高铁畏烟甚于虎

 

最近看到新闻，看到高铁因为香烟而减速停车，虽然不懂其中的安全逻辑，但可以消防的角度来认识，遂有此文。 

高铁畏烟多案例

2011年7月4日12点43分，G138次列车缓缓驶离上海虹桥站，开往北京南站，下午4点45分，当列车即将到达德州(不停靠)时，10号车厢突然传来了警报声，与此同时，车厢LED显示屏上的速度也从时速310公里瞬间降到了280公里，随后数字一直下降，列车速度几乎为零，但车子始终没停下。究竟发生了什么事?乘务员根据经验（如果有经验，为什么不告诉乘客呢？），很快在10号与9号车厢之间的卫生间门口发现了一名40岁左右男子，他正抽完烟走出来。而正是男子抽烟的烟雾导致了车厢内的监控系统发出了警报，并自动减速。乘警当场对男子进行了批评教育，并罚款了50元。（付款这么少，还是教育责任没有尽到的缘故。国外可是一张账单到家，让你赔所有的停车或耽误损失。如果你付不了，保险公司代付，今后你还是要增加保险支出的，以补偿保险公司的损失。）

2011年7月2日下午，北京南开往上海虹桥的G157次列车上，一乘客在洗手间内抽烟，导致列车故障报警减速。乘客表示，车厢上方显示屏显示，列车由310公里突降为280公里，后肇事者被罚款50元。

2008年12月17日，京津城际高铁C2050次列车一名乘客在厕所吸烟导致烟雾报警器亮起，列车驶出天津站不到1分钟自动停车，乘客被行政拘留3天。

武广高铁在开行初也遭遇这类尴尬，2009年12月29日，旅客在列车内吸烟引发设备故障，导致至少五趟广州北站始发的列车晚点两个半小时，上千旅客滞留。

 

火灾蔓延有理论

高铁是一种高速运行的交通工具，为什么害怕烟气？这需要从火灾蔓延的动力学原理来认识。通常静止环境中无围墙限制的火灾蔓延是非常缓慢的，通过导热传递能量预热燃料，这种蔓延速度只是每分钟以毫米计算。但是，火灾蔓延最怕两点：一是封闭；二是流动。本来燃烧的能量大约30%以辐射形式散发出去，不到70%以流动的形式传递离开，只有极少量（不到10%）的能量用于预热新燃料，形成火灾蔓延和扩大的局面。如果有封闭的环境，则大部分能量都被环境限制（还是有通风流动损失的，绝对封闭的火灾不易扩大，这不现实），通过高温的天花板烟气辐射，反射回燃料表面，导致火灾蔓延速度加快，这是典型的室内火灾失控的场面。另一种令人担心的局面是流动，如果火焰表面被气流吹动，导致火焰向另一面倾斜，则该面的火焰辐射增加，而且由于火焰的拉伸，其燃料预热的强度成百倍地增加，这就是风力带来的危害。当然，有一种可能性是由于风力过大，火焰不易自持，如你一口可以吹熄火柴上的火焰。但是，如果有气流吹不到的死角，那么火焰不会被吹灭，而火焰的蔓延更加不可捉摸，所以交通工具都怕火，高速工具更怕火，因为一时停不下来。

 

最近著名的火车火灾发生在埃及。一旅客用来加热食物的小炉灶被踢翻，引发车厢大火。列车员察觉延误，火车多开了7公里，导致373人死亡。 由于火车不能立即停下来，窗外的抽风导致火势蔓延异常猛烈，惊慌的旅客在（车门处）跳车过程中被摔死不少，车厢两端的人群挤压踩踏导致谁也跑不了，车厢的铁条栏杆导致人们无法跳车，尸体焚毁（碳化程度）极为严重，这就是典型的交通工具火灾的场景。另一起著名的交通工具火灾是瑞士航空公司的麦道-11飞机（1998年9月2日），在加拿大领海上空坠落，原因是通风管路发生火灾蔓延（很可能是电气火灾），结果是无一存活。1996年11月18日，英法海底隧道曾经发生的火灾，差一点报销了整个海底隧道（但报销了几节车厢），只因为火灾监测延误，火车多开了几里路，助长了火势的蔓延。所以，交通工具历来怕火，只因为火灾蔓延在高速的场合异常迅速猛烈，控火困难。

 

烟为火兆助报警

那么，如何才能防火呢？我们需要检测空气，通过空气中的烟气含量来推测火焰的存在。这是因为虽然火焰是能量释放，但能量释放源可以是其他发热元件，所以人们很少用探热的方法检测火灾。而烟气具有早预报，高灵敏，易安装的特点，所以人们都是用烟雾报警器来监测火灾的苗头。通常在还没有出现明火的时候，烟气就产生了。某些缓燃的火灾可以在出现明火之前，冒烟几十个小时，这些都是珍贵的报警时间。而在地球的重力场中，烟气自然往空中汇聚，因此有可能通过一点安装来检测整个车厢的火灾形势，这是大部分火检装置不如探烟装置的地方。火检通常测点（感热）或测线（感光），而探烟通常测大空间，因此探烟也是更经济的选择。只有某些极端重要，绝对不能误报的场合，如飞机的货舱，和核电厂的电缆空间，在探烟之外还要安装火检，防止探烟误报带来的决策失误。

那么，为什么怕香烟呢？从外表上看，烟气似乎都是差不多的。但是光学报警器是检测烟气中的固体粒子分布，而离子型报警器是检测烟气中带电电荷的分布。这种粒子直径的分布带宽很大，各种燃料的烟气粒子分布缺乏可靠的特征（Signature）， 所以探烟报警器误发的局面经常出现。目前有几十种烟气报警原理，大多利用烟气的一两个特征，而这些特征往往是被炊烟或香烟的烟气所共享的，所以现有的报警器大多不能区别香烟或其他烟气。而且，香烟烟头也是历史上已知的火灾失控原因之一，即使目前没有问题，烟头仍然可能带来额外的缓燃、点火和蔓延风险，所以所有的烟气报警器是不避香烟的，宁滥勿漏，这是烟雾报警器的基本原则。

那么，为什么高铁怕香烟呢？相对于普通列车，高铁车厢封闭，感烟探头位于空调系统的回气通道内，不管在哪里吸烟，都被空调系统的回气管路所采集，经过烟气报警器而触发报警。报警产生的火检信号用于减速或停车。一般说来，两种不同类型的报警器同时动作，火灾发生的可靠性是可以保证的，列车一定停下来。而只有一只报警器发出报警时，可以假设认为是误报，这时候，有些列车减速，有些列车进入报警运行状态，需要克服故障以后方可进行。这就是高铁发生火警时，有时停车，有时不停车的缘故。 

由于防火安全的需要，列车的火警处理相当麻烦，所以，为了您和家人的安全，最好戒烟。 

有道是，火场蔓延怕流速，高速交通惧火烟，宁滥勿漏看探烟，高铁畏烟甚于虎。

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