地鐵消防聯動控制系統初探

馬 超

(上海市普陀區消防救援支隊, 上海 200333)

0 引 言

地鐵火災自動報警系統的特點用一句話概括,就是“三級控制、兩級管理、一體化網絡”。三級控制分別為中央級(防災指揮中心)、車站級(車站防災控制室)、就地級(設備現場就地控制);兩級管理分別是中心級、車站級,地鐵控制中心(OCC)、維修中心、備用中心為中心級,車站、控制中心、車輛段、停車場等為車站級,兩級中,中心級統領全局,負責地鐵全線的消防設施、報警系統信息,較車站級重要;一體化網絡是指把地鐵各個站所的火災報警系統、報警控制器、圖文電腦系統作為網絡節點,利用光纖環網和OCC內設置的網絡控制工作站整合成環形網絡,該網絡可將FAS系統進行完全融合,火災自動報警系統(FAS)和綜合監控系統(ISCS)能夠實現信息交互,OCC具有對整個網絡的監控權限[1-4]。

地鐵消防聯動控制涉及FAS、環境與設備監控系統(BAS)、ISCS。當前的地鐵運營中,FAS系統作為綜合監控系統的子系統,愈發深入融合和集成于ISCS,因此地鐵的消防聯動通過多系統的消防聯動控制實現。通常情況下,地鐵中正常運行工況需控制的設備由BAS直接監管和控制;FAS通常只負責聯動控制火災情況專用的設備。那些火災工況與正常工況均需采取相應控制的設備,平時由BAS直接監控,而一旦發生火災,應能接受FAS指令,切換至火災自動報警系統確定的火災工況,聯動相關設備,使其處于特定狀態[5-9]。

1 地鐵火災工況的報警確認

地鐵中發生火災時,火災的確認方式分為自動確認和人工手動確認兩種。FAS系統具有自動確認火災的功能,如在地鐵的車站、停車場、隧道區間等場所的同一探測區域,當同時有2個火災報警探測器被觸發,即自動確認火警,FAS發出火災模式指令至BAS,隨即啟動消防聯動模式。而當探測區只有1個報警探測器被觸發時,系統僅向車控室發出火災預警信號,需要采用人工方式對觸發的報警信號進行火災確認,人工確認可以通過現場確認或者閉路電視確認兩種方式進行。一旦人工確認火情,選擇相應的火災模式,隨即向BAS系統發出相應的火災模式指令。

2 地鐵消防聯動控制

地鐵消防聯動控制系統的組成形式主要表現為集中控制形式和分散與集中相結合的控制形式,主要通過聯動、非聯動以及二者相結合的方式來實現控制。火災報警系統、應急廣播系統、聯動控制模塊是地鐵消防聯動的三大組成部分。一旦發生火災,消防報警設備觸發警報,警報控制器發出的信息,由聯動控制器進行接收,按照預先設定程序對相關設備進行監控,并保證監控處于自動狀態,同時,聯動控制器發出信號控制和驅動相關消防設備,及時啟動消防設備來進行滅火操作,并借助地鐵廣播向乘客發出警報信息,引導人員疏散。

地鐵消防聯動所涉系統及相互關系示意圖如圖1所示。

圖1 地鐵消防聯動所涉系統及相互關系示意圖

2.1 地鐵消防聯動分工

地鐵發生火災的報警信號的觸發由FAS負責。聯動控制由BAS、FAS執行。火災工況下,地鐵內各控制系統的協調由ISCS完成和實現。FAS、ISCS均具有聯動功能,消防專用設備的火災聯動控制由FAS實現,而在火災工況下其他需要配合聯動的設施設備,如車站廣播、乘客信息系統的聯動由ISCS完成。

2.2 地鐵常見消防聯動

2.2.1 地鐵車站消防聯動控制

地鐵車站內的火災報警和聯動控制由BAS、FAS、ISCS系統相互協作、共同完成。FAS發出的火災指令具有最高優先權,一旦火災得到確認,其向ISCS和BAS系統發出火災模式指令,隨即BAS進入救災模式,按指令將其所監控的設備調整為預先設定的火災下狀態。同時,ISCS系統設置IBP控制盤,用于手動控制相關消防設備。通常情況下,FAS系統聯動專用消防防排煙系統、消防水系統、電梯、門禁、AFC閘機、警鈴、非消防電源、應急照明、防火卷簾等相關設施設備,BAS系統聯動兼用消防防排煙系統和導向系統,IBP盤可對防排煙系統、門禁、水系統以及AFC實現手動控制。

車站消防聯動的火災預先設定模式分為站臺火災模式、站廳火災模式、設備區火災模式和上、下軌行區火災模式。模式是指在特定情況下,各種設備不同運行狀態的組合,而在各種模式中火災模式具有最高優先權。火災模式下,聯動控制差異主要集中在防排煙聯動控制方面。站臺火災模式下,系統關閉站廳排風/兼排煙風管閥門和回風管閥門,打開站臺排風/兼排煙風管的閥門并開啟回排風機,并聯動隧道通風系統進行排煙;站廳火災模式下,關閉站臺排風/兼排煙風管和回風管上的閥門,打開站廳排風/兼排煙風管的閥門并開啟回排風機進行排煙;上行軌行區火災模式下,關閉下行軌行區排風排煙系統,打開上行軌行區排煙系統進行排煙;下行軌行區火災模式下,關閉上行軌行區排風排煙系統,打開下行軌行區排煙系統進行排煙。

2.2.2 隧道區間消防聯動控制

區間火災通常考慮列車發生火災,ISCS根據列車司機報告的火災情況或者信號系統傳輸的停車信息下達指令給車站BAS,隨即運行相應的火災模式,通過應急廣播和疏散指示系統組織人員疏散,并提示中心環調確認事故風機開啟方向,啟動相關區間的風機進行排煙。區間消防聯動需要兩個站共同協調協同完成。GB 50157—2013《地鐵設計規范》[10]中明確指出:一旦地鐵隧道發生火災,需要及時將著火列車駛入站臺內,并且地鐵工作人員需要按照操作來進行人員的疏散。若著火列車無法駛入站臺內,則需要立即開啟風機,引導乘客進行逃生。但是,由于地鐵隧道位置不同,處理火災的方式也不同。

(1)若列車前端著火,列車最終停靠在隧道中部位置,地鐵人員需要首先開啟隧道前端風機來對煙霧進行及時排除,然后開啟隧道后端風機進行送風,并且安排乘客有秩序地從列車后側進行疏散。

(2)若列車后端著火,列車最終停靠在隧道中部位置,地鐵人員需要首先開啟隧道后端風機來對煙霧進行及時排除,然后開啟隧道前端風機進行送風,并且安排乘客有秩序地從列車前端進行疏散。

(3)列車中部著火停靠在區間隧道中部,地鐵工作人員需要開啟聯絡通道,并且及時將乘客疏散到無煙通道內,然后開啟隧道兩端的風機進行送風,最后再從列車兩端進行乘客疏散。

無論是車站聯動還是隧道區間聯動,都離不開ISCS的支持,而綜合監控系統作用的發揮,必須依托于精準的數據反饋,這要求所有地鐵消防聯動設備必須處于良好運行狀態,能夠及時、準確地反饋狀態信息。在綜合監控系統工況下,以現場執行消防聯動后的相關設備狀態作為反饋信息,將其與所需要達到的目標狀態進行比對,分析是否成功實現預定聯動目標,掌握消防聯動控制對象的整體狀態,對未實現既定目標的控制設備進行單獨控制,實現對聯動控制指令的再次下發,確保所有對象成功實現聯動。

地鐵車站及區間聯動示意圖如圖2所示。

圖2 地鐵車站及區間聯動示意圖

3 地鐵消防聯動控制系統需要重點關注的問題

3.1 地鐵消防聯動控制供電的問題

地鐵消防聯動控制系統應確保在發生火災時,地鐵運行常規電路被切斷的情況下依然能夠獨立運行。雖然當前主流地鐵消防聯動控制系統中的外控設備均采用獨立供電系統進行供電,但由于設計初期未充分考慮到工程實際中,系統遠端和最不利點因線路敷設距離過長造成電壓損耗,進而出現相關設備無法正常啟動的情況。因此,應在可能出現此類情況的設備附近增設聯動電源,以提高有關設備的可靠性。此外,一些地鐵工程在設計之初,存在控制線路和控制設備選型的適配度隱患,在火災工況等極端情況下容易導致供電中斷,致使系統無法正常聯動。這就要求除了在系統設計之初對供電相關設備做好分析和統籌規劃外,還應在系統投用后加強對供電線路的實時監控,對一些重要設備加裝巡檢設施,確保設備一旦發生異常,能夠及時采取措施予以解決,確保聯動電源始終處于正常運行狀態[11-12]。

3.2 地鐵消防聯動控制系統的維護

地鐵消防聯動控制除了需要聯動常規消防設施設備外,還需和地鐵特有的相關設施設備進行聯動,涉及多系統之間的協同,具有高度智能化、自動化、集成化的特性。為確保地鐵消防聯動控制功能的可靠性,必須定期對地鐵的聯動控制功能進行測試、維護和保養。在日常維護保養時,應提前做好充分準備,積極聯系聯動控制所涉設備的生產廠商或者經銷商,提前獲得相關產品的技術支持,同時在維保工作中確保現場相關零配件的余量供給。此外,在維保測試前要掌握特定場所、特定區域的聯動控制工作原理,充分制定測試、維保策略,設定多情景、多工況的測試方案,查找聯動控制中可能出現的短板和薄弱環節,進而改進和優化,同時,在維保測試時要合理建立場景、設備、狀態和功能實現的整合清單,仔細比對排查,確保聯動控制系統的可靠有效。

4 結 語

探討了地鐵消防聯動控制系統,當地鐵發生火災時,火災自動報警系統的確認與正確的聯動相關系統設備能保證地鐵設備與人員安全。