(shù)數(shù)據(jù)的情況,但對(duì)模型的精度要求較高。無(wú)論是哪種煙氣擴(kuò)散模擬方法,都需要準(zhǔn)確輸入?yún)?shù),如初始火源溫度、煙氣產(chǎn)生速率、通風(fēng)條件等[2]。

1.3 煙氣擴(kuò)散模擬在高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

煙氣擴(kuò)散模擬在高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。煙氣擴(kuò)散模擬可幫助設(shè)計(jì)高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)。通過建立數(shù)值模型預(yù)測(cè)煙霧在隧道內(nèi)的傳播范圍及濃度分布,從而確定通風(fēng)系統(tǒng)的布置及參數(shù)設(shè)置,確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)排出煙霧,保證隧道內(nèi)的可見度及空氣質(zhì)量,提高人員疏散的安全性。煙氣擴(kuò)散模擬可評(píng)估優(yōu)化現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng),通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及模型驗(yàn)證對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行分析及改進(jìn),增加通風(fēng)設(shè)備數(shù)量及布置,調(diào)整通風(fēng)風(fēng)速及風(fēng)向等參數(shù),提高通風(fēng)效果及火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)能力。煙氣擴(kuò)散模擬還可用于高速公路隧道火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,通過建立統(tǒng)計(jì)模型,考慮各種影響因素,如火源位置、通風(fēng)條件等,預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)生的可能性及后果,為隧道火災(zāi)防控提供科學(xué)依據(jù)。煙氣擴(kuò)散模擬在高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用可幫助設(shè)計(jì)及改善通風(fēng)系統(tǒng),提高火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)能力,為火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供支持。這些應(yīng)用能夠提升高速公路隧道的安全性及使用效益,減少火災(zāi)帶來(lái)的損失及風(fēng)險(xiǎn)。

2 高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)策略

2.1 緊急狀況下的通風(fēng)系統(tǒng)切換與調(diào)整

在高速公路隧道中,通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)策略可確保緊急狀況下及時(shí)有效排除煙霧,保證隧道內(nèi)的可見度及空氣質(zhì)量,提高人員疏散的安全性。高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)策略包括通風(fēng)系統(tǒng)的切換與調(diào)整、與其他系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)及備用系統(tǒng)設(shè)置,以下是具體的應(yīng)急響應(yīng)策略：①通風(fēng)系統(tǒng)切換。通常在隧道中設(shè)有常規(guī)模式與火災(zāi)模式兩種通風(fēng)模式。在正常情況下使用常規(guī)模式,通過調(diào)整通風(fēng)風(fēng)速及方向來(lái)保持隧道內(nèi)的空氣流通?；馂?zāi)發(fā)生時(shí),通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)切換到火災(zāi)模式,增加通風(fēng)風(fēng)速以排出煙霧。②通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整。根據(jù)火災(zāi)的位置、數(shù)量及火源強(qiáng)度情況調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)。例如,增加通風(fēng)設(shè)備工作量,轉(zhuǎn)換通風(fēng)風(fēng)速及風(fēng)向,以便更快地排除煙霧。調(diào)整通風(fēng)風(fēng)口位置及開度,優(yōu)化煙霧排出路徑及速度。③通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng),提高應(yīng)急響應(yīng)效果。例如,與火警報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),當(dāng)火警報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)時(shí),通風(fēng)系統(tǒng)可自動(dòng)增加通風(fēng)風(fēng)速,調(diào)整通風(fēng)方向。與照明系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),確保隧道內(nèi)的照明設(shè)備能夠正常工作,提供足夠的光線。通風(fēng)系統(tǒng)還應(yīng)考慮應(yīng)急電源及備用系統(tǒng)。在緊急情況下,如果主電源出現(xiàn)故障,應(yīng)備有電源維持通風(fēng)系統(tǒng)的正常工作。備用系統(tǒng)還應(yīng)具備自動(dòng)切換功能,確保在主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)切換到備用系統(tǒng),維持通風(fēng)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。

2.2 煙氣擴(kuò)散應(yīng)急響應(yīng)組織與流程

隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí),煙氣擴(kuò)散是重要問題,需有相應(yīng)的組織與流程來(lái)進(jìn)行煙氣擴(kuò)散應(yīng)急響應(yīng)。建立一個(gè)完善的應(yīng)急響應(yīng)組織體系,包括指揮部、值班人員及救援隊(duì)伍等。指揮部應(yīng)設(shè)立在距離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)的安全地點(diǎn),負(fù)責(zé)制定應(yīng)急響應(yīng)策略及決策,統(tǒng)一協(xié)調(diào)各方救援行動(dòng)。需明確煙氣擴(kuò)散應(yīng)急響應(yīng)具體流程。一旦接到火災(zāi)報(bào)警,指揮部要迅速啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)程序。立即通知隧道內(nèi)的人員及時(shí)撤離,按照預(yù)定撤離路線行動(dòng)。通知救援隊(duì)伍前往現(xiàn)場(chǎng)展開救援行動(dòng)。在應(yīng)急響應(yīng)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：對(duì)隧道出入口進(jìn)行封閉,防止更多的煙氣進(jìn)入隧道。通過通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整將煙氣排出隧道,根據(jù)煙氣擴(kuò)散情況調(diào)整通風(fēng)風(fēng)口位置及開度,最大限度排除煙霧。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)疏散及救援,在隧道內(nèi)部設(shè)立安全疏散標(biāo)志及疏散通道,引導(dǎo)人員迅速撤離。救援隊(duì)伍要快速進(jìn)入隧道進(jìn)行搜索及救援行動(dòng),確保被困人員的安全。應(yīng)急響應(yīng)結(jié)束后,需進(jìn)行事故調(diào)查總結(jié)。通過對(duì)火災(zāi)原因、救援過程及效果的分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),提出改進(jìn)措施,提高煙氣擴(kuò)散應(yīng)急響應(yīng)效率及效果。煙氣擴(kuò)散應(yīng)急響應(yīng)組織與流程包括建立完善的應(yīng)急響應(yīng)組織體系,明確具體的應(yīng)急響應(yīng)流程,注意隧道封閉、通風(fēng)調(diào)整、現(xiàn)場(chǎng)疏散及救援等工作。這些措施能夠幫助快速、有效地響應(yīng)煙氣擴(kuò)散,確保隧道火災(zāi)救援工作順利進(jìn)行。

2.3 應(yīng)急響應(yīng)策略應(yīng)用與效果

某市發(fā)生了一起地鐵火災(zāi),煙氣迅速擴(kuò)散,造成大量乘客被困。當(dāng)?shù)亓⒓磫?dòng)了應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制,根據(jù)預(yù)案組織救援行動(dòng)。指揮部迅速調(diào)撥消防、醫(yī)療、救援等救援隊(duì)伍到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。通過公共廣播系統(tǒng)通知地鐵乘客及時(shí)撤離,引導(dǎo)人員按照指定路線疏散。針對(duì)煙氣擴(kuò)散問題,按照預(yù)案進(jìn)行了通風(fēng)調(diào)整,通過調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)及開啟疏散門,盡量將煙氣排出隧道,減少乘客的危險(xiǎn)。在現(xiàn)場(chǎng)救援過程中,救援隊(duì)伍積極展開搜索及救援工作。遵循救援步驟,利用裝備設(shè)施進(jìn)行逐戶搜救,確保每個(gè)被困乘客都能得到及時(shí)救助。經(jīng)過緊張的救援工作,成功救出被困乘客,減少了人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。當(dāng)?shù)貙?duì)此次火災(zāi)進(jìn)行調(diào)查總結(jié),提出加強(qiáng)地鐵火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)改進(jìn)措施?？梢钥闯?應(yīng)急響應(yīng)策略在實(shí)際中的應(yīng)用效果是顯著的。及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制,組織救援隊(duì)伍到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),可減少救援時(shí)間,最大限度保護(hù)被困人員的安全。通過合理的通風(fēng)調(diào)整可有效排除煙氣,減少人員危險(xiǎn)。救援過程中的專業(yè)技能及配備設(shè)施能夠提高救援效率,確保救援工作的順利進(jìn)行。應(yīng)急響應(yīng)策略的實(shí)際應(yīng)用效果是非常明顯的,可提高救援效率,減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失,為應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件提供積極有力的保障[3]。

3 展望

3.1 煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)是應(yīng)急響應(yīng)中非常重要的一項(xiàng)技術(shù),通過模擬和預(yù)測(cè)煙氣在空間中的傳播及擴(kuò)散情況,可幫助應(yīng)急管理部門做出科學(xué)合理的決策,保護(hù)人員生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著科技的發(fā)展,煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)也在不斷改進(jìn)完善,具有以下發(fā)展趨勢(shì)：精確性提高。傳統(tǒng)的煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)往往基于一些假設(shè),對(duì)復(fù)雜環(huán)境及風(fēng)場(chǎng)變化等因素考慮不夠充分,導(dǎo)致模擬結(jié)果可能與實(shí)際情況存在差異。未來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展,煙氣擴(kuò)散模擬模型將更加復(fù)雜精細(xì),能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)煙氣傳播路徑及濃度分布。實(shí)時(shí)性增強(qiáng)。傳統(tǒng)的煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)通常需要輸入大量的初始參數(shù)及環(huán)境數(shù)據(jù),進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的計(jì)算模擬,無(wú)法滿足緊急情況下的實(shí)時(shí)需求。未來(lái),煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)將結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算等技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及處理,迅速響應(yīng)并預(yù)測(cè)煙氣動(dòng)態(tài)變化。多源數(shù)據(jù)融合。目前,煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)主要依賴于氣象數(shù)據(jù)及建筑物結(jié)構(gòu)參數(shù),但實(shí)際場(chǎng)景中還存在其他諸如人員密度、室內(nèi)空氣流動(dòng)等因素,這些數(shù)據(jù)可對(duì)煙氣擴(kuò)散模擬結(jié)果產(chǎn)生重要影響。未來(lái),煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)將更加注重多源數(shù)據(jù)的融合,提高模擬的準(zhǔn)確性及可信度?？梢暬故?。傳統(tǒng)的煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)通常以數(shù)據(jù)表格或二維圖形的方式呈現(xiàn),難以準(zhǔn)確表達(dá)煙氣擴(kuò)散的全貌。未來(lái),煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)將更加注重可視化展示,通過三維模型、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)直觀地展示煙氣擴(kuò)散情況,幫助應(yīng)急管理部門做出更加準(zhǔn)確的判斷及決策。煙氣擴(kuò)散模擬技術(shù)將在精確性、實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)融合及可視化展示等方面不斷發(fā)展及完善,為應(yīng)急響應(yīng)提供更科學(xué)、精準(zhǔn)的支持。

3.2 應(yīng)急響應(yīng)策略創(chuàng)新

應(yīng)急響應(yīng)策略的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在技術(shù)創(chuàng)新、跨部門協(xié)作、社會(huì)參與及綜合風(fēng)險(xiǎn)管理等方面。技術(shù)創(chuàng)新。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展,應(yīng)急響應(yīng)策略將更加依賴于智能化及自動(dòng)化技術(shù)手段。例如,利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行災(zāi)區(qū)勘察及救援,利用智能傳感器監(jiān)測(cè)并預(yù)警災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等。未來(lái),隨著技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)急響應(yīng)將更加高效、智能化?？绮块T協(xié)作。應(yīng)急響應(yīng)涉及多個(gè)部門和機(jī)構(gòu),因此加強(qiáng)跨部門協(xié)作將成為應(yīng)急響應(yīng)策略的重要方向。通過建立信息共享平臺(tái)及提供統(tǒng)一的指揮調(diào)度系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各部門間的快速響應(yīng)及有效協(xié)作,跨部門協(xié)作將在應(yīng)急響應(yīng)中發(fā)揮更重要的作用。社會(huì)參與。社會(huì)公眾作為應(yīng)急響應(yīng)的重要參與者,其角色將得到更多重視。通過建立公眾參與機(jī)制,提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息及指導(dǎo),動(dòng)員社會(huì)力量參與應(yīng)急響應(yīng)工作,能夠更好地發(fā)揮社會(huì)資源力量。社會(huì)公眾參與將成為應(yīng)急響應(yīng)策略中不可或缺的一部分。綜合風(fēng)險(xiǎn)管理。傳統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)策略主要是面對(duì)單一災(zāi)害進(jìn)行應(yīng)對(duì),未來(lái)的應(yīng)急響應(yīng)策略將更加注重綜合風(fēng)險(xiǎn)管理,即將不同類型的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行整合、評(píng)估及管理,提高整體應(yīng)對(duì)能力及資源利用效率。綜合風(fēng)險(xiǎn)管理將成為應(yīng)急響應(yīng)策略的重要發(fā)展方向。隨著技術(shù)的發(fā)展,將更好地應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展及交通量的增加,高速公路隧道安全問題日益凸顯。需要繼續(xù)加強(qiáng)研究,解決模擬精度、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等問題,通過不斷的努力創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展,為保障人民生命及財(cái)產(chǎn)安全提供更好的支持和保障。