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分布式光纤测温技术在隧道与地铁交通安全监测中的应用研究

更新时间：2026-09-04　点击量：11

摘要

公路隧道、铁路隧道、城市地铁作为重要地下交通基础设施，空间相对封闭，电缆、接触网过热及货物自燃极易诱发火灾事故，地下隧道火灾救援疏散难度大。传统点式感温、感烟探测器，在长大隧道场景存在监测盲区、易受轨道交通强电磁环境干扰，难以实现全线隐患早期预警。分布式光纤测温（DTS）基于拉曼散射原理，传感光缆无源，具备长距离连续测温、抗电磁干扰、精准定位里程位置的特点，适合隧道、地铁复杂运行工况。本文介绍DTS系统工作原理；针对公路隧道、铁路隧道、城市地铁等交通安全场景开展应用分析；研究光缆敷设工艺、报警参数整定、综合监控平台对接等工程关键技术。工程实践证明，分布式光纤测温可以有效识别隧道地铁内电缆、接触网过热隐患，实现火灾风险前置预警，对于提升地下交通基础设施本质安全具备重要工程意义。

**关键词：**分布式光纤测温；DTS；公路隧道；铁路隧道；地铁；轨道交通；隧道火灾监测；电缆过热预警

1 引言

我国公路、轨道交通高速发展，已经建成数量庞大的公路隧道、铁路隧道与城市地铁网络。隧道内部空间狭长封闭，通风条件有限，电缆桥架、接触网、货运车辆均为火灾风险源。当电缆绝缘老化、接触网故障、车辆货物自燃产生局部过热，如不能及时发现，会快速发展为恶性火灾事故，造成人员伤亡、交通长时间中断。

传统火灾探测装置以点式感温、感烟探测器为主，长大隧道中探测器间距大，存在大量探测盲区；地铁、铁路隧道存在牵引供电电磁干扰，会影响电子类探测设备稳定性；烟雾会受隧道通风气流扰动，报警存在滞后，大多只能在出现明火或者大量烟雾后报警，很难做到过热隐患提前预警。国内隧道、轨道交通相关安全规范逐步提高，运维模式由事后报警向着隐患前置预警转变，长距离、抗电磁干扰的分布式光纤测温技术得到大量工程落地。本文围绕DTS原理、交通安全场景应用、工程实施要点展开研究，为隧道地铁光纤测温项目提供技术参考。

2 系统工作原理

分布式光纤测温DTS基于光的拉曼散射效应。脉冲激光注入感温光缆，光纤内部产生拉曼散射，反斯托克斯散射光强度对温度变化高度敏感。地面解调主机采集返回光信号，通过光强比值解算出光缆沿线每一点温度；依据光信号往返传播时间，换算温度异常点对应的隧道里程桩号，同时获取温度数值与故障精确位置。

整套系统主要包含DTS解调主机、阻燃铠装感温光缆、光缆悬挂固定组件、报警输出模块、通讯接口。隧道现场只有光缆，无有源电子器件，主机部署在隧道中控机房。系统具备温度阈值、温升速率双重报警，输出标准通讯协议，可以接入隧道综合监控系统、地铁SCADA平台，实现数据存储、弹窗告警，联动视频、消防排烟设备。

3 交通安全典型应用场景分析

3.1 公路隧道监测

铠装感温光缆沿隧道拱顶、电缆沟敷设，实现隧道全线连续测温。可监测通行车辆货物自燃、电缆沟电缆过热，输出异常点隧道里程桩号，提前预警火情，联动隧道风机、排烟、消防系统，保障公路隧道通行安全。

3.2 铁路隧道监测

光缆沿铁路隧道拱顶、接触网支架布设，对接触网供电设备、通信电力电缆进行全线温度监测，识别接触网故障发热、电缆老化过热，防范货运列车货物起火，保障铁路行车安全。

3.3 城市地铁监测

光缆布设于地铁区间隧道、车站电缆廊道、变电所电缆夹层，监测动力电缆、接触轨过热故障，在明火出现前捕捉过热异常，保障地铁乘客运营安全。

3.4 机场地下交通廊道

机场地下行车通道、电缆廊道敷设感温光缆，监测电缆过热，保障大型交通枢纽地下空间安全。

4 工程实施关键技术

4.1 光缆选型与敷设工艺

隧道地铁潮湿、粉尘大，存在鼠咬风险，必须选用阻燃铠装感温光缆，具备抗拉、抗压、防鼠咬、阻燃特性。隧道拱顶悬挂敷设采用热镀锌金属支架、钢丝绳拉紧器、阻燃扎带，按照工程规范设置支架间距，光缆预留伸缩余量，适应隧道振动、沉降变形；电缆沟内敷设增加防护套管，避免机械损伤。新建项目同步随土建施工敷设；既有线路在不中断运营前提下完成技改布设。

4.2 报警参数整定

隧道、地铁内部温度会随季节变化，列车运行、电缆正常工作也会带来温度抬升，不可直接套用固定报警阈值。结合现场环境温度、设备正常发热工况，现场整定温度阈值与温升速率双重判据，过滤环境带来的正常温度波动，降低系统误报警。

4.3 综合监控平台对接

DTS主机输出标准通讯协议，对接隧道综合监控平台或者地铁SCADA系统，将温度‑里程曲线、报警桩号上传中控，可联动监控摄像头自动调取报警点位画面，实现多系统协同处置。

4.4 运维管理

定期巡检隧道内光缆支架、悬挂点，防止检修作业、通行车辆剐蹭光缆；定期开展测温精度校验，核查报警逻辑，保障系统长期稳定运行。

5 技术局限性与优化方向

DTS系统依靠光缆感知沿线温度，如果光缆出现断裂，断点之后区段丧失监测能力，施工和运维阶段必须做好光缆防护；对于距离光缆有一定距离的起火热源，存在温度传导延迟。工程实践中，DTS系统建议和视频火灾探测、传统消防设备互为补充，构建隧道地铁多维度综合安全监测体系，进一步提升火情识别可靠性。

6 结论

公路隧道、铁路隧道、城市地铁属于高危地下交通空间，火灾事故危害巨大，传统探测手段难以满足长大距离全线早期预警需求。分布式光纤测温DTS系统具备无源抗电磁干扰、长距离连续测温、精准定位里程桩号的技术特点，可以实现隧道地铁全线过热隐患提前识别。在国内大量新建隧道地铁以及存量交通基础设施智能化安全改造项目中，分布式光纤测温技术拥有十分广阔的应用前景。