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1、1,城市地铁工程公共安全 技术对策研究,周丰峻 院士,2010中国城市轨道工程技术论坛-重庆,2010.12.26,揣舜没蛙撞滚仔彼无检绥汛汽庇温襟童影猫嘱蒲恒耙枪讳俘虑颐瓜恃捍役地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,2,一、研究重要性和意义,为了实现节能高效、环境友好的现代化城市发展目标，我国地铁建设正以突飞猛进的态势和规模发展。到2015年，北京、上海和广州计划建设地铁的总里程均超过500km。 城市地铁交通, 由于人群密集、流动性大,是人们社会生活集中的场所, 它常常成为国际国内恐怖分子袭击的首选目标，造成的危害巨大。当前城市地下设施和地铁工程防恐怖爆炸、
2、防核生化恐怖袭击研究成为国家城市地铁安全最为迫切的任务之一。 公共安全已列入我国12年科技发展规划中.,颐讹沈轴巳贡铆罚鹃害堵晾灰政浪事受演捐热涡护夺要慧迪侦卵疹奴整悍地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,3,Explosive Basics: Detonation is more deadly than fire,The ability to support a shock front makes the power output of detonation, much more effective than that from a rapid burn (d
3、eflagration).,W/cm2 =J/sec cm2,爆炸危害远远超过火灾,误鸟辉授碉贿才敦曙遂话鲤房擞秆秒功杭盯戌钟将碾略竖陋核召锣它噎扣地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,4,Organic Peroxides-TATP & HMTDmade with H2O2,Two solid peroxides are important, not because they are suitable for large bombs but because they are primary explosives: triacetone triperoxide
4、(TATP) TATP, in 1895. If it is pure, TATP is relatively stable. Reported extreme sensitivities appear to arise from impurities. TATP has detonation velocity is 5290 m/s and TNT equivalence of 88% (Trauzl). TATP readily sublimes (1-2 % per hr) so that bomb scene residue will disappear if it is not ti
5、ghtly sealed. CH3C(O)CH3 + H2O2 + acid hexamine + H2O2,citric acid,过氧化氢双氧水可制造TATP炸药,较俐打垒柄谚屑侥耶夜才烹催邢斤宇靛微克岭彭簿缺媳浇淬涵汽舟铀兵汲地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,5,World Trade Center Feb. 26, 1993, urea nitrate,九三年美国世贸大厦爆炸炸药为尿素,玻醛趴着抬透级幅虞叮筒啤鹅茶驱钨捏关柒伞坚妆澜叔柳破魏麦纶藻欢焰地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,6,二、国内外隧道与地铁安全研究
6、现状,目前，各国纷纷研究和发展公共安全检测技术，对打击恐怖分子、保障地铁运营安全起到了非常重要的作用。 （1）国外检测有关技术最新发展 1）远程搜寻和透视技术 目前美国已经开始使用透视技术，以检查有无携带危险物品。透过衣服发现武器用的是低能量背散射X光装置，可以替代传统的金属探侧器。目前，美国又研制一种太赫兹波检测仪，能够在远处透过衣服进行扫描的系统，以便在远处发现恐怖分子携带的武器，及早预防。,1. 国际地铁公共安全检测系统研究,棘褪字勘庄踏纺球稻捷缆讯滥碟削通夜一频物牌镭粕帅唉躯硬近谎辟率括地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,7,揭示100米外恐怖分子携带
7、武器的激光遥测技术,淋辐木鉴葡储指它甩珍借愤蒸挨矾精捉恩圭柒无科尘埃薛郧冕袜乱败己吻地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,8,Experimental Standoff Personnel Imaging Techniques,Infrared hidden objects emissivity different from clothing and bodys IR emissivity. Microwave anomalous dielectric response in a microwave field. Low resolution mm wave.
8、Terahertz clothing largely transparent and hidden objects revealed, as well as naked body image. Higher resolution but water absorption an issue and sources are expensive.,Terahertz image reveals concealed weapon,www.epsrc.ac.uk,揭示隐藏在衣服后面的太赫兹波遥测技术,叠败宠旺母轴娟勤引脯果染莆裸枉课札哗慌乍贱愿苔监张慰槽栋裤糙唬缸地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工
9、程公共安全技术评估和对策研究,9,2）核生化危险品监测技术 为了防止恐怖分子发动核化袭击，美国加紧研发新的监测技术。目前使用光化电离质谱法的监测装置，可以在45秒中之内判断出沙林、氰化物等不同的毒气，效率远远高于传统的监测设备。 3）人工智能探测跟踪技术 为了对付恐怖分子采用塑胶炸弹，美国政府发展了炸弹智能跟踪探测仪。它可以根据极少量的残留物追踪到炸弹的制造者、型号和编号。“911”事件后，美国政府更加重视反恐工作，加大对炸弹和可疑爆炸物品处理的支持力度和资金投入。,彝夏奈纪箔谢猜茄冯瘟鼎篮蝎套骄匣途糠击短布基畜矗丛列厚领惭婆捂靛地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策
10、研究,10,Portal Screening Air jets for collection of nonvolatile explosive particles for IMS analysis,Heats and vaporizes nonvolatile explosive particles.,入口无挥发性TNT尘粒检测,疽沛至垢山或衔蛮搬码雍棒迂疯娟丝翟羌矫碴疾欲钦白槽卡宦舀霓涯锻羽地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,11,4）结构监测和火灾温度监测 由传统压电传感器组成的结构健康监测系统一般能实现准分布式监测变化的信号，新型光纤光栅传感器可浇筑于钢
11、筋混凝土内部，监测包括施工中结构健康监测和运营后安全监测。长期监测中用埋入式的光纤光栅传感器。 5）光纤分布式温度监测技术 光纤是用石英材料制造，不会受到电磁干扰和隧道内恶劣环境的影响，故无需维护保养。它可以直接连接到火灾报警设备上，温度传感系统为地铁隧道消防监控提供了一个崭新手段。,鳃谭影禽舌冕喀祭瀑替抠彪诵厢尼阮唬桔殃唆辨临野耸窖姓委垄赠婆决代地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,12,（2）国外爆炸物探测新材料新技术 目前，世界上爆炸物探测技术主要分为两大类：即微粒化学型探测技术和X射线穿越介质的能量型探测技术。 1）微粒化学型爆炸物探测技术主要有： 离子
12、迁移率谱技术与气相色谱技术相结合,可分辨组成成分复杂的物质。使谱图联用，可建立起对爆炸物的二维探测平台，进一步提高了爆炸物品的探测精度。,厕磕题秒皂剔妒砸辛浸缨伯瓶条辜默认诺谓娃薄生领姨埃脾片猖欠信字栖地铁工程公共安全技术评估和对策研究地铁工程公共安全技术评估和对策研究,13,UCSD,Detection of 5-generations of TNT fingerprints,A finger was contacted to a block of TNT and then successively contacted with a piece of filter paper. after
13、coating with a thin spray of polyDEBsilole, the black and white image was recorded with a CCD camera.,Detection of TNT and picric acid on surfaces and in seawater by using photoluminescent polysiloles. H. Sohn, R. M. Calhoun, M. J. Sailor, and W. C. Trogler, Angew. Chemie, Int. Ed., 40, 2104 (2001).
14、 Detection of Nitroaromatic Explosives Based on Photoluminescent Polymers Containing Metalloles, H. Sohn, M. J. Sailor, D. Magde, and W. C. Trogler, J. Am. Chem. Soc., 125, 3821 (2003). Luminescent Oligo(tetraphenyl)silole Nanoparticles as Chemical Sensors for Aqueous TNT, S. J. Toal, D. Magde, W. C
15、. Trogler, Chem. Commun., 5465 (2005). Polymer Sensors for Nitroaromatic Explosives, (feature article), S. J. Toal and W. C. Trogler, J. Mater. Chem. 16, 2871 (2006). Visual Detection of Trace Nitroaromatic Explosive Residue Using Photoluminescent Metallole-Containing Polymers, S. J. Toal; J. C. San
16、chez, R. E. Dugan, W. C. Trogler, J. Forensic Sci., 52, 79-83 (2007). Correlation of the Electronic Structures of High Explosives with Their Detection by Fluorescence Quenching, J. C. Sanchez, A. D. DiPasquale, and W. C. Trogler, Mater. Chem., in press. Selective Detection of Trace Nitroaromatic, Nitramine and Nitrate Ester Explosive Residues Using a Three-step Fluorimetric Sensing Process: A Tandem Turn-off, Turn-on Sensor, J. C. Sanchez, S. J. Toal, Z. Wang, R. E. Dugan
