地鐵是高密度、快速運行的城市公共交通系統(tǒng)。地鐵建設對支撐城市的總體規(guī)劃、拉大城市骨架、增強中心城市的區(qū)域輻射功能、完善綜合交通體系、提升城市建設品質、提高公共交通服務水平、改善投資環(huán)境、拉動地方經濟等的作用不可小視。為適應現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的防火保障體系。其中,火災自動報警系統(tǒng)對于地鐵火災早期探測以及各類防火、滅火設施的控制起到至關重要的作用。

　　《火災報警系統(tǒng)設計規(guī)范》(GB50016-98)規(guī)定:火災自動報警系統(tǒng)的傳輸網絡不應與其他系統(tǒng)的傳輸網絡合用。這是為了保證在過去網絡技術水平較低的情況下火災自動報警系統(tǒng)(FAS)傳輸的可靠性。但對當今地鐵諸多系統(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(無論是OTN、MSTP還是冗余工業(yè)以太網等)都遠比FAS自身的光纖環(huán)網可靠。因此,《地鐵設計規(guī)范》(GB50157-2003)規(guī)定:地鐵全線火災報警與聯動控制的信息傳輸網絡可利用地鐵公共通信網絡,不宜獨立配置;但FAS現場級網絡應獨立配置。目前,地鐵FAS設計方案有單獨系統(tǒng)和與其他系統(tǒng)集成兩種方案,并都有實際運行案例。

　　1FAS構成方案對比

　　1.1FAS獨立設置方案

　　FAS與環(huán)境及設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)等系統(tǒng)完全獨立,單獨設置,通過通信接口將FAS信息傳遞給相關的系統(tǒng)(如環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)和信號系統(tǒng)等)。該方案技術成熟,接口界面清晰,便于工程實施,是在計算機網絡技術和控制技術水平較低時的一種方案。然而,從運營管理上看,地鐵消防值班員一般由車站值班員兼任,值班員除了管理FAS外,還要管理其他機電設備系統(tǒng)。在火災狀態(tài)下,需要使各機電設備協調運行,以便縮短救災時間,分散設置的各機電系統(tǒng)不便于車站值班人員管理和系統(tǒng)之間的聯動運行。

　　1.2FAS集成設置方案

　　將FAS管理功能與相關機電設備系統(tǒng)進行集成,主要是依托計算機網絡技術、通信技術及控制技術,利用標準接口和軟件編程使系統(tǒng)間無縫集成,實現不同系統(tǒng)間的實時互操作性,提高系統(tǒng)的可靠性和可用性,提高運營管理效率,縮短對應急事件的處理時間,有利于提高地鐵的整體調度水平,達到減員增效的目的。與獨立的FAS相比,集成設置方案主要集成了以下兩個方面:一是用綜合監(jiān)控的雙冗余以太網取代了FAS的專用光纖環(huán)網,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。

　　2FAS集成模式選擇

　　2.1一般集成

　　這種模式側重功能相近、聯動關系緊密的系統(tǒng)間集成,如將FAS和BAS進行集成?；馂臅r,FAS通過主機可直接向BAS發(fā)出模式指令,由BAS啟動相關環(huán)控設備運行。

　　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),并集成屏蔽門系統(tǒng)(PSD)和防淹門系統(tǒng)(FG),對PSD系統(tǒng)和FG系統(tǒng)實現中央級和車站級的界面和操作管理功能?；ヂ摰南到y(tǒng)還有:自動售檢票系統(tǒng)(AFC)、信號系統(tǒng)(SIG)、時鐘系統(tǒng)(CLK)、閉路電視系統(tǒng)(CCTV)、廣播系統(tǒng)(PA)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、門禁系統(tǒng)(ACS)、無線通信系統(tǒng)(RTS)、集中告警系統(tǒng)(ALM)。

　　3FAS集成深度選擇

　　為確保FAS的可靠性和安全性,一般從車站級才納入綜合監(jiān)控系統(tǒng),而FAS現場級則還是保持獨立。FAS的現場控制級由專用報警控制主機、火災探測設備、現場回路總線及其他現場設備等(這些設備應是通過國家消防產品檢測中心認證、認可或強制檢驗合格的產品)組成,保證了FAS底層設備和現場網絡的獨立。車站級FAS主機通過標準接口直接接入車站綜合監(jiān)控系統(tǒng),實現信息資源共享,以滿足綜合監(jiān)控系統(tǒng)對全線及各車站的機電設備系統(tǒng)的統(tǒng)一協調調度指揮要求,同時保證FAS現場設備(含主機、傳感器等)的獨立性,不與其他系統(tǒng)合用,即使車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障,FAS仍可降級運行,通過FAS主機控制車站內的現場設備。在對綜合監(jiān)控系統(tǒng)設計時,應為FAS劃分獨立的傳輸通道,保證FAS數據傳輸的獨立性。

　　4FAS控制方式選擇

　　4.1管理模式

　　FAS采用兩級管理、三級控制模式,即中央級和車站級管理,中央級、車站級和現場級控制。

　　4.2控制模式

　　在正常情況下,車站級和中央級功能主要由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現。對于地下車站發(fā)生火災時,首先FAS在火災初期能夠及時發(fā)現火災,及時確認及報警,通過車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出災害模式指令給BAS,由其控制車站防災救災設備轉入相應的災害模式下運行,切斷非消防電源。同時,綜合監(jiān)控系統(tǒng)要聯動消防廣播系統(tǒng)進行乘客的誘導疏散。FAS自身還要根據需要聯動AFC系統(tǒng)閘機、電梯、防火卷簾、消防水泵、應急疏散照明和指示以及ACS系統(tǒng)等設備。為了防止二次災害,自動扶梯不進行聯動控制,采用手動控制方式。

　　4.3操作模式

　　FAS從車站級開始并入綜合監(jiān)控系統(tǒng),其車站級、中央級的操作主要由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現。正常情況下,整個操作模式根據綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運行管理模式運行,火災時現場級控制設備能夠獨立于綜合監(jiān)控系統(tǒng)操作員工作站,完成對車站管轄區(qū)內消防專用設備的控制,同時通過與BAS之間的接口完成對BAS的模式指令操作,由BAS完成對車站相關消防聯動設備的災害模式控制,保證在綜合監(jiān)控系統(tǒng)故障的情況下不影響救災。緊急情況下,也可直接通過設在車站控制室緊急手動控制盤上模式按鈕完成災害模式下的工況轉換。緊急手動控制盤為綜合監(jiān)控的后備操作模式,具有最高操作權限。

　　5FAS應具備的功能

　　5.1中央級功能

　　中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視地鐵全線各車站的FAS狀況,當確認出現火災報警時,相關工作站進入災害工作模式,發(fā)出控制指令,迅速協調相關系統(tǒng)執(zhí)行救災。具體包括以下功能:

　　(1)接收并儲存全線消防報警設備主要運行狀態(tài),接收全線各車站、車輛段、主變電所的火災報警并顯示報警部位,進行歷史檔案管理。

　　(2)接收控制中心和列車無線電話報警。當列車在區(qū)間發(fā)生火災或事故時,中央級能夠直接發(fā)布指令,控制區(qū)間隧道的設備執(zhí)行相應的救災模式。緊急時,中央級也可授權車站等分控級發(fā)布實施救災的相應指令,將相應救災設施轉換為按預訂的災害模式運行。

　　(3)可與城市消防站之間建立實時互通聯系。

　　(4)火災時,系統(tǒng)自動轉換為消防救災模式,并自動彈出相應報警區(qū)域的平面圖,當同時存在其他報警時,優(yōu)先報火警。

　　(5)能與其他線路之間實現信息互通、資源共享。

　　(6)通過全線消防(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、無線調度電話等),組織、指揮、管理全線防災救災工作。

　　(7)通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)與中央時鐘系統(tǒng)接口,接收主時鐘信息,同步系統(tǒng)時鐘。

　　(8)在既定周期內或必要時,能授權設在車輛段的維護工作站,通過維護工作站負責全線FAS軟件的維護、組態(tài)、運行參數的定義、系統(tǒng)數據庫的維護及用戶操作畫面的修改和增加、故障的檢查和資料查詢等,實現系統(tǒng)程序及各監(jiān)控站流程圖、數據庫等遠程上(下)載、監(jiān)視及修改功能,滿足遠程系統(tǒng)維護的要求。其中,維護工作站具有較高的操作權限。

　　5.2車站級功能

　　各車站消防控制室由值班站長或值班員兼任消防值班員,負責監(jiān)視火災報警,確認火災狀況,報告中央控制室(OCC)以及接收OCC發(fā)出的消防救災指令。

　　(1)監(jiān)視車站及所轄區(qū)間消防設備的運行狀態(tài),接收車站及所轄區(qū)間火災報警或其他系統(tǒng)的報警,并顯示報警部位。

　　(2)向OCC報告災情,接收OCC發(fā)出的消防救災指令和安全疏散命令。

　　(3)火災時,FAS主機能及時向BAS發(fā)出火災模式指令,由BAS控制現場相關設備轉入到災害模式的運行。

　　(4)對于消防專用設備(如消防泵、噴淋泵等),可自動啟?？刂?FAS應實時監(jiān)視其狀態(tài),緊急情況下也可在消防控制室直接手動控制。

　　(5)監(jiān)視消火栓按鈕、電梯、防火卷簾、水流指示器、信號蝶閥、壓力開關等的動作狀態(tài)。

　　(6)火災時應能將廣播、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)自動轉入消防狀態(tài)。

　　5.3現場設備功能

　　現場設備功能與通?；馂木瘓罂刂破鞯难矙z、故障提示、復位、存儲以及聯動相關設備、接收反饋信號、手動直接控制等相同。由于地鐵線路長,各種電氣系統(tǒng)復雜,從系統(tǒng)維護方便考慮,有必要考慮配置便攜式編程器,可作為車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)對FAS降級操作的后備操作模式,在得到授權后,可直接接入相關車站的FAS控制主機,作為現場級FAS網絡上的一個節(jié)點,實現對現場設備參數編輯。其主要功能包括:

　　(1)當接入所管轄的車站現場級控制網絡時,能夠通過實時采集現場設備的運行參數、變量等,顯示本站及所轄區(qū)間隧道的FAS設備的運行狀態(tài),并進行故障報警、記錄。通過其操作界面,實時顯示控制設備的運行狀態(tài),并且可以對車站FAS主機的運行狀態(tài)、各類探測器、輸入輸出模塊的地址碼參數等進行在線修改。

　　(2)能夠檢測底層設備功能,查看并記錄FAS現場級設備、現場報警及監(jiān)控回路負荷等情況,且具有故障報警記錄功能。

　　(3)具有彩色動態(tài)顯示、多級顯示和報警時聲光顯示、車站綜合顯示、分類畫面顯示、報警界面的彈出顯示等功能。

　　(4)具有不同操作權限的密碼功能。

　　結語

　　將地鐵FAS并入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方式在國內已經開始運用,并且發(fā)揮了巨大作用。筆者希望借此能對今后地鐵FAS設計的完善起到一定的借鑒作用。