地铁站台与隧道内风速测试系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种地铁站台与隧道内风速测试系统及方法，属于地铁站台及隧道风 速测量技术领域。
【背景技术】
[0002] 现有的地铁站台及地铁隧道内部的安全指标主要包括结构、防水、防火等。其中， 防排烟系统是地铁防火极其重要的消防系统之一，与人员疏散密切相关，而地铁车站与区 间隧道排烟风速则是地铁防排烟设计的重要指标。
[0003] 由于地铁车站和隧道是一种地下的狭长型建筑，仅通过有限的楼梯和风亭与地面 相通。当发生火灾时，燃烧产生的烟气和热量难以及时排出，导致热量和烟气在地铁站内的 聚集。地铁内部烟气聚集不仅会使地铁建筑的温度快速上升，从而对站台、隧道等部分的结 构产生破坏，同时也会给人员造成更严重的伤害。另一方面由于地铁站位于地下导致通风 条件较差，受其影响可燃物燃烧不充分，在发生火灾时会产生大量不完全燃烧产物和各种 有害气体，其烟气具有更大的毒性。因此需要地铁内部的防排烟系统形成一定的气流速度， 将烟气控制在一定范围或将其迅速排出。
[0004] 由于地铁站台及地铁隧道内部的空间相对密闭狭小，其内部气流及速度的形成具 有以下特点：不同地点气流方向和形成的风速不同。例如当地铁车站站台层公共区发生火 灾时，站厅与站台联络口处为了能够在疏散楼梯处形成向下的气流以便有效地控制烟气向 上蔓延，需要在楼扶梯口处向下的风速至少达到I. 5m/s，并且与乘客逃生方向相反，才能够 保证人员安全疏散。而当地铁区间隧道内发生火灾时，应保证气流速度大于临界风速以使 得烟气按照规定方向流动，并且人员迎着新风方向进行安全疏散，需要隧道断面排烟气流 流速不小于2m/s且不得大于llm/s。
[0005] 但现有的对地铁风速的测取方式在多次测量条件下无法确保每个测量地点的测 量位置一致性，并且也无法对检测结果进行分析。
【发明内容】
[0006] 本发明为解决现有的地铁风速测量技术存在的在多次测量条件下无法确保每个 测量地点的测量位置一致性及无法对检测结果进行分析的问题，提出了一种地铁站台与隧 道内风速测试系统及方法。
[0007] 本发明提供的技术方案包括：
[0008] -种地铁站台与隧道内风速测试系统，包括：主控单元、数据采集单元、数据存储 单元以及风速传感器阵列；所述风速传感器阵列用于测取地铁站台与站厅联络口处或地铁 隧道内横断面的气流场风速，所述数据采集单元用于以预定的时间间隔采集所述风速传感 器阵列测取的气流场风速数据并输出，所述主控单元用于对所述气流场风速数据进行处理 从而获得所述气流场风速的实际数值，所述数据存储单元用于存储所述气流场风速数据和 所述气流场风速的实际数值。
[0009] 在本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试系统中，所述风速传感器阵列包括： 多个风速传感器、活动连接组件和阵列支架；多个所述风速传感器以预定间隔设置组成传 感器阵列，所述传感器阵列通过所述活动连接组件与所述阵列支架连接，所述活动连接组 件用于调整所述阵列支架的旋转角度和/或升降高度。
[0010] 在本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试系统中，所述传感器阵列中的多个所 述风速传感器根据待测取的空间范围设置分布密度。
[0011] 在本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试系统中，所述风速传感器采用热线式 线性气体传感器。
[0012] 在本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试系统中，所述阵列支架为通过直径小 于预定值的硬质材料组成的网状结构，并通过配重底座设置在地面上。
[0013] 在本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试系统中，所述系统还包括触控显示 屏，所述触控显示屏用于为用户提供控制对所述气流场风速数据进行采集以及显示已保存 的气流场风速数据。
[0014] 在本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试系统中，所述主控单元、数据采集单 元和数据存储单元设置在具有电磁屏蔽功能的机箱中，所述机箱通过屏蔽线接地。
[0015] 一种基于如上所述的地铁站台与隧道内风速测试系统的风速测试方法，包括：
[0016] 根据待测地铁站台与站厅联络口处或地铁隧道内横断面确定风速传感器阵列中 的风速传感器数量及阵列形状，并将所述风速传感器阵列设置在地铁站台与站厅联络口处 或地铁隧道内；
[0017] 以预定的时间间隔采集所述风速传感器阵列测取的气流场风速数据，并对所述气 流场风速数据进行计算、修正处理后获得所述气流场风速的实际数值。
[0018] 在本发明所述的风速测试方法中：
[0019] 所述计算为：通过在一个采集周期内每个风速传感器采集的气流场风速数据的读 值来计算该风速传感器在该采集周期内的气流场风速值；
[0020] 所述修正处理为：根据每个风速传感器的探头标定误差对每个风速传感器测取的 气流场风速数据进行修正计算。
[0021] 在本发明所述的风速测试方法中，将所述风速传感器阵列设置在地铁站台与站厅 联络口处或地铁隧道内包括：
[0022] 将多个所述风速传感器设置在阵列支架上，所述阵列支架通过配重底座设置在地 面上，将所述风速传感器阵列中的多个风速传感器的测取方向通过活动连接组件调整指向 风速方向。
[0023] 本发明的有益效果是：通过风速传感器阵列对地铁站台与站厅联络口处或地铁隧 道内横断面的气流场风速数据进行测量，实现了在多次测量条件下确保每个测量地点的测 量位置一致性，并且通过主控单元对气流场风速数据进行处理从而获得气流场风速的实际 数值，实现了对检测结果进行实时分析的目的。
【附图说明】
[0024] 图1以示例的方式示出了本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试系统的结构 图。
[0025] 图2以示例的方式示出了本发明所述的风速传感器阵列的结构图。
[0026] 图3以示例的方式示出了本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试方法的流程 图。
[0027] 图4本发明所述的地铁站台与隧道内风速测试方法的详细流程图。
[0028] 图5是实施例一中待测地铁站的站台与站厅联络处的横断面测试图。
[0029] 图6是实施例二中待测地铁站的站台与站厅联络处的横断面测试图。
【具体实施方式】
[0030] 由于在现有的地铁隧道内的风速测量横断面较大，单点测取风速不能全面、有效 评价测试区域的风速，因此本【具体实施方式】针对地铁设施投入运行前，需要依据相关技术 标准与规范对地铁隧道和站台进行防排烟系统检测评定的要求，提出了一种对结构横断面 进行多点气流场风速测试的技术方案，从而满足地铁内部空间较大区域的排烟指标测试要 求，同时实现数据的在线存储与显示。
[0031] 本【具体实施方式】提出了一种地铁站台与隧道内风速测试系统，结合图1和图2所 示，包括：风速传感器阵列11、数据采集单元12、主控单元13和数据存储单元14 ;风速传感 器阵列11包括：多个风速传感器21、活动连接组件22和阵列支架23,多个风速传感器21 以预定间隔设置组成传感器阵列，该传感器阵列通过活动连接组件22与阵列支架23连接， 活动连接组件22用于调整阵列支架23的旋转角度和/或升降高度；风速传感器阵列11用 于测取地铁站台与站厅联络口处或地铁隧道内横断面的气流场风速，数据采集单元12用 于通过变送器阵列以预定的时间间隔采集风速传感器阵列11测取的气流场风速数据并输 出，主控单元13用于对所述气流场风速数据进行处理从而获得所述气流场风速的实际数 值，数据存储单元14用于存储所述气流场风速数据和所述气流场风速的实际数值。
[0032] 在本【具体实施方式】中可采用台式计算机通过三芯屏蔽电缆及变送器阵列与风速 传感器阵列11连接，相应的连接端子可采用航空插头进行连接，以保证连接的可靠性以及 数据传输的可靠性。所述台式计算机中的中央处理器可作为主控单元13,插接在所述台式 计算机的主机板上的数据采集卡可作为数据采集单元12,通过数据线与所述台式计算机的 主机板连接的硬盘可作为数据存储单元14。
[0033] 其中，利用活动连接组件22,可以根据气流场的分布和主要气流方向通过调节与 阵列支架23连接的松紧程度从而调整阵列支架23的旋转角度和/或升降高度，以保证多 数的风速传感器21的朝向能够与气流场方向一致，达到更高的测取精度。可选的，活动连 接组件22可以实现所述传感器阵列的与气流场方向一致的调整，以方便根据地铁站台与 站厅联络口处和地铁隧道内的高度不同进行传感器的调整。活动连接组件22可为一中空 的圆柱形结构并套接在阵列支架23上，通过螺纹调节活动连接组件22与阵列支架23,对阵 列支架23的高度在0. 5m的范围内调整，使所述传感器阵列能够按照本实施例的技术方案 最大限度地测取区域气流场的典型参数值，从而达到更高的测取精度。
[0034] 在本发明一可选实施例中，所述传感器阵列中的多个风速传感器21根据待测取 的空间范围设置分布密度。例如，在站台与站厅联络的楼梯处根据截面面积为矩形的特点 等密度设置风速传感器。
[0035] 在本发明一可选实施例中，风速传感器21可采用测量范围为0~lOm/s的热线式 线性气体传感器，该传感器的探头具有体积较小、对流场干扰较小、响应较快以及测量精度 较高的特点，并且该传感器可采用24V直流供