淺析地鐵火災報警系統

冷洪宇

摘 要：文章介紹了上海九號線和新加坡DTL火災報警系統的組成、工作原理，并對這兩個系統的優缺點進行了分析。希望通過文章的分析，對相關工作提供參考。

關鍵詞：地鐵；火災報警；煙霧傳感器；火災監控

中圖分類號：U260.4+23 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0163-02

近年來，地鐵飛速發展，很多城市都在建設地鐵。地鐵自身的封閉空間以及運行在隧道封閉環境下，發生火災的危害性會更加嚴重。發生火災的主要原因是電器設備的故障和線路老化短路，以及乘客吸煙或攜帶的易燃易爆危險品。地鐵上的火災報警系統必不可少，能快速發現起火點，最大程度減少人員和財產的損失。下面對上海九號線和新加坡DTL兩個不同的火災報警系統進行分析介紹。

1 上海九號線火災報警系統

上海九號線火災報警系統前半組（TC1 MP1 M1）和后半組（TC2 MP2 M2）為單獨的系統。TC車安裝3個溫度傳感器和4個煙霧傳感器，MP車和M車各安裝4個煙霧傳感器，火災報警控制板安裝在MP車。溫度傳感器和煙霧傳感器的信號線串聯在一起連接到火災報警控制板。

1.1 溫度傳感器

安裝在司機室電氣柜和電子柜中，用于監測環境溫度，當發生火災引起溫度上升超過某個定值時啟動報警。

1.2 煙霧傳感器

煙霧傳感器安裝在側罩板內，包含一個檢測室，檢測室由一個發射元件和一個受光元件構成，發射元件和受光元件不在一條直線上。發射元件發射短周期的閃爍光，當空氣中不存在煙塵顆粒時，光就不會被受光元件接收到。當有煙塵顆粒進入到檢測室里時，發射元件發出的光會被煙塵顆粒折射到受光元件上，激活受光元件，第一次觸發10秒后，受光元件如若再次被激活，則此煙霧傳感器內部短路，視為發出火災報警。

1.3 火警控制板

控制板通過內部觸點控制4個繼電器的電源，2個繼電器為故障檢測，功能是檢測煙霧傳感器是否安裝好；2個繼電器為火災檢測，功能是檢測是否有火災報警。這4個繼電器通過常開觸點給列車控制系統信號。正常狀態下，火警控制板未檢測到煙霧傳感器和溫度傳感器的異常狀態，內部觸點閉合， 4個繼電器處于吸合狀態。如果有煙霧傳感器或溫度傳感器檢測到火災報警，相應線路短路，控制板內部觸點斷開，使相應的繼電器斷開，控制系統接收到信號后，會在顯示屏上顯示火災信息，并且地鐵會鳴汽笛，僅當司機在顯示屏上點擊確認火災報警信息后，汽笛才會停止。

1.4 系統分析

1.4.1 煙霧傳感器和溫度傳感器串聯在一起，當觸發火災報警后，通過顯示屏的故障信息，無法判斷準確的起火位置。

1.4.2 由于煙霧傳感器的監測工作機制，經常會發生由于灰塵而導致的誤報。在上海正線運營時曾發生過由于火災報警誤報，汽笛一直鳴響，引起乘客恐慌全部跑到站臺的事件。

地鐵車結束當天運營回到停車庫后，也發生過灰塵而導致的誤報，由于停車庫停的車輛很多，檢修人員一時無法準確找到誤報車輛確認故障，導致汽笛一直鳴響，遭到停車庫周圍居民的投訴。

1.4.3 將監控的位置都放在車上，忽視了對車下的各個電氣箱、接線箱等的監控。

2 新加坡DTL火災報警系統

新加坡DTL火災報警系統是由CPU302、FDCU、煙霧傳感器和感溫電纜組成。

2.1 FDCU

FDCU（火災報警控制中心）用于監測和控制整個火災報警系統。通過CAN網絡與各個煙霧傳感器進行通訊。

2.2 CPU3002

CPU3002作為一個網關，將FDCU的火災信息發送給列車控制中心。CPU3002與FDCU之間使用CAN網絡通訊，CPU3002與列車控制中心使用MVB網絡通訊。

2.3 煙霧傳感器

每個單獨的煙霧傳感器都具備從客室內檢測煙霧的能力，具備檢測室和獨立的CPU。煙霧傳感器的工作原理與上海九號線所使用的基本相同，不同的是受光元件被煙塵顆粒折射的光照射到時，受光元件的阻抗發生變化，產生光電流。光電流的大小與顆粒的大小和數量有關，CPU可以通過光電流的大小來估算出煙霧的濃度。并通過CAN網絡發送給FDCU。傳感器測量到的溫度數值和煙霧濃度數值會持續的發送給FDCU，FDCU會根據數據來分析是否超過報警閥值來判斷火災。極大可能的避免了由于灰塵引起的誤報。

2.4 感溫電纜

感溫電纜內部是兩根彈性鋼絲，每根鋼絲外面都包有一層感溫且絕緣的材料，正常狀態下，兩根鋼絲都處于絕緣狀態，當周邊環境溫度上升到預定動作溫度的時候，溫度敏感材料將破裂，兩根鋼絲會短路。

此系統在電氣柜和車下電氣箱中安裝感溫電纜用來檢測箱體內的火災。感溫電纜環繞箱體內部一周后連接到煙霧傳感器上。當某一感溫電纜受熱短路后，煙霧傳感器會將此信號發送給FDCU，告之此處發生火災。

2.5 系統分析

2.5.1 火災報警系統在每節車的客室內區域安裝了4個煙霧傳感器，用來監測車廂內部。如果客室內發生火災，FDCU會把“fire inside”信號通過CPU3002發送給列車控制系統，將空調的回風門關閉，新風門打開，防止煙塵在客室內循環。列車車頂外部還安裝了2個煙霧傳感器，用來監控隧道內是否發生火災。當檢測到隧道內發生火災時，FDCU會把“fire outside”信號通過CPU3002發給列車控制系統，將空調的新風門關閉，回風門打開，防止將隧道內的煙塵吸入到客室內。這個功能很好的保護了車內的乘客。

2.5.2 電氣柜和電氣箱內線纜很多，發生火災初期不易發現，而該火災報警系統通過感溫電纜來監控各個電氣柜和電氣箱，基本上做到了全方位監控，在火災發生初期就可以及時報警。

2.5.3 不同于上海九號線火災報警系統的串聯方式，新加坡DTL項目每個煙霧傳感器都擁有自己的地址和CAN通訊模塊，任一位置發出報警信號，都可以通過顯示屏快速定位位置，降低了排查難度。圖1為顯示屏火災報警界面。

3 結束語

火災報警系統的作用十分重要。隨著地鐵運營時間的增長，地鐵車輛會面臨設備故障率增長和線路老化等問題，這些都有可能導致火災的發生。配備火災報警系統雖然不會阻止火災的發生，但是會在火災發生的初期盡早發現，減少火災造成的損失。

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