全自動運行系統(tǒng)火災(zāi)聯(lián)動功能的設(shè)計方案研究

陳紅梅 余偉雄

摘? 要：火災(zāi)場景是城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)中一個重要場景，深入分析不同情況下的火災(zāi)場景（列車火災(zāi)、區(qū)間火災(zāi)及車站火災(zāi)），以很好地滿足實際運營需求?；馂?zāi)聯(lián)動功能通過系統(tǒng)的自動響應(yīng)，多系統(tǒng)聯(lián)動報警至控制中心調(diào)度工作站界面，并推送CCTV視頻畫面至客戶端來實現(xiàn)；運營人員可快速定位火災(zāi)故障點，及時響應(yīng)故障處理機制，這對應(yīng)急事件的處置具有重要意義。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)場景；聯(lián)動功能；全自動運行系統(tǒng)；告警信息

中圖分類號：TP39；U231+.7 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2023）04-0135-04

Research on the Design Scheme of Fire Linkage Function of Fully Automatic Operation System

CHEN Hongmei， YU Weixiong

（Casco Signal Co.， Ltd.， Shenzhen? 518042， China）

Abstract： The fire scenario is an important scenario in the fully automatic operation system of urban rail transit. The fire scenarios （train fire， section fire and station fire） under different conditions are analyzed in depth to well meet the actual operation requirements. The fire linkage function is realized through the automatic response of the system， multi-system linkage alarm to the dispatching workstation interface of the control center， and push the CCTV video picture to the client; operators can quickly locate the fire fault point and respond to the fault handling mechanism in time， which is of great significance to the handling of emergency events.

Keywords： fire scenario; linkage function; fully automatic operation system; alarm information

0? 引? 言

城市軌道交通線路上一般人員密度較大，系統(tǒng)設(shè)計對公共安全的措施必須進行充分的考慮，如火災(zāi)一旦發(fā)生必須有快速有效的手段進行處置。目前，各城市的新線建設(shè)中相繼采用全自動運行系統(tǒng)。在全自動運行系統(tǒng)中，列車上沒有司機，大部分的功能均依靠系統(tǒng)自動完成[1，2]。在沒有司機的情況下，一旦發(fā)生故障或突發(fā)事件很容易誘發(fā)乘客的恐慌情緒[3]。在全自動運行系統(tǒng)的運營場景中，火災(zāi)場景是重要的場景之一。由于隧道狹長且空間受限，如果發(fā)生火災(zāi)，蔓延迅速[4]。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時系統(tǒng)如何能快速響應(yīng)，各系統(tǒng)和崗位人員進行快速處置，這是全自動運行系統(tǒng)設(shè)計過程中需要解決的問題。

1? 火災(zāi)場景

在全自動運行系統(tǒng)中，主要需要考慮的火災(zāi)場景為列車火災(zāi)、車站火災(zāi)和區(qū)間火災(zāi)。其中列車火災(zāi)發(fā)生在不同地點又可以分為列車在區(qū)間發(fā)生火災(zāi)、列車在站臺發(fā)生火災(zāi)和列車在車輛段發(fā)生火災(zāi)；車站火災(zāi)又可以分為站臺火災(zāi)和站廳或設(shè)備區(qū)火災(zāi)[5]。由于在不同地點發(fā)生火災(zāi)時，列車的運行狀態(tài)以及所處的位置不同，系統(tǒng)響應(yīng)和處置方式也有較大的差異。

火災(zāi)處置流程如圖1所示，當(dāng)火災(zāi)事件報警被觸發(fā)之后，自動觸發(fā)各核心系統(tǒng)專業(yè)間的聯(lián)動響應(yīng)。系統(tǒng)聯(lián)動響應(yīng)后會在對應(yīng)專業(yè)的工作站上有告警提醒火災(zāi)發(fā)生[6]，操作人員確認火災(zāi)情況啟動處置流程并同時派遣工作人員現(xiàn)場確認，工作人員現(xiàn)場處置完畢后反饋給控制中心或者車站的值班人員。確認火災(zāi)已消除后由現(xiàn)場工作人員現(xiàn)場復(fù)位火災(zāi)報警，系統(tǒng)可恢復(fù)正常運營服務(wù)。

2? 火災(zāi)聯(lián)動設(shè)計方案

全自動運行系統(tǒng)通常包括5大核心專業(yè)系統(tǒng)，分別是信號系統(tǒng)、車輛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、站臺門系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)（含閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（Closed Circuit Television， CCTV））。火災(zāi)聯(lián)動的設(shè)計重點要考慮當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時火災(zāi)報警信息的數(shù)據(jù)流向及各核心專業(yè)系統(tǒng)之間如何聯(lián)動響應(yīng)火災(zāi)告警信息以及各專業(yè)崗位工作人員如何介入處置。在火災(zāi)場景中主要涉及的核心專業(yè)分別為信號系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和車輛系統(tǒng)之間的接口，其接口示意圖如圖2所示。不同區(qū)域發(fā)生火災(zāi)應(yīng)當(dāng)有不同的響應(yīng)和處置方式，這都需要在設(shè)計中充分考慮。

2.1? 列車火災(zāi)

當(dāng)列車一旦發(fā)生火災(zāi)蔓延會非常迅速，故及時疏散列車上的乘客是首要任務(wù)。系統(tǒng)應(yīng)能自動響應(yīng)火災(zāi)告警信息，并實時發(fā)送到控制中心對應(yīng)的核心專業(yè)系統(tǒng)完成對應(yīng)的聯(lián)動功能，通過報警提醒相關(guān)崗位工作人員及時處置[7]。列車火災(zāi)聯(lián)動數(shù)據(jù)流如圖3所示。

當(dāng)車載FAS系統(tǒng)報車廂有火警，車輛的TCMS系統(tǒng)收到火災(zāi)告警信息會把對應(yīng)的信息發(fā)送給信號系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、車載PIS系統(tǒng)和車輛調(diào)子系統(tǒng)。信號系統(tǒng)的車載ATC系統(tǒng)收到火災(zāi)告警信息后會把火災(zāi)告警發(fā)送給ATS子系統(tǒng)，當(dāng)ATS子系統(tǒng)收到列車火災(zāi)告警后會自動觸發(fā)站臺扣車并把扣車狀態(tài)發(fā)送給車載ATC子系統(tǒng)。列車在站臺時會自動聯(lián)動打開車門和站臺門并保持打開狀態(tài)，以便乘客及時下車疏散。當(dāng)車載空調(diào)系統(tǒng)收到列車火災(zāi)報警信息后，會自動關(guān)閉車廂的新風(fēng)門。車載PIS系統(tǒng)收到列車火災(zāi)狀態(tài)會轉(zhuǎn)發(fā)給地面的PIS系統(tǒng)然后再轉(zhuǎn)發(fā)給綜合監(jiān)控系統(tǒng)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)收到列車火災(zāi)告警信息后會自動把溫感組合探測器附近的攝像頭聯(lián)動指令發(fā)送給地面的CCTV。地面的CCTV根據(jù)綜合監(jiān)控的指令調(diào)取對應(yīng)的車載的視頻畫面推送到控制中心的CCTV工作站上，調(diào)度員可通過CCTV工作站確認列車火災(zāi)部位、列車位置、起火源、火勢程度及影響等[8]，并派工作人員進行現(xiàn)場處置。

2.1.1? 列車在區(qū)間火災(zāi)場景

當(dāng)車載FAS系統(tǒng)報警車廂有火警后，根據(jù)列車運行狀態(tài)及火勢情況采取以下兩種不同模式的應(yīng)急疏散：

（1）如果列車能繼續(xù)運行，可在列車到達下一站臺后進行站臺疏散。乘客調(diào)度員通過人工廣播指導(dǎo)乘客啟動緊急對講，取出列車內(nèi)的滅火器進行滅火，列車繼續(xù)運行到下一站，信號系統(tǒng)會自動觸發(fā)扣車并打開車門。

控制中心調(diào)度員或車站值班員進行人工廣播及乘客緊急信息文本發(fā)布，組織清客。車站值班員根據(jù)列車火災(zāi)嚴重情況判斷是否引導(dǎo)乘客疏散，并按火災(zāi)預(yù)案的相關(guān)要求進行應(yīng)急處置，組織車站工作人員攜帶救援裝備趕赴站臺開展前期火災(zāi)撲救工作并通知消防救援人員進行火災(zāi)撲救。

中心行車調(diào)度員預(yù)判火災(zāi)影響并通知全線車站及時進行行車組織調(diào)整，如全線扣車或組織小交路運行等措施[9]。若火勢較大需要進行車站疏散，工作人員應(yīng)及時確認門禁釋放、AFC閘機釋放，落實乘客信息告知、疏散引導(dǎo)、接應(yīng)統(tǒng)計、人員先期救助及搶險搶修配合等。根據(jù)列車火勢情況，控制中心調(diào)度員決定是否啟用車站風(fēng)機應(yīng)急模式。火災(zāi)撲滅后，清理事故現(xiàn)場，列車退出正線運營。處置結(jié)束后，中心行車調(diào)度員應(yīng)及時進行運營調(diào)整，逐步恢復(fù)線路正常運營。

（2）如果火災(zāi)導(dǎo)致列車迫停區(qū)間，執(zhí)行區(qū)間疏散。中心行車調(diào)度員立即組織疏散，工作人員按“區(qū)間疏散”場景進行處置。中心行車調(diào)度根據(jù)現(xiàn)場人員匯報火災(zāi)影響范圍，及時進行行車組織調(diào)整，組織車站工作人員攜帶救援裝備趕赴區(qū)間開展火災(zāi)前期撲救工作?；馂?zāi)撲滅后，清理事故現(xiàn)場，列車退出正線運營服務(wù)。處置結(jié)束后，中心行車調(diào)度應(yīng)及時進行運營調(diào)整，逐步恢復(fù)線路正常運營服務(wù)。

2.1.2? 列車在站臺發(fā)生火災(zāi)場景

乘客調(diào)度員可通過人工廣播對車內(nèi)乘客進行安撫；中心調(diào)度員或車站值班員進行人工廣播和乘客緊急信息文本發(fā)布，組織清客；車站值班員根據(jù)列車火災(zāi)嚴重程度判斷是否引導(dǎo)乘客疏散，并按火災(zāi)預(yù)案的相關(guān)要求進行應(yīng)急處置，組織車站工作人員攜帶救援裝備趕赴站臺開展前期火災(zāi)撲救工作并通知消防救援人員進行火災(zāi)撲救。

行車調(diào)度員預(yù)判火災(zāi)影響并通知全線車站，及時對行車組織進行調(diào)整。為避免區(qū)間阻塞，針對接近事發(fā)車站的列車可根據(jù)實際情況安排立即折返至發(fā)車站臺。

若火勢較大需要進行車站疏散，車站值班員應(yīng)及時確認門禁釋放、AFC緊急模式已啟動，落實乘客信息告知、疏散引導(dǎo)、接應(yīng)統(tǒng)計、人員先期救助及搶險搶修配合等工作。根據(jù)列車火勢情況，中心環(huán)控調(diào)度員決定是否啟用區(qū)間隧道風(fēng)機和車站風(fēng)機應(yīng)急模式。

火災(zāi)撲滅后，清理事故現(xiàn)場，列車退出正線運營。處置結(jié)束后，行車調(diào)度員應(yīng)及時進行運營調(diào)整，逐步恢復(fù)正常運營服務(wù)。

2.1.3? 列車在車輛段發(fā)生火災(zāi)場景

當(dāng)列車在車輛段發(fā)生火災(zāi)時，列車上沒有乘客且沒有站臺，所以信號系統(tǒng)也不會自動觸發(fā)扣車，故盡可能把列車移動到最有利于火災(zāi)控制和撲滅的位置進行處理。

對于停在庫線的列車發(fā)生火災(zāi)，車廠調(diào)度員應(yīng)保持列車停在庫線，并通過CCTV工作站上自動推送的攝像頭視頻畫面查看列車火災(zāi)部位、列車位置、起火源、火勢程度及影響等，同時派遣工作人員登車處置；對于正在出庫列車，通知司機緊急停車或車廠調(diào)度員激活SPKS等方式使列車停車[10]，并及時根據(jù)規(guī)程組織滅火。

2.2? 車站火災(zāi)

當(dāng)站臺發(fā)生火災(zāi)時，F(xiàn)AS系統(tǒng)報警車站火警并給PA系統(tǒng)發(fā)送廣播指令，綜合監(jiān)控系統(tǒng)收到火災(zāi)告警信息后會自動聯(lián)動火災(zāi)模式，包括切除非消防電源、電梯歸首、啟動氣滅噴灑等，并且會自動發(fā)送調(diào)取溫感探測器附近區(qū)域攝像頭指令給地面CCTV，地面CCTV會把對應(yīng)攝像頭視頻畫面推送到車站的CCTV和中心CCTV工作站上顯示。車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)會自動聯(lián)動車站PIS進行火災(zāi)信息顯示及播放、釋放閘機和門禁。中心綜合監(jiān)控系統(tǒng)把火災(zāi)狀態(tài)信息發(fā)給信號系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)，自動觸發(fā)上一站臺扣車，如發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域為站臺區(qū)域則會發(fā)送火災(zāi)車站跳停并且把火災(zāi)狀態(tài)發(fā)送給車載ATC系統(tǒng)。車載ATC系統(tǒng)會把火災(zāi)狀態(tài)發(fā)送給車載TCMS再轉(zhuǎn)發(fā)給車載空調(diào)系統(tǒng)然后自動關(guān)閉新風(fēng)門。車站值班員可以通過CCTV視頻信息對火災(zāi)情況進行判定，確認車站火災(zāi)的類別：站臺火災(zāi)、站廳火災(zāi)或設(shè)備房火災(zāi)，并派工作人員現(xiàn)場處置。火災(zāi)告警信息會同時發(fā)送給信號系統(tǒng)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)會把火災(zāi)的緊急文本信息發(fā)送給PIS系統(tǒng)[11]，在車站的PIS屏上顯示車站的火災(zāi)信息，車站的進行火災(zāi)信息廣播。如圖4所示。

2.2.1? 站臺火災(zāi)場景

當(dāng)站臺發(fā)生火災(zāi)時，若該站臺有停站列車，行車調(diào)度員應(yīng)組織立即發(fā)車，停站列車應(yīng)立即關(guān)閉車門及站臺門，啟動列車離開車站，乘客調(diào)度員人工進行列車廣播，告之乘客站臺火災(zāi)，不要在該站下車。若該站臺無停站列車，信號系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)會自動設(shè)置該站臺跳停，并自動執(zhí)行上一站站臺扣車，扣車后乘客調(diào)度員人工進行列車廣播，向車內(nèi)乘客說明下一站車站火災(zāi)情況。

2.2.2? 站廳或設(shè)備區(qū)火災(zāi)場景

當(dāng)站廳或設(shè)備區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，若該站臺有停站列車，乘客調(diào)度員人工進行列車廣播，告之乘客站廳火災(zāi)，不要在該站下車。

行車調(diào)度員也可根據(jù)火災(zāi)和站臺乘客的具體情況，給列車辦理跳停作業(yè)讓列車不在本站停車而直接通過車站，上一站由行車調(diào)度員根據(jù)具體情況手動扣車。

2.3? 區(qū)間火災(zāi)

當(dāng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時，控制中心調(diào)度工作站上會觸發(fā)告警并且在ATS的界面顯示。當(dāng)區(qū)間感溫光纖系統(tǒng)檢測到區(qū)間火災(zāi)時，會把告警信息發(fā)送給車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)再轉(zhuǎn)發(fā)給中心綜合監(jiān)控系統(tǒng)并同時在對應(yīng)的工作站顯示。綜合監(jiān)控系統(tǒng)將火災(zāi)報警信息發(fā)送給信號系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)，ATS子系統(tǒng)系統(tǒng)收到火災(zāi)報警后，對列車在上一站臺自動扣車。如火災(zāi)區(qū)間有列車運行，控制中心調(diào)度員可通過手動給列車發(fā)送確認區(qū)間火災(zāi)的指令把區(qū)間火災(zāi)的信息發(fā)送給車載ATC，車載ATC收到火災(zāi)信息再轉(zhuǎn)發(fā)給車輛TCMS。車輛TCMS會把火災(zāi)狀態(tài)同時發(fā)送給車載空調(diào)系統(tǒng)和車載的PIS系統(tǒng)。當(dāng)車載空調(diào)系統(tǒng)收到列車火災(zāi)報警信息后，會自動關(guān)閉車廂的新風(fēng)門。車載PIS系統(tǒng)收到列車火災(zāi)狀態(tài)會轉(zhuǎn)發(fā)給地面的PIS系統(tǒng)然后再轉(zhuǎn)發(fā)給綜合監(jiān)控系統(tǒng)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)收到列車火災(zāi)告警信息后會自動把列車車外的攝系統(tǒng)聯(lián)動指令發(fā)送給地面的CCTV。地面的CCTV根據(jù)綜合監(jiān)控的指令調(diào)取對應(yīng)的車載的視頻畫面推送到控制中心的CCTV工作站上，調(diào)度員可通過CCTV工作站確認火災(zāi)位置、起火源、火勢程度及影響等，并派工作人員進行現(xiàn)場處置。人工確認真實火災(zāi)后，環(huán)控調(diào)度員手動啟動區(qū)間火災(zāi)模式，根據(jù)火災(zāi)地點及列車位置確定區(qū)間風(fēng)機運轉(zhuǎn)方向。乘客調(diào)度員或車站值班員對發(fā)生火災(zāi)區(qū)間上一站站臺及區(qū)間運行列車進行人工廣播和乘客緊急信息文本發(fā)布。區(qū)間火災(zāi)聯(lián)動數(shù)據(jù)流如圖5所示。

行車調(diào)度員預(yù)判火災(zāi)影響，及時對行車組織進行調(diào)整。可根據(jù)實際情況組織進入火災(zāi)區(qū)域的其他列車駛離或退回發(fā)車車站。組織車站工作人員攜帶救援裝備趕赴站臺開展前期火災(zāi)撲救工作并通知消防救援人員進行火災(zāi)撲救。當(dāng)環(huán)控調(diào)度員確認區(qū)間火災(zāi)撲滅后，人工取消列車區(qū)間火災(zāi)模式，行車調(diào)度員取消上一站扣車，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運營服務(wù)。

3? 火災(zāi)場景的接口管理及應(yīng)用

列車火災(zāi)告警信息的觸發(fā)源為列車，通過車地?zé)o線把火災(zāi)告警信息傳輸?shù)杰壟詫崿F(xiàn)相應(yīng)的聯(lián)動功能。車站和區(qū)間火災(zāi)告警信息的觸發(fā)源為軌旁，通過車地?zé)o線把火災(zāi)告警信息傳輸?shù)搅熊噷崿F(xiàn)相應(yīng)的聯(lián)動功能?；馂?zāi)告警信息的傳輸路由經(jīng)過了多個系統(tǒng)之間的接口，信息進行了多重傳遞，故各系統(tǒng)間的接口尤為關(guān)鍵。各系統(tǒng)間接口的一致性能確保信息的準確傳遞。同時由于傳輸路徑較長，保證信息不被丟失和實時性也是需要重點考慮的問題。在實際項目實施中涉及接口較多，故需要多系統(tǒng)之間有統(tǒng)一的地址規(guī)劃，避免地址沖突。另外，告警信息源需要經(jīng)過多個系統(tǒng)的傳遞，比較容易出現(xiàn)由于接口協(xié)議定義的不一致導(dǎo)致信息無法傳遞，所以需要協(xié)調(diào)各系統(tǒng)保持接口協(xié)議定義的一致性。

4? 結(jié)? 論

本文從全自動運行系統(tǒng)的實際需求考慮，對不同的火災(zāi)情況進行了分析。通過系統(tǒng)的聯(lián)動對緊急火災(zāi)場景下的緊急情況能快速響應(yīng)，提升處置效率，避免損失?；馂?zāi)屬于緊急事件，保證人員安全是首要任務(wù)，中心可以通過視頻聯(lián)動可以查看現(xiàn)場的情況初步判斷并進行緊急處置，同時派人員登車現(xiàn)場確認具體情況已保證排除所有隱患。系統(tǒng)的火災(zāi)聯(lián)動功能提供了一種方便、快速的手段給運營維護人員及時發(fā)現(xiàn)并處置火災(zāi)事件，對系統(tǒng)的安全運營提供了保證。

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作者簡介：陳紅梅（1983—），女，漢族，四川遂寧人，中級職稱，本科，研究方向：城市軌道交通信號系統(tǒng)。

收稿日期：2022-09-26