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   摘　要:根據(jù)城市快速軌道交通的特點(diǎn),結(jié)合津?yàn)I輕軌工程,對(duì)城市快速軌道交通的防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方面進(jìn)行闡述。

　　關(guān)鍵詞:軌道交通; 防災(zāi)報(bào)警; 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　津?yàn)I輕軌工程西起天津市區(qū)的中山門車站,東至開發(fā)區(qū)休閑娛樂(lè)區(qū)站,全長(zhǎng)約45 km , 基本上都是高架線路。沿線設(shè)15 座車站(其中14 座高架站、1 座地面站) 、1 個(gè)車輛段、1 個(gè)停車場(chǎng)、2 座主變電所、3 座區(qū)間牽引變電所、1 座調(diào)度指揮中心。本工程于2001 年9 月開始施工,計(jì)劃于2003 年10 月竣工通車,現(xiàn)對(duì)其防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行介紹。
 
　　1、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概況

　　輕軌系統(tǒng)可能發(fā)生的災(zāi)害較多,主要有火災(zāi),其次是水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、地震和意外停車事故等。輕軌或地鐵防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)以火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)為主(簡(jiǎn)稱FAS) ,兼顧其他災(zāi)害。 FAS 系統(tǒng)實(shí)行兩級(jí)管理,在指揮中心大樓內(nèi)設(shè)防災(zāi)控制中心(為主控級(jí)),在各車站(車輛段、停車場(chǎng)、主變電所) 等設(shè)防災(zāi)控制室(為分控級(jí)) 。

　　因輕軌線路較長(zhǎng),站間距較大,各分控級(jí)與控制中心通過(guò)光纖聯(lián)網(wǎng)。FAS 系統(tǒng)全線通信傳輸網(wǎng)絡(luò)為獨(dú)立的光纖環(huán)網(wǎng)。通信系統(tǒng)在輕軌2 條通信光纜中為FAS 系統(tǒng)各提供兩芯獨(dú)立光纖,為提高傳輸?shù)目煽啃圆捎谜鹃g跳接方式組成雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的對(duì)等式環(huán)網(wǎng)(Peer2 to2Peer Networking) 。FAS 控制中心主機(jī)與各分控級(jí)分機(jī)均為網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障或離線時(shí)不會(huì)影響系統(tǒng)其他節(jié)點(diǎn)的正常工作，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)光纖發(fā)生單點(diǎn)故障時(shí),不影響整個(gè)系統(tǒng)正常通信,并在控制中心主機(jī)及車站FAS 分機(jī)上顯示故障位置;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生多點(diǎn)故障時(shí),通過(guò)路徑自動(dòng)選擇后可自動(dòng)重組生成多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)保持通訊。全線FAS 系統(tǒng)以各分控級(jí)獨(dú)立檢測(cè)、報(bào)警、控制為主,控制中心主控級(jí)接收顯示分控級(jí)的信息,不對(duì)各分控級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行直接控制。

　　2、防災(zāi)通信

　　2.1 　有線、無(wú)線電話系統(tǒng)

　　(1) FAS 控制中心設(shè)置與市消防、地震預(yù)報(bào)中心等部門聯(lián)系的外部電話,當(dāng)輕軌發(fā)生火災(zāi)時(shí)可及時(shí)和消防部門聯(lián)系。
 
　　(2) FAS 控制中心設(shè)置防災(zāi)調(diào)度電話總機(jī),各車站(車輛段、停車場(chǎng)、主變電所) 等設(shè)置調(diào)度電話分機(jī),總機(jī)和分機(jī)之間可以互相聯(lián)絡(luò),互通災(zāi)情。

　　(3) FAS 控制中心、各車站控制室設(shè)置與列車司機(jī)聯(lián)系的無(wú)線電話系統(tǒng)。當(dāng)列車著火時(shí),可及時(shí)通知車站和控制中心。

　　2.2 　防災(zāi)廣播系統(tǒng)

　　防災(zāi)全線廣播以及各車站的廣播系統(tǒng)與行車、服務(wù)廣播共用一套系統(tǒng)。正常時(shí)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,可進(jìn)行服務(wù)廣播,當(dāng)輕軌發(fā)生災(zāi)害時(shí)切換為防災(zāi)廣播。防災(zāi)廣播具有最高優(yōu)先級(jí)。

　　2.3 　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)

　　防災(zāi)全線電視監(jiān)視以及各車站的電視監(jiān)視系統(tǒng)與行車、服務(wù)也共用一套系統(tǒng)。正常時(shí)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,可進(jìn)行正常的運(yùn)營(yíng)監(jiān)視,當(dāng)輕軌發(fā)生災(zāi)害時(shí)切換為防災(zāi)監(jiān)視。防災(zāi)廣播具有最高優(yōu)先級(jí)。

　　3、FAS 系統(tǒng)的功能和設(shè)備配置

　　3.1 　FAS 控制中心

　　FAS 控制中心設(shè)備設(shè)在控制中心大樓四層的中央控制室內(nèi), FAS 控制中心是全線FAS 系統(tǒng)的信息管理中心,通過(guò)FAS 報(bào)警主機(jī)對(duì)全線的火災(zāi)報(bào)警信息進(jìn)行調(diào)度管理。其主要功能為: 監(jiān)視全線防災(zāi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),接收全線范圍內(nèi)進(jìn)行檔案管理,定期輸出各類數(shù)據(jù)、報(bào)告。

　　FAS 控制中心報(bào)警主機(jī)由2 臺(tái)互為備用的圖形命令中心( 簡(jiǎn)稱GCC) 構(gòu)成, 分別通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與整個(gè)FAS 網(wǎng)絡(luò)相連,并作為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)與各報(bào)警分機(jī)保持通信。2 臺(tái)GCC 互為熱備,當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí),另一臺(tái)將完全承擔(dān)系統(tǒng)工作。GCC 之間通過(guò)RS -232 接口進(jìn)行通信,以確定其主備關(guān)系。正常時(shí)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,系統(tǒng)指定一臺(tái)為主用(可手動(dòng)選定),操作員可進(jìn)行控制,另一臺(tái)為備用。兩者此時(shí)都實(shí)時(shí)接收FAS 系統(tǒng)信息,并進(jìn)行同樣功能的處理工作，只是一臺(tái)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,另一臺(tái)處于待發(fā)狀態(tài)。兩機(jī)之間通過(guò)相互查詢保持主備關(guān)系。當(dāng)通信中斷,表明主機(jī)故障,則備用機(jī)主動(dòng)承擔(dān)主機(jī)的功能和全線FAS 系統(tǒng)監(jiān)控功能。

　　GCC 由通用型工業(yè)控制機(jī)作為主機(jī),并配備鍵盤、鼠標(biāo)、21″彩顯、打印機(jī)、UPS 電源等外置設(shè)備。 GCC 等設(shè)備設(shè)于防災(zāi)調(diào)度臺(tái)上,防災(zāi)調(diào)度臺(tái)還設(shè)有防災(zāi)廣播與電視監(jiān)視系統(tǒng)的控制設(shè)備、防災(zāi)調(diào)度電話總機(jī)、與列車司機(jī)聯(lián)系的無(wú)線電話、與消防等部門聯(lián)系的外線電話等。另外,中央控制室內(nèi)設(shè)置大屏幕顯示系統(tǒng)供各系統(tǒng)共用,由3 ×18 塊60 英寸(1 英寸= 2154 cm) 大屏幕顯示器組成。正常時(shí),大屏幕可不顯示FAS 系統(tǒng)的信息,只顯示其他系統(tǒng)信息;當(dāng)輕軌發(fā)生火災(zāi)時(shí),在大屏幕的任意位置顯示FAS 系統(tǒng)信息。為使全線FAS 系統(tǒng)主控級(jí)和各分控級(jí)具有準(zhǔn)確、統(tǒng)一的時(shí)間，在控制中心由通信專業(yè)時(shí)鐘系統(tǒng)通過(guò)RS422 接口向FAS 系統(tǒng)主機(jī)提供時(shí)鐘信源。

　　3.2 　車站

　　車站FAS 系統(tǒng)由設(shè)在車站綜合控制室的火災(zāi)報(bào)警控制器(即車站級(jí)FAS 分機(jī)) 通過(guò)總線方式與現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警器、電話插孔、電話掛機(jī)、模塊等設(shè)備組成車站FAS 報(bào)警網(wǎng)絡(luò)。車站級(jí)FAS 分機(jī)主要有以下功能: 監(jiān)視車站防災(zāi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),接收車站火災(zāi)報(bào)警,并顯示報(bào)警部位; 確認(rèn)災(zāi)害種類及災(zāi)情,向防災(zāi)控制中心及有關(guān)部門通報(bào)聯(lián)絡(luò),傳送防災(zāi)信息; 接收防災(zāi)中心指令,組織搶險(xiǎn)救災(zāi)工作。聯(lián)動(dòng)控制車站范圍內(nèi)的防災(zāi)設(shè)備(啟動(dòng)消防泵、啟動(dòng)氣體滅火系統(tǒng)、開啟應(yīng)急照明及疏散誘導(dǎo)照明、打開自動(dòng)售檢票系統(tǒng)閘門、切斷非消防電源、停止自動(dòng)扶梯的火災(zāi)等災(zāi)害報(bào)警,并顯示報(bào)警部位; 運(yùn)行、關(guān)閉電動(dòng)防火閥、關(guān)閉氣體滅火保護(hù)房間排風(fēng)進(jìn)行防災(zāi)信息的處理與傳送,指揮搶險(xiǎn)救援工作; 扇、進(jìn)行火災(zāi)事故廣播及電視監(jiān)視等) 。如圖1所示。編制、制定下達(dá)全線FAS 系統(tǒng)運(yùn)行模式; 　

　　(1) 綜合控制室設(shè)備

　   鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

　　圖1　車站防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)框圖

　　車站綜合控制室設(shè)置火災(zāi)報(bào)警控制器、地圖式模擬顯示屏、按鈕箱(控制消防泵及氣體滅火系統(tǒng)) 、空氣采樣系統(tǒng)遠(yuǎn)程顯示單元、直流電源裝置、車站消防專用電話總機(jī)等報(bào)警及控制設(shè)備。另外,還設(shè)有由通信專業(yè)提供的廣播與電視監(jiān)視裝置、防災(zāi)調(diào)

度電話分機(jī)以及車站與列車司機(jī)聯(lián)系的無(wú)線電話等。

　　(2) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

　　在車站辦公及休息房間、設(shè)備用房、站廳等處設(shè)置煙感探測(cè)器,其中氣體滅火保護(hù)房間設(shè)置煙感和溫感探測(cè)器組合;變電所電纜夾層、電纜豎井等電纜密集區(qū)設(shè)置線型感溫探測(cè)器,對(duì)電纜進(jìn)行保護(hù);為了能極早發(fā)現(xiàn)火災(zāi),在通信機(jī)房、信號(hào)機(jī)房、AFC 機(jī)房等房間的防靜電地板下面設(shè)置空氣采樣感煙探測(cè)器。站廳、站臺(tái)、出入通道等公共場(chǎng)所設(shè)置手動(dòng)報(bào)警器,在每個(gè)防火分區(qū)至少設(shè)置1 個(gè)手動(dòng)報(bào)警器,從一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的手動(dòng)報(bào)警器的距離不大于30 m 。

　　各車站均設(shè)1 套獨(dú)立的消防專用電話網(wǎng)絡(luò),在綜合控制室設(shè)1 臺(tái)消防電話總機(jī),在站廳、站臺(tái)、出入通道等公共場(chǎng)所設(shè)置電話插孔(一般設(shè)在消火栓箱旁,與手動(dòng)報(bào)警器相鄰設(shè)置),在消防泵房、降壓變電所等重要設(shè)備房間和重要值班室設(shè)置消防電話掛機(jī)。為避免旅客驚慌,車站站廳、站臺(tái)公共區(qū)不設(shè)聲光報(bào)警器,只在站廳層房屋區(qū)樓道設(shè)置聲光報(bào)警器。FAS 系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模塊可以對(duì)消防泵進(jìn)行自動(dòng)或鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手動(dòng)控制,顯示泵的運(yùn)行狀態(tài);在綜合控制室還設(shè)有按鈕箱,與消防泵電控箱通過(guò)硬線連接,可以通過(guò)按鈕箱的控制按鈕對(duì)消防泵進(jìn)行手動(dòng)控制,同時(shí)顯示泵的運(yùn)行狀態(tài)。另外,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)消火栓箱內(nèi)的破玻按鈕可手動(dòng)控制消防泵的啟動(dòng),并接收破玻按鈕的反饋信號(hào)。

　　在車站重要電氣房間設(shè)有氣溶膠滅火系統(tǒng),在氣體滅火保護(hù)房間內(nèi)設(shè)有煙感和溫感探測(cè)器,氣體滅火專用控制模塊,警鈴;在門口設(shè)有聲光報(bào)警器,急啟急停按鈕。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)由氣體滅火專用控制模塊啟動(dòng)氣溶膠滅火裝置及其他相關(guān)設(shè)備。另外,在綜合控制室設(shè)有按鈕箱,可通過(guò)手動(dòng)按鈕對(duì)氣溶膠裝置進(jìn)行控制,并顯示噴氣信號(hào)。車站變電所房間設(shè)有電動(dòng)防火閥,當(dāng)本房間發(fā)生火災(zāi)時(shí),FAS 系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉本房間防火閥,同時(shí)接收其反饋信號(hào)。因津?yàn)I輕軌各車站不設(shè)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)( 即EMCS 系統(tǒng)),自動(dòng)扶梯由FAS 系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控, FAS 系統(tǒng)接收扶梯的上行、下行、故障、就地急停等信號(hào),當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等災(zāi)害時(shí),由FAS 系統(tǒng)停止扶梯的運(yùn)行。車站設(shè)有垂直電梯,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí), FAS 系統(tǒng)自動(dòng)迫降電梯至首層,并接收其回首的反饋信號(hào)。車站降壓變電所設(shè)三級(jí)負(fù)荷母線,車站非消防負(fù)荷均集中在三級(jí)負(fù)荷母線上,當(dāng)車站發(fā)生火災(zāi)時(shí),由FAS 系統(tǒng)自動(dòng)切斷三級(jí)負(fù)荷總開關(guān), 并接收其跳閘信號(hào)。在站廳、站臺(tái)、出入通道等處設(shè)置應(yīng)急照明及疏散照明,在各重要設(shè)備機(jī)房、重要值班室設(shè)有應(yīng)急照明, 當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),由FAS 系統(tǒng)統(tǒng)一控制,并接收其開啟信號(hào)。　

　　3.3 　區(qū)間牽引變電所

　　全線區(qū)間設(shè)有3 座牽引變電所(即: SS1 、八堡、車站北路) 。各變電所均設(shè)1 臺(tái)火災(zāi)報(bào)警控制器,負(fù)責(zé)接收所內(nèi)火災(zāi)報(bào)警信號(hào),聯(lián)動(dòng)控制氣溶膠滅火裝置。 3 座區(qū)間牽引變電所火災(zāi)報(bào)警控制器均利用光纜通過(guò)就近的車站接入全線FAS 系統(tǒng)。因變電所無(wú)人值班，又遠(yuǎn)離車站,各變電所都設(shè)置了氣體滅火系統(tǒng)。為防止系統(tǒng)誤動(dòng)作,引起氣體滅火系統(tǒng)誤噴,在控制中心平時(shí)由全線防災(zāi)總值班人員通過(guò)FAS 主機(jī)遠(yuǎn)程將變電所聯(lián)動(dòng)控制輸出設(shè)定為手動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)接收到變電所火災(zāi)報(bào)警后,在控制中心值班人員通過(guò)視頻監(jiān)視系統(tǒng),對(duì)變電所火災(zāi)信號(hào)進(jìn)行確認(rèn), 確認(rèn)后再由控制中心手動(dòng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)所內(nèi)的氣溶膠滅火裝置。

　　3.4 　車輛段

　　車輛段設(shè)置防報(bào)警系統(tǒng)的建筑包括:綜合維修中心、混合變電所、鍋爐房、材料庫(kù)及辦公樓、材料總庫(kù)易燃品庫(kù)、特種車庫(kù)、組合車庫(kù)、段易燃品庫(kù)、降壓變電所、列檢停車庫(kù)、信號(hào)樓等。在段辦公樓一層設(shè)全段FAS 總值班室,值班室內(nèi)設(shè)1 臺(tái)火災(zāi)報(bào)警控制器作為段防災(zāi)報(bào)警分機(jī)。在維修中心、混合變電所、鍋爐房、材料庫(kù)及辦公樓、特種車庫(kù)、組合車庫(kù)、列檢停車庫(kù)、信號(hào)樓等設(shè)置火災(zāi)報(bào)警區(qū)域控制器。段FAS 總值班室防災(zāi)分機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線與各區(qū)域報(bào)警器環(huán)行連接,構(gòu)成段防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。段防災(zāi)分機(jī)通過(guò)光纜與信號(hào)樓內(nèi)的輕軌全線通信光纜相連，接入全線FAS 系統(tǒng)。

　　在段FAS 總值班室還設(shè)有圖形顯示計(jì)算機(jī)、全線消防調(diào)度電話分機(jī)、段消防專用電話總機(jī)以及打印機(jī)、UPS 電源等設(shè)備。 FAS 系統(tǒng)報(bào)警分機(jī)的功能主要是接收段內(nèi)各FAS 系統(tǒng)保護(hù)場(chǎng)所的火災(zāi)報(bào)警信號(hào),監(jiān)視FAS 系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),向控制中心傳送防災(zāi)信息，接收控制中心的控制指令,指揮防災(zāi)救援工作。車輛段各設(shè)置防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的建筑內(nèi)設(shè)置煙感或溫感探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警器、警鈴等設(shè)備,其中列檢停車庫(kù)、組合庫(kù)等大空間場(chǎng)所設(shè)置對(duì)射式紅外光束探測(cè)器。停車場(chǎng)、主變電所、控制中心樓FAS 系統(tǒng)和上述場(chǎng)所的設(shè)置情況類似,在此不再一一贅述。

　　4、系統(tǒng)供電

　　FAS 系統(tǒng)按一級(jí)負(fù)荷供電,電力專業(yè)提供兩路獨(dú)立220 V 交流電源,在控制室內(nèi)自動(dòng)切換。FAS 系統(tǒng)備有蓄電池作為正常工作所需的備用電源,容量滿足24 h 監(jiān)視和30 min 報(bào)警的需要。

　　5、導(dǎo)線電纜選擇 及敷設(shè)方式

　　FAS 系統(tǒng)室內(nèi)配線導(dǎo)線、電纜均采用銅芯耐火型，穿鋼管暗敷設(shè)及明敷設(shè)。明敷設(shè)鋼管均涂防火涂料。室外配線電纜采用銅芯鎧裝電纜,采用直埋、沿支架或穿排管敷設(shè)。

　　6、系統(tǒng)接地

　　各車站、控制中心樓FAS 系統(tǒng)利用本建筑綜合接地系統(tǒng)接地,接地電阻不大于1 Ω。車輛段、停車場(chǎng)、區(qū)間牽引變電所FAS 系統(tǒng)設(shè)備單設(shè)接地裝置,接地電阻不大于4 Ω。

　　7、結(jié)語(yǔ)

    FAS 系統(tǒng)是保證輕軌安全運(yùn)營(yíng)不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié),目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專門針對(duì)輕軌系統(tǒng)方面(尤其是輕軌FAS 系統(tǒng)) 的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),在系統(tǒng)的使用過(guò)程中,可能還會(huì)暴露出一些問(wèn)題需進(jìn)一步研究解決,使輕軌FAS 系統(tǒng)在今后的設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中日趨完善。