随着社会经济的不断发展和国家安全意识的不断提高,交通安全问题急需解决。作为交通运输的重要组成部分,隧道安全也受到越来越多的关注。由于烟雾多、半封闭、昏暗的光线等原因,隧道发生火灾将造成重大后果。因此,实时检测隧道内温度,制定准确的报警阈值设定方案,进行及时有效的报警具有一定的研究意义。由于隧道环境特殊,感烟型和感光型传感器有局限性。感温型光纤光栅传感器的强抗电磁干扰、长期稳定性好、测量灵敏度高以及可远距离传输等特点,使其非常适合测量隧道火灾温度。首先,详细介绍和分析了国内外常用的隧道火灾温度场仿真方法及隧道火灾探测技术的研究现状。通过比较现有火灾探测技术,提出了一种基于光纤光栅的隧道火灾报警系统方案。利用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件对隧道火灾顶棚温度进行仿真,从汽车尺寸、环境温度及火源功率等方面研究隧道火灾顶棚温度与风速之间的关系,得出风速与△T(火灾温度与环境温度之差)之间关系式。提出了固定阈值与动态阈值相结合的火灾报警策略,即按常规火灾判定法,隧道顶棚温度大于50℃时即报警;若低于50℃,则根据隧道尺寸通过仿真得到温升与风速的关系曲线,进而确定动态报警阈值。采用固定阈值与动态阈值相结合的方法,可以很好地解决火灾常规固定阈值法漏报的问题。其次,介绍了硬件部分整体方案,选择了恰当的器件。对ASE光源、FBGA解调器、光环形器等主要器件的相关原理或特性进行了详细的阐述。介绍了软件部分整体方案,通过USB口接收数据发送至上位机,上位机程序采用MFC编写,将数据存储到数据库中,数据库采用存储量大的SQL SERVER 2008。用户显示界面采用Visual Studio2015的web网页设计而成,从数据库中读取数据,实现温度显示、报警、历史数据图表显示等功能。最后,将系统的硬件部分和软件部分连接完成整个系统搭建。进行了标定实验,得到中心波长与温度之间呈现线性关系并给出了系统的测量准确度。搭建缩尺隧道模型进行实验室模拟实验,详细分析了缩尺的原则及火源功率的给定依据,进行了模拟实验的理论与实验对比,证明了该隧道火灾报警系统的可行性。