摘 要:對(duì)比了兩種地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,就現(xiàn)代地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成、功能實(shí)現(xiàn)以及管理進(jìn)行了探討,提出建立以適應(yīng)現(xiàn)代地鐵發(fā)展而集成各類自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)為一體的防災(zāi)救災(zāi)綜合監(jiān)控體系。
關(guān)鍵詞:地鐵;火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng);集成控制
 
      地鐵是高密度、快速運(yùn)行的城市公共交通系統(tǒng)。地鐵建設(shè)對(duì)支撐城市的總體規(guī)劃、拉大城市骨架、增強(qiáng)中心城市的區(qū)域輻射功能、完善綜合交通體系、提升城市建設(shè)品質(zhì)、提高公共交通服務(wù)水平、改善投資環(huán)境、拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)等的作用不可小視。為適應(yīng)現(xiàn)代地鐵消防安全的需要,必須突破常規(guī)消防措施的局限,建立一套適合地鐵特點(diǎn)的防火保障體系。其中,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)于地鐵火災(zāi)早期探測(cè)以及各類防火、滅火設(shè)施的控制起到至關(guān)重要的作用。
      《火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50016-98)規(guī)定:火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)與其他系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)合用。這是為了保證在過(guò)去網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平較低的情況下火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)傳輸?shù)目煽啃?。但?duì)當(dāng)今地鐵諸多系統(tǒng)而言,通信系統(tǒng)或綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的傳輸通道的可靠性(無(wú)論是OTN、MSTP還是冗余工業(yè)以太網(wǎng)等)都遠(yuǎn)比FAS自身的光纖環(huán)網(wǎng)可靠。因此,《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157-2003)規(guī)定:地鐵全線火災(zāi)報(bào)警與聯(lián)動(dòng)控制的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)可利用地鐵公共通信網(wǎng)絡(luò),不宜獨(dú)立配置;但FAS現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)獨(dú)立配置。目前,地鐵FAS設(shè)計(jì)方案有單獨(dú)系統(tǒng)和與其他系統(tǒng)集成兩種方案,并都有實(shí)際運(yùn)行案例。

1 FAS構(gòu)成方案對(duì)比
1.1  FAS獨(dú)立設(shè)置方案
      FAS與環(huán)境及設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)等系統(tǒng)完全獨(dú)立,單獨(dú)設(shè)置,通過(guò)通信接口將FAS信息傳遞給相關(guān)的系統(tǒng)(如環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)等)。該方案技術(shù)成熟,接口界面清晰,便于工程實(shí)施,是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)水平較低時(shí)的一種方案。然而,從運(yùn)營(yíng)管理上看,地鐵消防值班員一般由車(chē)站值班員兼任,值班員除了管理FAS外,還要管理其他機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)。在火災(zāi)狀態(tài)下,需要使各機(jī)電設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行,以便縮短救災(zāi)時(shí)間,分散設(shè)置的各機(jī)電系統(tǒng)不便于車(chē)站值班人員管理和系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。
1.2  FAS集成設(shè)置方案
      將FAS管理功能與相關(guān)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行集成,主要是依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)及控制技術(shù),利用標(biāo)準(zhǔn)接口和軟件編程使系統(tǒng)間無(wú)縫集成,實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的實(shí)時(shí)互操作性,提高系統(tǒng)的可靠性和可用性,提高運(yùn)營(yíng)管理效率,縮短對(duì)應(yīng)急事件的處理時(shí)間,有利于提高地鐵的整體調(diào)度水平,達(dá)到減員增效的目的。與獨(dú)立的FAS相比,集成設(shè)置方案主要集成了以下兩個(gè)方面:一是用綜合監(jiān)控的雙冗余以太網(wǎng)取代了FAS的專用光纖環(huán)網(wǎng),信息傳輸可靠性更高;二是綜合監(jiān)控管理工作站集成了FAS控制中心的管理功能。

2 FAS集成模式選擇
2.1 一般集成
      這種模式側(cè)重功能相近、聯(lián)動(dòng)關(guān)系緊密的系統(tǒng)間集成,如將FAS和BAS進(jìn)行集成?；馂?zāi)時(shí),FAS通過(guò)主機(jī)可直接向BAS發(fā)出模式指令,由BAS啟動(dòng)相關(guān)環(huán)控設(shè)備運(yùn)行。
2.2 深度集成
      由FAS、BAS、電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)以子系統(tǒng)的形式集成入綜合監(jiān)控系統(tǒng),形成核心系統(tǒng),并集成屏蔽門(mén)系統(tǒng)(PSD)和防淹門(mén)系統(tǒng)(FG),對(duì)PSD系統(tǒng)和FG系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中央級(jí)和車(chē)站級(jí)的界面和操作管理功能。互聯(lián)的系統(tǒng)還有:自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)、信號(hào)系統(tǒng)(SIG)、時(shí)鐘系統(tǒng)(CLK)、閉路電視系統(tǒng)(CCTV)、廣播系統(tǒng)(PA)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、門(mén)禁系統(tǒng)(ACS)、無(wú)線通信系統(tǒng)(RTS)、集中告警系統(tǒng)(ALM)。

3 FAS集成深度選擇
      為確保FAS的可靠性和安全性,一般從車(chē)站級(jí)才納入綜合監(jiān)控系統(tǒng),而FAS現(xiàn)場(chǎng)級(jí)則還是保持獨(dú)立。FAS的現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)由專用報(bào)警控制主機(jī)、火災(zāi)探測(cè)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)回路總線及其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等(這些設(shè)備應(yīng)是通過(guò)國(guó)家消防產(chǎn)品檢測(cè)中心認(rèn)證、認(rèn)可或強(qiáng)制檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品)組成,保證了FAS底層設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立。車(chē)站級(jí)FAS主機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口直接接入車(chē)站綜合監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)信息資源共享,以滿足綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線及各車(chē)站的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度指揮要求,同時(shí)保證FAS現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(含主機(jī)、傳感器等)的獨(dú)立性,不與其他系統(tǒng)合用,即使車(chē)站綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障,FAS仍可降級(jí)運(yùn)行,通過(guò)FAS主機(jī)控制車(chē)站內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。在對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)為FAS劃分獨(dú)立的傳輸通道,保證FAS數(shù)據(jù)傳輸?shù)莫?dú)立性。

4 FAS控制方式選擇
4.1 管理模式
      FAS采用兩級(jí)管理、三級(jí)控制模式,即中央級(jí)和車(chē)站級(jí)管理,中央級(jí)、車(chē)站級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制。
4.2 控制模式
      在正常情況下,車(chē)站級(jí)和中央級(jí)功能主要由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于地下車(chē)站發(fā)生火災(zāi)時(shí),首先FAS在火災(zāi)初期能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi),及時(shí)確認(rèn)及報(bào)警,通過(guò)車(chē)站綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出災(zāi)害模式指令給BAS,由其控制車(chē)站防災(zāi)救災(zāi)設(shè)備轉(zhuǎn)入相應(yīng)的災(zāi)害模式下運(yùn)行,切斷非消防電源。同時(shí),綜合監(jiān)控系統(tǒng)要聯(lián)動(dòng)消防廣播系統(tǒng)進(jìn)行乘客的誘導(dǎo)疏散。FAS自身還要根據(jù)需要聯(lián)動(dòng)AFC系統(tǒng)閘機(jī)、電梯、防火卷簾、消防水泵、應(yīng)急疏散照明和指示以及ACS系統(tǒng)等設(shè)備。為了防止二次災(zāi)害,自動(dòng)扶梯不進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制,采用手動(dòng)控制方式。
4.3 操作模式
      FAS從車(chē)站級(jí)開(kāi)始并入綜合監(jiān)控系統(tǒng),其車(chē)站級(jí)、中央級(jí)的操作主要由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。正常情況下,整個(gè)操作模式根據(jù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行管理模式運(yùn)行,火災(zāi)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制設(shè)備能夠獨(dú)立于綜合監(jiān)控系統(tǒng)操作員工作站,完成對(duì)車(chē)站管轄區(qū)內(nèi)消防專用設(shè)備的控制,同時(shí)通過(guò)與BAS之間的接口完成對(duì)BAS的模式指令操作,由BAS完成對(duì)車(chē)站相關(guān)消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備的災(zāi)害模式控制,保證在綜合監(jiān)控系統(tǒng)故障的情況下不影響救災(zāi)。緊急情況下,也可直接通過(guò)設(shè)在車(chē)站控制室緊急手動(dòng)控制盤(pán)上模式按鈕完成災(zāi)害模式下的工況轉(zhuǎn)換。緊急手動(dòng)控制盤(pán)為綜合監(jiān)控的后備操作模式,具有最高操作權(quán)限。

5 FAS應(yīng)具備的功能
5.1 中央級(jí)功能
      中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視地鐵全線各車(chē)站的FAS狀況,當(dāng)確認(rèn)出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警時(shí),相關(guān)工作站進(jìn)入災(zāi)害工作模式,發(fā)出控制指令,迅速協(xié)調(diào)相關(guān)系統(tǒng)執(zhí)行救災(zāi)。具體包括以下功能:
      (1)接收并儲(chǔ)存全線消防報(bào)警設(shè)備主要運(yùn)行狀態(tài),接收全線各車(chē)站、車(chē)輛段、主變電所的火災(zāi)報(bào)警并顯示報(bào)警部位,進(jìn)行歷史檔案管理。
      (2)接收控制中心和列車(chē)無(wú)線電話報(bào)警。當(dāng)列車(chē)在區(qū)間發(fā)生火災(zāi)或事故時(shí),中央級(jí)能夠直接發(fā)布指令,控制區(qū)間隧道的設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的救災(zāi)模式。緊急時(shí),中央級(jí)也可授權(quán)車(chē)站等分控級(jí)發(fā)布實(shí)施救災(zāi)的相應(yīng)指令,將相應(yīng)救災(zāi)設(shè)施轉(zhuǎn)換為按預(yù)訂的災(zāi)害模式運(yùn)行。
      (3)可與城市消防站之間建立實(shí)時(shí)互通聯(lián)系。
      (4)火災(zāi)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為消防救災(zāi)模式,并自動(dòng)彈出相應(yīng)報(bào)警區(qū)域的平面圖,當(dāng)同時(shí)存在其他報(bào)警時(shí),優(yōu)先報(bào)火警。
      (5)能與其他線路之間實(shí)現(xiàn)信息互通、資源共享。
      (6)通過(guò)全線消防(專用)通信系統(tǒng)(閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)切換裝置和顯示終端、有線電話、無(wú)線調(diào)度電話等),組織、指揮、管理全線防災(zāi)救災(zāi)工作。
      (7)通過(guò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)與中央時(shí)鐘系統(tǒng)接口,接收主時(shí)鐘信息,同步系統(tǒng)時(shí)鐘。
      (8)在既定周期內(nèi)或必要時(shí),能授權(quán)設(shè)在車(chē)輛段的維護(hù)工作站,通過(guò)維護(hù)工作站負(fù)責(zé)全線FAS軟件的維護(hù)、組態(tài)、運(yùn)行參數(shù)的定義、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)及用戶操作畫(huà)面的修改和增加、故障的檢查和資料查詢等,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)程序及各監(jiān)控站流程圖、數(shù)據(jù)庫(kù)等遠(yuǎn)程上(下)載、監(jiān)視及修改功能,滿足遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)的要求。其中,維護(hù)工作站具有較高的操作權(quán)限。
5.2 車(chē)站級(jí)功能
      各車(chē)站消防控制室由值班站長(zhǎng)或值班員兼任消防值班員,負(fù)責(zé)監(jiān)視火災(zāi)報(bào)警,確認(rèn)火災(zāi)狀況,報(bào)告中央控制室(OCC)以及接收OCC發(fā)出的消防救災(zāi)指令。
      (1)監(jiān)視車(chē)站及所轄區(qū)間消防設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),接收車(chē)站及所轄區(qū)間火災(zāi)報(bào)警或其他系統(tǒng)的報(bào)警,并顯示報(bào)警部位。
      (2)向OCC報(bào)告災(zāi)情,接收OCC發(fā)出的消防救災(zāi)指令和安全疏散命令。
      (3)火災(zāi)時(shí),FAS主機(jī)能及時(shí)向BAS發(fā)出火災(zāi)模式指令,由BAS控制現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)入到災(zāi)害模式的運(yùn)行。
      (4)對(duì)于消防專用設(shè)備(如消防泵、噴淋泵等),可自動(dòng)啟停控制,FAS應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)視其狀態(tài),緊急情況下也可在消防控制室直接手動(dòng)控制。
      (5)監(jiān)視消火栓按鈕、電梯、防火卷簾、水流指示器、信號(hào)蝶閥、壓力開(kāi)關(guān)等的動(dòng)作狀態(tài)。
      (6)火災(zāi)時(shí)應(yīng)能將廣播、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入消防狀態(tài)。
5.3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備功能
      現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備功能與通常火災(zāi)警報(bào)控制器的巡檢、故障提示、復(fù)位、存儲(chǔ)以及聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備、接收反饋信號(hào)、手動(dòng)直接控制等相同。由于地鐵線路長(zhǎng),各種電氣系統(tǒng)復(fù)雜,從系統(tǒng)維護(hù)方便考慮,有必要考慮配置便攜式編程器,可作為車(chē)站綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)FAS降級(jí)操作的后備操作模式,在<