基于無線技術(shù)的鐵路客車火災報警裝置設計概述

張鋒 劉東

1. 沈陽中科奧維科技股份有限公司 遼寧 沈陽 110179；2. 奧維通信股份有限公司 遼寧 沈陽 110179

1 技術(shù)背景

目前，我國高鐵動車組及25T型車體均已配備了較為先進的火災報警系統(tǒng)，能夠有效起到火災早期報警作用，但尚在運行的大量的25K和25G型車體，仍缺乏相應設備，如果安裝25T型客車使用的火災探測系統(tǒng)，則需要對車體進行大范圍的改造，存在時間、人員及安全成本偏高的問題，因此需要研制一套適用于25G和25K型客車車體改造現(xiàn)狀的鐵路客車車輛火災報警裝置。

2 火災報警裝置的硬件組成

鐵路客車火災報警裝置主要由控制主機、控制分機、煙感探測器、手持報警器和移動式參數(shù)設置器組成。

①控制主機主要功能是對各控制分機進行管理，如設備組網(wǎng)，通信狀態(tài)巡檢，火災報警檢測，報警信息讀取、顯示及存儲，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。②控制分機與感煙探測器間采用信號線連接，其主要功能是采集感煙探測器的報警信息。發(fā)現(xiàn)報警信息后，及時將信息發(fā)送給控制主機。同時控制分機能夠接收來自控制主機的管理命令并進行相關操作，如定時接收控制主機的工作狀態(tài)問詢并回復、采集報警信號并發(fā)出語音報警信息等。③煙感探測器具備聲光報警及復位功能，發(fā)生火災報警時能夠?qū)刂品謾C輸出一個開關量信號，表示有火災報警產(chǎn)生。④手持報警器能夠?qū)崟r接收主機發(fā)出的報警信息并發(fā)出語音報警提示。⑤移動式參數(shù)設置器采用液晶觸摸屏，主要功能是配置設備的網(wǎng)絡參數(shù)和判斷系統(tǒng)故障。

3 火災報警裝置的軟件技術(shù)

鐵路客車火災報警裝置的軟件技術(shù)主要包括編組測試、日常輪詢、告警處理。

（1）在列車車廂的重新編組后，系統(tǒng)需要對控制主機和分機進行編組測試。編組測試的目的是為了測試列車內(nèi)部控制主機與各分機間的通信連通情況，形成固定網(wǎng)絡，及時排除通信故障。列車編組完成后，使用移動式參數(shù)設置器依次錄入各車廂的車廂編號和煙感位置編號，錄入時要與車廂在編組內(nèi)的順號一一對應。對于新安裝的分機需要給它配置本節(jié)車廂的車廂編號和煙感位置編號。使用移動式參數(shù)設置器統(tǒng)一將各車廂的順號及分機編號、煙感位置編號發(fā)送給控制主機。通過人工操作按鍵觸發(fā)控制主機下發(fā)組網(wǎng)命令，控制主機依據(jù)各車廂順號下發(fā)命令并等待應答[1]。分機收到組網(wǎng)命令，識別報文中的車廂編號與自己是否相同，如果相同則向控制主機發(fā)送應答?？刂浦鳈C在超時時間內(nèi)接收到應答，判定組網(wǎng)命令下發(fā)成功且與該分機通信鏈路正常，并點亮該分機對應的通信指示燈?？刂浦鳈C在超時時間內(nèi)沒有接收到應答，重復發(fā)送一個組網(wǎng)命令，如果組網(wǎng)命令依然沒有收到應答，則判定該分機通信鏈路異常，點亮該分機對應的故障指示燈并發(fā)出語音提示。

控制主機對所有分機的一輪編組測試結(jié)束后，技術(shù)人員可通過控制主機界面的指示燈點亮情況對故障分機進行維護。

（2）系統(tǒng)通常在沒有探測到火災發(fā)生時處于輪詢階段。輪詢的目的是常規(guī)檢測控制主機與各分機通信鏈路的連通性，技術(shù)人員可根據(jù)輪詢結(jié)果對系統(tǒng)進行維護。輪詢周期為10分鐘，每次輪詢采用 “星型+鏈型”的通信方式。每個輪詢周期內(nèi)最多對每個控制分機進行2次“星型+鏈型”輪詢。控制主機依據(jù)與分機的距離，由遠及近以星型方式依次向分機發(fā)送輪詢報文。分機收到控制主機的輪詢報文后，向控制主機發(fā)送應答。控制主機在超時時間內(nèi)接收到應答，判定與該分機通信鏈路正常，點亮該分機對應的通信指示燈并開始向下一個分機發(fā)送輪詢報文?？刂浦鳈C在超時時間內(nèi)沒有接收到應答，將該分機視為星型鏈路異常。控制主機向所有分機發(fā)送完一輪星型輪詢后，檢查各分機的應答記錄，如果記錄中存在沒有應答的分機，則依據(jù)與分機的距離由遠及近以鏈型方式依次向分機發(fā)送輪詢報文。鏈路路徑是從控制主機向被輪詢分機方向上的與主機相鄰的分機開始，由各相鄰車廂內(nèi)分機向目標分機傳遞輪詢報文?？刂浦鳈C在超時時間內(nèi)接收到應答，判定與該分機通信鏈路正常，點亮該分機對應的通信指示燈并開始向下一個分機發(fā)送輪詢報文[2]?？刂浦鳈C在超時時間內(nèi)沒有接收到應答，則將該分機視為鏈型鏈路異常并記錄。控制主機向所有分機發(fā)送完一輪鏈型輪詢后，檢查各分機的應答記錄，如果記錄中仍存在沒有應答的分機，則再次進行“星型+鏈型”的流程。如果在此過程中收到被輪詢分機的應答，則判定控制主機與該分機的通信鏈路正常，否則點亮該分機對應的故障指示燈、同時發(fā)出語音提示。以上流程結(jié)束后，視為當前輪詢周期結(jié)束，技術(shù)人員可通過控制主機界面指示燈的點亮情況，對故障分機進行維護。

（3）在列車正常行進中，若分機檢測到火警警情則立即上報。分機檢測到煙感報警器的火警信號電平后，封裝火警上報報文，并向控制主機方向的相鄰分機發(fā)送，如果相鄰車廂是控制主機所在車廂，則直接發(fā)送給控制主機?；鹁窜噹噜彿謾C收到火警上報報文后發(fā)送應答報文，并向控制主機方向的控制分機傳遞該火警報文。在傳遞過程中，源分機發(fā)送報文后在超時時間內(nèi)沒有收到應答，則重復發(fā)送該火警上報報文。控制主機接收到火警報文后會產(chǎn)生一個相同火警信息的報文并發(fā)送，先向與火警源反方向的相鄰車廂分機發(fā)送，再向與火警源同方向的相鄰車廂分機發(fā)送，各重復發(fā)送10輪。每個車廂分機接收到下發(fā)報文后都會向遠離主機方向分機轉(zhuǎn)發(fā)該報文，該報文會逐級發(fā)送到所有車廂。各分機與手持報警器收到火警報文后，均發(fā)出語音報警提示，持續(xù)3分鐘。列車工作人員發(fā)現(xiàn)火警警情后，可及時處理。處理后可按下主機火警取消按鈕，停止所有設備的語音播報。

4 結(jié)束語

鐵路客車火災報警裝置的應用與其特有的優(yōu)勢，彌補了25G和25K型客車車體火災檢測的缺陷，無論是在性能上還是成本上都具有相當大的競爭力。由此可見，無線火災報警裝置有著廣闊的市場前景，鐵路客運的安全性有了顯著的提升，為旅客出行提供了應有的保障。