地鐵是高密度、快速運行的城市公共交通系統(tǒng)。地鐵建設(shè)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(shè)品質(zhì)、提高公共交通服務(wù)水平、改善投資環(huán)境、拉動地方經(jīng)濟等的作用不可小視。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的防火保障體系。其中,火災(zāi)自動報警系統(tǒng)對于地鐵火災(zāi)早期探測以及各類防火、滅火設(shè)施的控制起到至關(guān)重要的作用。

　　《火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50016-98)規(guī)定:火災(zāi)自動報警系統(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。這是為了保證在過去網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平較低的情況下火災(zāi)自動報警系統(tǒng)(FAS)傳輸?shù)目煽啃浴５珜Ξ?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)計規(guī)范》(GB50157-2003)規(guī)定:地鐵全線火災(zāi)報警與聯(lián)動控制的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)可利用地鐵公共通信網(wǎng)絡(luò),不宜獨立配置;但FAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)應(yīng)獨立配置。目前,地鐵FAS設(shè)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(gòu)成方案對比

　　1.1FAS獨立設(shè)置方案

　　FAS與環(huán)境及設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)等系統(tǒng)完全獨立,單獨設(shè)置,通過通信接口將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)和信號系統(tǒng)等)。該方案技術(shù)成熟,接口界面清晰,便于工程實施,是在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)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(shè)備系統(tǒng)。在火災(zāi)狀態(tài)下,需要使各機電設(shè)備協(xié)調(diào)運行,以便縮短救災(zāi)時間,分散設(shè)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(lián)動運行。

　　1.2FAS集成設(shè)置方案

　　將FAS管理功能與相關(guān)機電設(shè)備系統(tǒng)進行集成,主要是依托計算機網(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)間無縫集成,實現(xiàn)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(yīng)急事件的處理時間,有利于提高地鐵的整體調(diào)度水平,達到減員增效的目的。與獨立的FAS相比,集成設(shè)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(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。

　　2FAS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)動關(guān)系緊密的系統(tǒng)間集成,如將FAS和BAS進行集成?；馂?zāi)時,FAS通過主機可直接向BAS發(fā)出模式指令,由BAS啟動相關(guān)環(huán)控設(shè)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(xiàn)中央級和車站級的界面和操作管理功能?；ヂ?lián)的系統(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(xiàn)場級則還是保持獨立。FAS的現(xiàn)場控制級由專用報警控制主機、火災(zāi)探測設(shè)備、現(xiàn)場回路總線及其他現(xiàn)場設(shè)備等(這些設(shè)備應(yīng)是通過國家消防產(chǎn)品檢測中心認(rèn)證、認(rèn)可或強制檢驗合格的產(chǎn)品)組成,保證了FAS底層設(shè)備和現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的獨立。車站級FAS主機通過標(biāo)準(zhǔn)接口直接接入車站綜合監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)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(shè)備系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度指揮要求,同時保證FAS現(xiàn)場設(shè)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(nèi)的現(xiàn)場設(shè)備。在對綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計時,應(yīng)為FAS劃分獨立的傳輸通道,保證FAS數(shù)據(jù)傳輸?shù)莫毩⑿浴?/p>

　　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(xiàn)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(xiàn)。對于地下車站發(fā)生火災(zāi)時,首先FAS在火災(zāi)初期能夠及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi),及時確認(rèn)及報警,通過車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出災(zāi)害模式指令給BAS,由其控制車站防災(zāi)救災(zāi)設(shè)備轉(zhuǎn)入相應(yīng)的災(zāi)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(lián)動消防廣播系統(tǒng)進行乘客的誘導(dǎo)疏散。FAS自身還要根據(jù)需要聯(lián)動AFC系統(tǒng)閘機、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,自動扶梯不進行聯(lián)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(xiàn)。正常情況下,整個操作模式根據(jù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運行管理模式運行,火災(zāi)時現(xiàn)場級控制設(shè)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(nèi)消防專用設(shè)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(guān)消防聯(lián)動設(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,也可直接通過設(shè)在車站控制室緊急手動控制盤上模式按鈕完成災(zāi)害模式下的工況轉(zhuǎn)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(quán)限。

　　5FAS應(yīng)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(dāng)確認(rèn)出現(xiàn)火災(zāi)報警時,相關(guān)工作站進入災(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)接收并儲存全線消防報警設(shè)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(zāi)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(dāng)列車在區(qū)間發(fā)生火災(zāi)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(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的救災(zāi)模式。緊急時,中央級也可授權(quán)車站等分控級發(fā)布實施救災(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)害模式運行。

　　(3)可與城市消防站之間建立實時互通聯(lián)系。

　　(4)火災(zāi)時,系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為消防救災(zāi)模式,并自動彈出相應(yīng)報警區(qū)域的平面圖,當(dāng)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(xiàn)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(diào)度電話等),組織、指揮、管理全線防災(zāi)救災(zāi)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(nèi)或必要時,能授權(quán)設(shè)在車輛段的維護工作站,通過維護工作站負(fù)責(zé)全線FAS軟件的維護、組態(tài)、運行參數(shù)的定義、系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(xiàn)系統(tǒng)程序及各監(jiān)控站流程圖、數(shù)據(jù)庫等遠(yuǎn)程上(下)載、監(jiān)視及修改功能,滿足遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護的要求。其中,維護工作站具有較高的操作權(quán)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(fù)責(zé)監(jiān)視火災(zāi)報警,確認(rèn)火災(zāi)狀況,報告中央控制室(OCC)以及接收OCC發(fā)出的消防救災(zāi)指令。

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

　　(2)向OCC報告災(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,FAS主機能及時向BAS發(fā)出火災(zāi)模式指令,由BAS控制現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)入到災(zāi)害模式的運行。

　　(4)對于消防專用設(shè)備(如消防泵、噴淋泵等),可自動啟停控制,FAS應(yīng)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(guān)等的動作狀態(tài)。

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

　　5.3現(xiàn)場設(shè)備功能

　　現(xiàn)場設(shè)備功能與通?；馂?zāi)警報控制器的巡檢、故障提示、復(fù)位、存儲以及聯(lián)動相關(guān)設(shè)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(fù)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(quán)后,可直接接入相關(guān)車站的FAS控制主機,作為現(xiàn)場級FAS網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點,實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)編輯。其主要功能包括:

　　(1)當(dāng)接入所管轄的車站現(xiàn)場級控制網(wǎng)絡(luò)時,能夠通過實時采集現(xiàn)場設(shè)備的運行參數(shù)、變量等,顯示本站及所轄區(qū)間隧道的FAS設(shè)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(shè)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(shù)等進行在線修改。

　　(2)能夠檢測底層設(shè)備功能,查看并記錄FAS現(xiàn)場級設(shè)備、現(xiàn)場報警及監(jiān)控回路負(fù)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(quán)限的密碼功能。

　　結(jié)語

　　將地鐵FAS并入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方式在國內(nèi)已經(jīng)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(shè)計的完善起到一定的借鑒作用。