關于地鐵防淹門水位報警系統(tǒng)的優(yōu)化

孫娟娟

摘 要：論述地鐵防淹門系統(tǒng)的組成及功能。分析目前防淹門系統(tǒng)常見故障，針對目前防淹門水位報警系統(tǒng)缺陷提出優(yōu)化改進方案，確保防淹門水位報警系統(tǒng)的正常運行。

關鍵詞：防淹門；可編程控制器；水位計

根據《地鐵設計規(guī)范》的相關設計要求，對于需要穿越江河湖海等水域的地鐵建設工程，必須在穿越該水域的進出口兩端的合適位置實施相應的防淹措施或者加裝防淹門裝置[1]。防淹門水位報警系統(tǒng)是地鐵的重要防淹設備，當穿越水域的區(qū)間隧道發(fā)生水災事故時能夠及時阻止水流灌入地鐵隧道與站臺的有效保障。在蓄水地下區(qū)域隧道內加裝防淹門水位報警系統(tǒng)，能夠有效防止因突發(fā)意外事故而導致洪水進入地鐵，從而避免引發(fā)大范圍的地鐵財產損失與人身傷亡，有效保障地鐵內相關設備與地鐵乘客的人身安全。

1 地鐵防淹門水位報警控制系統(tǒng)概況

1）地鐵防淹門水位報警控制系統(tǒng)的組成。

防淹門水位報警控制系統(tǒng)主要由中央級控制、車站級控制以及現場三級監(jiān)控和車站級控制、現場二級監(jiān)控。防淹門水位報警控制系統(tǒng)將每一扇防淹門設計為相對獨立的單個子系統(tǒng)，則每一扇門的開啟與關閉互相獨立。中央級、車站級的監(jiān)控與檢測數據的傳輸網絡設備則是由綜合監(jiān)控系統(tǒng)來實現，而現場設備則包含防淹門的PLC控制器[2]、控制按鈕、水位探測器、UPS電源設備、警笛警鈴指、示燈等組成。

2）地鐵防淹門水位報警控制系統(tǒng)的主要功能。

地鐵防淹門水位報警控制系統(tǒng)的主要功能是：不斷采集水位信息，對區(qū)間的水位實行預報警、危險水位報警并對區(qū)間水位的上漲速度報警；實現防淹門門體水位控制并顯示水位狀態(tài)；實現防淹門系水位報警控制系統(tǒng)與其相關控制系統(tǒng)的信號傳送與接收。

3）地鐵防淹門水位的自動檢測分析與報警。

當前國內外地鐵建設工程中的水位自動檢測分析報警主要包含兩種方式。第一種水位自動檢測分析報警方式是由防淹門水位報警控制系統(tǒng)負責在防淹門位置設置水位檢測、分析與報警，將采集到的水位數據進行分析處理之后上傳到車站級控制與中央級控制， 防淹門的開啟與關閉由中央級控制發(fā)出指令控制。第二種水位自動檢測分析報警方式是區(qū)間水位的檢測只能由防淹門水位報警控制系統(tǒng)現場進行設置，但檢測到的水位數據系統(tǒng)無權進行分析，必須立即將檢測到的書記上傳到車站級控制與中央級控制， 最后由BAS系統(tǒng)對數據進行相應的分析和處理，提供報警命令，由相應的信號系統(tǒng)下發(fā)開啟指令與關閉指令。

2 地鐵防淹門水位報警控制系統(tǒng)故障分析

1）地鐵防淹門水位報警控制系統(tǒng)的故障分類。

（1）電氣設備出現故障誤報故障信息。

（2）防淹門系統(tǒng)與信號系統(tǒng)（發(fā)出請求或允許關閉的信息）的接口有故障。

（3）在緊急狀態(tài)下不能及時關閉防淹門。

（4）當危險解除后不能將關閉的防淹門開門并復位到正常的位置。

2）地鐵防淹門系統(tǒng)的故障影響。

當防淹門需要緊急關閉時不能關閉，則可能導致大量水流灌入地鐵隧道與站臺，造成設備損壞、財產損失與人員傷亡等嚴重影響。假如由于防淹門設備故障導致系統(tǒng)誤報故障信息或者在防淹門需要打開時卻不能打開，則區(qū)間的防護信號機會自動關閉，從而導致信號系統(tǒng)不能正確排列列車的進路，將直接影響行車的正常運行。由此可見，防淹門的水位報警系統(tǒng)的正常運作尤其重要。

3 地鐵防淹門水位故障報警系統(tǒng)優(yōu)化

1）地鐵防淹門水位故障報警系統(tǒng)現狀。

防淹門自動報警裝置由設于區(qū)間隧道內左線隧道水位探測器SB07、SB05，右線隧道水位探測器SB02、SB04，和設置于防淹門控制室的PLC機及其他外部設備組成。

車控室及防淹門控制室均裝設有報警電鈴和電笛。主要完成隧道內軌底面20mm至軌面400mm范圍內的水位4級檢測（只作大于或等于設定水位上漲速度的檢測），即檢測1級報警后，1與2級報訊點水位上漲速度大于某值時，系統(tǒng)自動進行2級報警；檢測一級報警后，二與三報訊點間水位上漲速度大于某值時，系統(tǒng)自動進行二級報警，當隧道內水位上升至軌頂400mm處時，系統(tǒng)發(fā)出水災及隧道安全行車的二級報警信號。

隨著時間的推移，地鐵防淹門系統(tǒng)慢慢的出現水位計故障，故障原因為浮球水位開關線纜老化，電纜變硬了，測量不出準確的狀態(tài)信息，在參考線范圍中不能反饋水位信息，而且還有較大偏差，有時未到設定水位，就引起水位報警，而且水從入水口流下泵房，引起集水井水位水浪翻涌會出現重復的報警信息出現，導致反饋到PLC的信號不穩(wěn)定，從而不能正確處理故障。

2）地鐵防淹門水位故障報警系統(tǒng)優(yōu)化改造。

為保證浮球水位計能夠及時準確地實現報警動作，本次對浮球水位計改造將從以下幾個步驟進行改造設計：

（1）由于原報警系統(tǒng)為四級報警系統(tǒng)，井水位在左右兩側分別設置兩種級別報警監(jiān)控，出現浮球不能正常動作的現象，為了避免浮球不能正常動作，在原有左右兩側分別設置兩種級別報警監(jiān)控的設計基礎上分別將左右兩側改造為四種級級別的報警監(jiān)控，如下圖所示，形成全新的檢測報警系統(tǒng)，既井水位左右兩側均有四級報警監(jiān)控，報警系統(tǒng)提升為八級檢測報警系統(tǒng)。

（2）防淹門系統(tǒng)的PLC程序的改造。

改造水位計之后，原防淹門系統(tǒng)的PLC程序已不適用，須對原程序進行編程修改[3]，將同水位兩個浮球的啟動報警設置為“與”關系，使得同水位兩個浮球能夠同時動作，并發(fā)出報警命令。

（3）防淹門水位故障報警系統(tǒng)水位計優(yōu)化改進后，需進行手動注水模擬測試，首先，注滿水池到參考水位1～4級水位分別完成所需報警狀態(tài)，手動將四個水位短時間動作，完成上漲超速報警，完善了多級水位狀態(tài)，最終確保防淹門水位報警系統(tǒng)的正常運行。

4 結語

通過對防淹門水位故障報警系統(tǒng)改造，更換原有的缺陷水位計，修改PLC程序使設備更穩(wěn)定的運行。保證了地鐵防淹門水位故障報警系統(tǒng)的功能可靠，同時操作簡單，改造成本低，具有很好的推廣價值和使用前景。

參考文獻：

[1]中華人民共和國建設部.GB50157—2003地鐵設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[2]孫承志.施耐德PLC 基礎與應用技術.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[3]王偉.可編程控制器的使用和維護.北京：化學工業(yè)出版社，2005.