地铁火灾自动报警系统设计与应用_张道

地铁火灾自动报警系统设计与应用

张　道１　付文刚２　崔成剑１

（１．国电南瑞科技股份有限公司，２１００６１，南京；２．中铁第一勘察设计集团有限公司，７１００４３，西安∥第一作者，工程师）

摘　要　以重庆地铁６号线为技术背景，阐述了火灾自动报警系统在轨道交通系统中的应用。首先分析了火灾自动报警联动系统的集成设计，并对火灾报警联动系统的工作原理、火灾模式识别、联动功能的实现做了较详细的阐述，最后对地铁的火灾报警系统给出了总结与展望。火灾报警系统除了对站内火灾进行有效报警外，还应在火灾前期时对地铁的消防设备进行联动，及时灭火和防排烟，提示并指导人员进行疏散和撤离，保证地铁系统运营的人身安全。

关键词　火灾自动报警系统；综合监控系统；地铁

中图分类号　Ｕ　２３１．９６

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｔｒｏ　Ｆｉｒｅ　Ａｌａｒｍ　Ｓｙｓｔｅｍ

Ｚｈａｎｇ　Ｄａｏ，Ｆｕ　Ｗｅｎｇａｎｇ，Ｃｕｉ　Ｃｈｅｎｇｊｉａｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｆｉｒｅ　ａｌａｒｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｕｒｂａｎ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　ｍｅｔｒｏＬｉｎｅ　６．Ｆｉｒｓｔｌｙ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｉｓａｎａｌｙｚｅｄ；ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｆｉｒｅａｌａｒｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；ｆｉｎａｌｌｙ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ａｎｄ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ．Ｅｘｃｅｐｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａ－ｌａｒｍ，ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｌｌ　ａｌｓｏ　ｇｕｉｄｅ　ｔｈｅ　ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｓｓｅｎ－ｇｅｒｓ　ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅｉｒ　ｓａｆｅｔｙ．

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｆｉｒｅ　ａｌａｒｍ　ｓｙｓｔｅｍ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｓｕｐｅｒ－ｖｉｓｏｒｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ（ＩＳＣＳ）；ｓｕｂｗａｙ

Ｆｉｒｓｔ－ａｕｔｈｏｒ’ｓ　ａｄｄｒｅｓｓ　ＮＡＲＩ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，２１００６１，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ

地铁属于地下建筑，具有客流量大、乘客密度高、车站公共区域空间小等特点。为了保证在发生火灾时及时疏散乘客，确保乘客生命安全和国家财产不遭受损失，在地铁车站安装火灾自动报警系统（Ｆｉｒｅ　Ａｌａｒｍ　Ｓｙｓｔｅｍ，简为ＦＡＳ）是必不可少的。地铁车站内与消防相关的设备种类众多，控制方式繁杂，当车站发生火灾时，如何使整座车站的风、水、电等消防专业快速转入消防救灾工作模式，并有序地展开灭火救灾行动，是至关重要的，而火灾报警系统及联动控制设计方案是其中最为关键的环节之一。

我国现行的各类规范和标准，对地铁车站火灾

报警系统及联动控制方案没有具体的规定，下面就重庆地铁６号线一期工程车站火灾报警系统方案进行分析和讨论。

１　系统结构

地铁系统与一般的工业厂房、民用建筑、宾馆酒店相比具有站点众多、区域分散、管理相对集中等特点，这就要求火灾联动报警系统在系统集成、组网结构、联动模式等方面在技术方案设计上与一般的工业及民用建筑存在明显的差异。

目前我国大、中城市在轨道交通建设中大多借鉴了国外的成功经验，引进了地铁综合监控系统（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ，简为ＩＳＣＳ），提出了集中管理，分散控制的理念。环境与设备监控系统（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｓｙｓｔｅｍ，简为ＢＡＳ）、门禁系统（Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ，简为ＡＣＳ）、ＦＡＳ、电力系统远程控制和数据采集（ＰｏｗｅｒＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｎｄ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，简为ＰＳＣＡＤＡ）、自动售检票系统（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ＦａｒｅＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，简为ＡＦＣ）等系统首先纳入了地铁综合监控集成系统。ＩＳＣＳ的引入大大减少了车站工作人员的配置，并有效地提高了地铁运营行车管理水平和消防救灾能力。

重庆地铁６号线综合监控集成系统采用中央级、车站级和就地级三级网络结构，ＩＳＣＳ系统相应地被分为信息管理层、控制层和设备层。

国内地铁项目综合监控系统与ＦＡＳ系统主要有以下３种集成方式。

（１）深度集成：ＦＡＳ在车站只设置ＦＡＳ现场级设备，车站级与中央级完全集成在ＩＳＣＳ，由ＩＳＣＳ实现其车站级和中央级功能。

（２）界面集成：ＦＡＳ中央级、车站级、现场级功能相对ＩＳＣＳ是独立的，在车站与ＩＳＣＳ进行了界面集成，与ＩＳＣＳ共用一个操作工作站。

（３）互联：ＦＡＳ与ＩＳＣＳ作为两个完整的系统，

ＦＡＳ中央级、车站级、现场级功能由自身完成，与ＩＳＣＳ之间只有信息的传递。

重庆地铁６号线一期工程采用了界面集成的设计方案。图１是ＦＡＳ与ＩＳＣＳ在车站集成结构示意图。

图１　ＩＳＣＳ－ＦＡＳ车站集成结构示意图

由图１可以看出，在车站，ＦＡＳ通过ＩＳＣＳ的前端处理器（Ｆｒｏｎｔ　Ｅｎｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，简为ＦＥＰ）集成到ＩＳＣＳ。并通过硬线的方式连接车站的集成后备盘（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｂａｃｋｕｐ　Ｐａｎｅｌ，简为ＩＢＰ）。ＦＡＳ的车站日常管理功能和状态监视工作主要由车站级ＩＳＣＳ工作站来完成。

重庆轨道交通６号线的ＦＡＳ采用通信系统提供的单模光纤进行全线ＦＡＳ组网，通过采用跨站跳接的方式把车站火灾报警控制器（ＦＡＣＰ）组建形成了一个环形的分布式对等网络。

图２是重庆轨道交通６号线ＦＡＳ的网络拓扑结构，各车站ＦＡＳ联动型ＦＡＣＰ通过跨站跳接方式形成令牌环网，并连接到控制中心的网络型ＦＡＣＰ。该方案设计不但避免了数据的长距离传输，而且保证了ＦＡＳ网络的闭环连接。通过控制中心的ＦＡＳ服务器和工作站的接入，ＦＡＳ实现了双重管理的功能，同时大大提高了系统的易维护性和数据存储能力。

图２　重庆地铁６号线ＦＡＳ的网络拓扑结构

２　系统功能

ＦＡＳ按照中心级、车站级两级管理，中心级、车站级和现场级三级控制的运营管理模式进行设计。

中心级ＦＡＳ主要完成全线ＦＡＳ的信息管理功能，是全线ＦＡＳ的调度、管理中心，对全线火灾报警系统及消防设施有监视、控制及管理权，对车站级的防救灾工作有指挥权。通过全线防灾直通电话、闭路电视、列车无线电话等通信工具，组织指挥全线防灾救灾工作。在控制中心可编制、下达全线ＦＡＳ的运行模式，火灾时确定全线火灾自动报警系统的运行模式，监视运行工况；接收各车站ＦＡＳ主机报送的火灾信息和防救灾设备的运行状态，并记录存档，按信息类别进行历史资料存档与管理。

车站级ＦＡＳ能够实现管辖范围内实时火灾的预期报警功能，监视管辖范围内的火情，智能化管理火灾自动报警系统及防救灾设备，控制防救灾设施，显示运行状态，将所有信息上传至中心级；接收中心级指令或独立组织、管理、指挥管辖范围内防救灾工作；向本站ＩＳＣＳ、ＢＡＳ、ＡＣＳ、ＡＦＣ、公用广播等专业发布报警信息和灾害模式指令，指示有关的设备和系统转入救灾的工作模式。

现场级ＦＡＳ主要由探测器、输入输出模块、手动报警按钮、警铃等设备组成。可完成火灾的识别、