地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)集成互聯(lián)方案研究

張娜

摘要： 本文介紹了國內(nèi)地鐵建設(shè)中的綜合監(jiān)控系統(tǒng)及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，分析火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成互聯(lián)關(guān)系，并基于集成互聯(lián)關(guān)系對(duì)地鐵火災(zāi)模式情況下綜合監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)模式進(jìn)行分析，并對(duì)集成互聯(lián)方案進(jìn)行介紹及方案比選，提出了工程實(shí)施過程中的建議方案，以及在方案設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中需要注意的問題。

Abstract： This paper introduces the integrated monitoring system and the automatic fire alarm system in the construction of the subway， analyzes the integrated interconnection between the automatic fire alarm system and the integrated monitoring system， and analyzes the linkage mode of integrated monitoring system and automatic fire alarm system under subway fire mode based on the integrated interconnection relation. The integrated interconnection programs are introduced and compared， the proposed program in the project implementation process is put forward， and the matters needing attention in the design and implementation of the program are pointed out.

關(guān)鍵詞： 地鐵；火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；集成；互聯(lián)

Key words： subway；fire automatic alarm system；integrated monitoring system；integration；interconnection

中圖分類號(hào)：U231+.96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）24-0224-03

0 引言

地鐵作為目前城市中最主要的交通工具之一，具有人員密度大、流動(dòng)性強(qiáng)、車站機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)多等特點(diǎn)，為滿足現(xiàn)代地鐵消防安全的需要，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要，且不可或缺。本文主要針對(duì)國內(nèi)地鐵目前所采用的綜合監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的集成互聯(lián)方案，對(duì)車站及區(qū)間火災(zāi)工況下，火災(zāi)的確認(rèn)及模式下發(fā)方式進(jìn)行分析，并對(duì)各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，提出工程實(shí)施中的建議方案。

1 名詞解釋

綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）：

綜合監(jiān)控系統(tǒng)為分層分布式的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)，通過集成環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）實(shí)現(xiàn)對(duì)車站風(fēng)、水、電等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵火災(zāi)時(shí)作為聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)共同參與救災(zāi)。

模式控制：

按照預(yù)先定義的要求，控制相關(guān)聯(lián)的一組設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制，它在一定事件觸發(fā)下啟動(dòng)。

火災(zāi)模式：

當(dāng)軌道交通火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)發(fā)出確認(rèn)的火災(zāi)報(bào)警信息，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)子系統(tǒng)進(jìn)入排煙、送風(fēng)及消防聯(lián)動(dòng)控制和運(yùn)行。

集成：

集成在綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的專業(yè)自動(dòng)化子系統(tǒng)，其全部功能都由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，各子系統(tǒng)不再獨(dú)立設(shè)置數(shù)據(jù)庫。

互聯(lián)：

系統(tǒng)間通過外部接口進(jìn)行信息交互的、獨(dú)立運(yùn)行的專業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）：

探測(cè)火災(zāi)早期特征、發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，為人員疏散、防止火災(zāi)蔓延和啟動(dòng)自動(dòng)滅火設(shè)備提供控制與指示的消防系統(tǒng)。

2 ISCS、FAS系統(tǒng)介紹

2.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）

①系統(tǒng)功能。ISCS系統(tǒng)通過對(duì)各通信、信號(hào)、供電、機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的集成和互聯(lián)，搭建一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)和集中監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，以及系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，信息互通；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)與事件聯(lián)動(dòng)，加強(qiáng)預(yù)案調(diào)用和系統(tǒng)間協(xié)調(diào)，提高對(duì)事件的反應(yīng)能力和速度，保障乘客的安全和列車運(yùn)行計(jì)劃，提高對(duì)軌道交通的服務(wù)質(zhì)量和綜合運(yùn)營效率。

②系統(tǒng)構(gòu)成。中心級(jí)ISCS 包括實(shí)時(shí)服務(wù)器、兩臺(tái)歷史服務(wù)器、總調(diào)度員工作站、行調(diào)輔助工作站、供電系統(tǒng)調(diào)度員工作站、環(huán)境調(diào)度員工作站、維修調(diào)度員工作站、通信前置機(jī)、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、磁盤陣列、磁帶機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

車站級(jí) ISCS （包括車站、車輛段、停車場(chǎng)）監(jiān)視和控制本站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息，并存儲(chǔ)、處理從各個(gè)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)變化，進(jìn)行記錄并生成報(bào)表，從而實(shí)現(xiàn)車站級(jí)的綜合監(jiān)控。

車站級(jí) ISCS 由車站實(shí)時(shí)服務(wù)器、機(jī)電值班員工作站、行車值班員工作站、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等構(gòu)成。

③集成互聯(lián)方案。地鐵工程中的系統(tǒng)，總體來說可劃分為三大類別，面向列車運(yùn)營的 ATS；面向設(shè)備的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；面向乘客及管理人員的閉路電視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)；這些系統(tǒng)由于專業(yè)間的差異具有不同的特點(diǎn)，在系統(tǒng)的設(shè)置上也有很大不同，在集成與互聯(lián)方案上也因地方業(yè)主、運(yùn)營等需求不同而異。

2.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）

2.2.1 系統(tǒng)功能

①中心級(jí)功能。中心級(jí)功能主要包括：中心級(jí)對(duì)全線報(bào)警系統(tǒng)信息及消防設(shè)施有監(jiān)視、控制及管理權(quán)，對(duì)分控級(jí)的防救災(zāi)工作有指揮權(quán)；編制、下達(dá)全線FAS運(yùn)行模式，火災(zāi)時(shí)確定全線FAS的運(yùn)行模式，監(jiān)視運(yùn)行工況；操作人員可根據(jù)要求隨時(shí)進(jìn)行信息的查看和打印輸出；接收主時(shí)鐘信息，統(tǒng)一系統(tǒng)全線系統(tǒng)時(shí)鐘等。

②車站級(jí)功能。車站級(jí)功能主要包括：在各個(gè)車站、車輛段、停車場(chǎng)等處的控制室設(shè)置“分控級(jí)”系統(tǒng)；車站級(jí)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的預(yù)期報(bào)警功能，監(jiān)視管轄范圍內(nèi)的火情，并對(duì)重要設(shè)備的手動(dòng)控制； ISCS具備屏蔽門、自動(dòng)檢票閘機(jī)開啟，門禁系統(tǒng)釋放，聯(lián)動(dòng)CCTV和廣播執(zhí)行消防動(dòng)作等的聯(lián)動(dòng)功能；聯(lián)動(dòng)控制，即啟動(dòng)或停止車站管轄范圍內(nèi)的防救災(zāi)設(shè)施；監(jiān)視功能等。

2.2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

FAS由設(shè)置在控制中心的中央監(jiān)控管理級(jí)、車站監(jiān)控管理級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)和通信接口等環(huán)節(jié)構(gòu)成。系統(tǒng)管理模式為：中心、車站兩級(jí)管理，中心、車站、就地三級(jí)控制。

中心級(jí)FAS系統(tǒng)可在控制中心調(diào)度大廳內(nèi)配置2套互為備用的火災(zāi)報(bào)警控制器（網(wǎng)絡(luò)型）、FAS工作站；在控制中心網(wǎng)管室內(nèi)配置2臺(tái)互為冗余熱備份的工業(yè)控制型PC操作工作站，作為系統(tǒng)的維護(hù)管理工作站兼做服務(wù)器，并配置1臺(tái)打印機(jī)。

車站級(jí)FAS系統(tǒng)設(shè)在車站控制室＼消防控制室的火災(zāi)報(bào)警控制器（聯(lián)動(dòng)型）通過環(huán)型總線方式與現(xiàn)場(chǎng)的各種現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、監(jiān)控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)組成車站級(jí)FAS。

2.2.3 系統(tǒng)方案

地下車站及區(qū)間按一級(jí)保護(hù)對(duì)象設(shè)計(jì)FAS，F(xiàn)AS按同一時(shí)刻全線車站及區(qū)間發(fā)生一處火災(zāi)考慮。

系統(tǒng)設(shè)中央、車站兩級(jí)管理；實(shí)現(xiàn)中心、車站、現(xiàn)場(chǎng)三級(jí)控制。

全線各站FAS是全線FAS的組成部分，各車站FAS與全線系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工作，同時(shí)具有離網(wǎng)獨(dú)立工作能力。

各車站監(jiān)控管理范圍：車站及車站兩端區(qū)間隧道機(jī)電設(shè)備管轄范圍為準(zhǔn)。地鐵區(qū)間的防災(zāi)報(bào)警根據(jù)區(qū)間隧道機(jī)電設(shè)備配電形式納入就近的相鄰車站進(jìn)行監(jiān)控。

3 FAS集成互聯(lián)方案

目前國內(nèi)軌道交通工程FAS與ISCS之間，存在互聯(lián)與集成不同的設(shè)計(jì)方案。

系統(tǒng)方案介紹：

①方案一：FAS與ISCS互聯(lián)，F(xiàn)AS和ISCS獨(dú)立成

系統(tǒng)。

該方案是FAS與ISCS互聯(lián)，F(xiàn)AS和ISCS各自為獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)備按系統(tǒng)分別配置，F(xiàn)AS與ISCS分別設(shè)置各自的傳輸骨干網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置各自的值班員工作站，具體其示意圖如圖1所示。

車站火災(zāi)：火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制器接收到確認(rèn)的火災(zāi)信息后，控制消防專用的防救災(zāi)設(shè)備，同時(shí)向BAS的主PLC和ISCS系統(tǒng)發(fā)布火災(zāi)模式指令，由BAS和ISCS控制消防專用防救災(zāi)設(shè)備以外的相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)入火災(zāi)模式運(yùn)行，火災(zāi)報(bào)警控制器與主PLC分別將執(zhí)行信息傳給ISCS的值班員工作站。

區(qū)間火災(zāi)：由列車調(diào)度人員通過無線電話告知中央調(diào)度人員列車著火位置，通過中央FAS主機(jī)啟動(dòng)相應(yīng)的救災(zāi)模式，控制中心FAS將火災(zāi)模式發(fā)送給相關(guān)車站FAS，由相關(guān)車站FAS發(fā)給ISCS，與ISCS共同聯(lián)動(dòng)相應(yīng)救災(zāi)設(shè)備參與救災(zāi)，同時(shí)控制中心采取相應(yīng)的火災(zāi)預(yù)案。

②方案二：FAS與ISCS集成，利用ISCS提供的傳輸通道為FAS提供信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。

該方案是FAS與ISCS集成，F(xiàn)AS不再設(shè)置光纖網(wǎng)絡(luò)，而是利用ISCS提供的骨干網(wǎng)絡(luò)組建FAS的專用傳輸通道，F(xiàn)AS工作站的監(jiān)控功能可集成于車站級(jí)ISCS工作站中。FAS系統(tǒng)中央級(jí)功能由ISCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，具體其示意圖如圖2所示。

車站火災(zāi)：火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制器接收到確認(rèn)的火災(zāi)信息后，控制消防專用的防救災(zāi)設(shè)備，同時(shí)向BAS的主PLC和ISCS系統(tǒng)發(fā)布火災(zāi)模式指令，由BAS和ISCS控制消防專用防救災(zāi)設(shè)備以外的相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)入火災(zāi)模式運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)。

區(qū)間火災(zāi)：由列車調(diào)度人員通過無線電話告知中央調(diào)度人員列車著火位置，通過中央ISCS調(diào)度員工作站啟動(dòng)相應(yīng)的救災(zāi)模式，控制中心ISCS將火災(zāi)模式發(fā)送給相關(guān)車站ISCSS，相關(guān)車站ISCS聯(lián)動(dòng)相應(yīng)救災(zāi)設(shè)備參與救災(zāi)，同時(shí)控制中心采取相應(yīng)的火災(zāi)預(yù)案。

4 系統(tǒng)方案比較

方案一：此方案FAS和ISCS兩系統(tǒng)設(shè)備分別配置，傳輸網(wǎng)絡(luò)分別設(shè)置，接口關(guān)系數(shù)量多，總投資稍高。但該方案系統(tǒng)調(diào)試簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性較高。目前北京地鐵線路如：昌平線、大興線、6號(hào)線、8號(hào)線一期、二期、9號(hào)線、10號(hào)線二期均采用此方案。

方案二：此方案采用FAS與ISCS集成的方案，此方案綜合自動(dòng)化程度較高，減少了車站控制室操作工作站數(shù)量。 但該方案需FAS供貨商開放自己自己的接口協(xié)議及軟件，實(shí)施時(shí)需FAS供貨商配合；由于ISCS集成FAS，雙方信息互聯(lián)互通點(diǎn)多，在兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)試階段容易存在功能及職責(zé)劃分不清問題；在區(qū)間火災(zāi)模式下，中央級(jí)僅能通過ISCS工作站下發(fā)相應(yīng)救災(zāi)指令，與現(xiàn)行規(guī)范有出入。目前該方案在廣州、深圳、杭州地鐵1號(hào)線、杭州地鐵4號(hào)線等南方城市有所采用。

5 結(jié)論

本文對(duì)比分析了兩種方案，發(fā)現(xiàn)這兩種方案均有成功案例， FAS集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠節(jié)約資源，節(jié)省車站控制室空間，系統(tǒng)集成度高，更利于運(yùn)營調(diào)度人員的管理，但與現(xiàn)行規(guī)范有出入，所以集成方案需征得當(dāng)?shù)叵谰值耐狻?/p>

故在工程實(shí)施中，應(yīng)優(yōu)先考慮互聯(lián)方案，互聯(lián)方案雖然造價(jià)相對(duì)較高，但系統(tǒng)可靠性也是最高的，且火災(zāi)的確認(rèn)、火災(zāi)模式的發(fā)起均通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)完成，與規(guī)范和國家強(qiáng)制性條文無沖突。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50157-2013，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50490-2009，城市軌道交通技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB50116-2013，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]GB 50636-2010，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]GB16806-2006，消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)[S].