地铁火灾防控系统设计

地铁火灾防控系统设计（通用4篇）

地铁火灾防控系统设计 篇1

地铁站作为典型的地下交通枢纽,其内部结构相对阻塞,是一个相对封闭的环境且出入口少,与地面空气对流速度慢。因此,如何处理建筑物内的消防问题已成为重要的问题。许多研究人员在这一领域做了很多工作,邢志祥等研究建筑火灾救援策略,模拟普通建筑物内火灾的蔓延趋势,并尽可能地疏散人员。李晨、于世军等提出地铁站出口宽度对人员疏散时间影响的仿真分析。

疏散性能的仿真准确性,很难用计算机模拟算出不同的疏散路线的概率,且仅仅通过一定的初步条件来精确判断疏散人员的心理变化是不太可能的。所以,迫切需要建立一个基于实时信息数据的监测分析模型。众所周知,无线传感器网络作为新技术已对城市公共安全产生了很大的影响力。这主要是因为无线网络传感器可以用来精确定位火灾源头和人员位置。

1 无线传感器网络定位算法及节点低功耗设计

选择相关ZigBee无线网络定位火灾位置是必要的。地铁的专业环境监测要求传感器应有永久低能源消耗的功能。基于无线局域网的定位算法技术可以分为基于测距的定位技术和基于非测距的定位技术两类。基于改进测距的定位技术模型称为RSSI(接收信号强度模型指示),对于实时分析地铁内火灾情形是非常有效的。整个模型可以通过3个阶段来实现,即分析地铁内的路径损耗、实时收集RSSI和目标位置的计算。无线传感器网络节点能量有限,通信距离有限,因此需要通过RSSI定位算法以及定位技术来提高网路的定位精度。

在地铁火灾后,无线传感器网络技术可以被用来收集陷入困境人员的信息,包括他们的不同位置和救援人员相对RF模块的信息位置,然后发送数据和指令,以便于模拟不同地区不同群体的最佳疏散路径。

图1为北京西单地铁站模型。模型由固定节点、移动节点和控制节点组成。固定节点是设置在建筑内部的传感器;控制节点用来收集所有人员和设备的信息,以固定节点为参考点,通过参考负责传输温度和条件信息的节点来实时控制节点;移动节点是戴在受困人员或救援人员身上的传感器设备,包括RFID射频信号设备和GPS通信设备,可以直接显示人员的温度、脉搏和周围的空气条件参数。

2 基于ZigBee无线传感器网络的地铁站环境监测分析

基于ZigBee协议的无线传感器网络对地铁站环境的各项数据进行采集,并进行节点控制,用户即可得到监控中心对其提供的各项数据信息,并对无线传感器网络进行管理应用。该ZigBee无线传感器网络系统部署在实际地铁站监测领域,通过设立各区域节点的数据采集单元和无线网络通信单元,将得到的各项传感器数据(如温度、烟雾、CO浓度等)按照约定的通信协议逐点上报到网络控制器,最终上传给远程管理中心,管理中心服务器与网络连接,每个用户通过网络可对其进行访问,以实现信息共享,达到分析决策使用。

2.1 地铁站监测模型组网设计

ZigBee设备组网有星型网络、串(数)型网络、网状网络3种形式。笔者采用网状拓扑结构,图2为ZigBee传感器网络的地铁站监测模型结构示意图。由于ZigBee无线通信模块属于短程无线通信模块,因而需要各节点作为数据通信的中继站。如图2所示,将汇聚节点设为通信最高等级,节点1、节点2…作为第二等级,与节点1、节点2…通信的其他节点为第三等级,以此类推。本设计中网络适配器是整个网络的中心,它是远程管理中心与各传感器节点通信的桥梁,主要负责网络的创建与管理。图3为ZigBee设备组网过程,网络适配器上电后,由网络层管理实体请求MAC层检测网络信道并从中找出建立网络的最佳信道,这时,网络适配器会任意选择一个独立的网络标识,并由网络层管理实体设定一个16位的网络地址,随后搭载传感器的节点加入该网络。

地铁站环境监测系统通过搭载感应传感器将采集到的信号强度信息通过ZigBee网络逐级上传到网络适配器,再将数据经GPRS或卫星通信网络上报给远程管理中心。节点硬件设计整体框图,如图4所示。

从图4可以看出,S3C2440A内部集成的3个串口连接CO浓度传感器、烟雾传感器和温度传感器。此外,S3C2440A通过内部集成的一路SPI接口可外接16 位ADC,外接CO2浓度、湿度、火焰等传感器;另一路SPI接口接ZigBee通信模块。整个节点系统通过RS232串口电路与计算机相联,方便数据的传输,再通过扩展芯片、ADC搭载传感器,形成了实时采集数据的传感器控制单元。

2.2 ZigBee无线通信设计

地铁站无线火灾监测系统的ZigBee网络采用了“不问不答”通信机制,ZigBee网络与远程服务器的通信遵循一定的交互协议,当ZigBee网络接收到传感器节点发送的数据时,才会将数据转发给远程服务器。具体命令与数据通信流程,如图5所示。无线火灾监测系统通信形成闭合回路,如图6所示,在规定时间内,一个远程服务器请求指令发送后未收到ZigBee网络或传感器节点回应,通信回路断开,则认为超时。超时重发次数超过规定次数时,则认为通信故障,进行报警。

3 实验结果

针对地铁站的火灾监测,笔者运用ZigBee技术监测地铁站的温湿度,通过协调器采集温湿度信息并上传到PC机,通过界面labview软件显示具体的温湿度值,达到实时监测的目的。实验结果如图7所示。

4 结束语

笔者分析了无线传感器网络定位算法及节点低功耗设计,并分别从ZigBee设备组网、无线通信设计方面介绍了ZigBee无线传感器网络系统对地铁站火灾的实时监控。当地铁站中转站突发异常时,监控人员能够及时的通过该监控系统感知到现场的温度、烟雾、CO浓度等具体动态信息,为消防人员的行动及时提供指导,以最快的速度控制火灾,尽快营救并疏散受困人员。

参考文献

[1]邢志祥.高层建筑火灾安全疏散对策[C]//“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集,2010.

[2]李晨,于世军.地铁站出口宽度对人员疏散时间影响的仿真分析[J].现代交通技术,2014,(3):59-61.

[3]江挺.基于ZigBee的无线传感器网络定位算法研究及应用[D].北京:北京林业大学,2011.

[4]郭瑞星.基于ZigBee的无线传感网络RSSI定位算法的改进与实现[D].太原:太原理工大学,2011.

[5]保彦晴.某地铁站列车火灾烟气运动规律研究[J].消防科学与技术,2014,33(6):619-621.

[6]周汝,何嘉鹏,蒋军成.地铁站火灾烟气扩散控制模式的数值模拟[J].暖通空调,2007,(9):40-44.

[7]李乐,谢元一,胡忠日.某地铁车站热烟实验研究[J].消防科学与技术,2011,30(10):878-880.

[8]CHANGW J.Smoke control in fires in Gung-Guan subway station of Taipeir apid transit system[J].Master Thesis,2001,19(5):125

[9]MacLennan H A,Regan M A,ware R.An engineering estimation of occupant pre-move-ment and or response times and the probability of their occurrence[J].Fire and Materials,1999,23(6):255-263.

地铁火灾防控系统设计 篇2

一、智能火灾报警系统设计

1. 系统结构

火灾自动报警系统 (Fire Alarm System, 简称FAS) , 是地铁的一种自动消防技术, 它可以实现火灾情况的实时监控与报警, 可以在第一时间发现火灾威胁, 从而让消防人员能够迅速地疏散地铁乘客及相关工作人员。

由于地铁系统站点众多、区域分散、管理相对集中等特点的影响, 使其在火灾报警系统的设计上也与民用建筑、工厂等存在着一定的差异, 并主要表现在火灾联动报警系统的系统集成、组网结构、联动模式等方面。从当前国内地铁项目综合监控系统ISCS与FAS系统设计来看, 主要有三种集成方式:一是界面集成, 在车站与ISCS综合监控系统进行界面集成, 共用操作工作站, FAS中央级、车站级、现场级功能相对ISCS综合监控系统是独立的;二是深度集成, 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, 也就是说车站级和中央级功能由ISCS综合监控系统来实现;三是互联, FAS与ISCS作为两个完整的系统, FAS中央级、车站级、现场级自身实现其功能, 它们与ISCS间只进行信息交换与传输。

本研究中所涉及的地铁火灾报警系统采用的是界面集成设计方案, FAS组网利用的是由通信系统提供的单模光纤, 在车站, FAS与ISCS集成的实现依靠的是ISCS的前端处理器, 并由车站级ISCS工作站实现FAS车站的运行监控与日常管理, 借助于跨站跳接方式将车站火灾报警控制器组建为环形分布式对等网络, 并连接到控制中心的网络型FACP。该方案中我们以数据短距离快速传输为宗旨, 保障FAS网络闭环连接, 在控制中心的FAS服务器和工作站实现FAS双重管理功能, 这样可以使整个系统更方便进行维护, 大大提升了系统的数据存储能力。网络构成图如下图所示:

2. 系统功能

中心级综合监控系统设置在线网控制中心, 中心综合监控系统存储、处理从被控系统读取的数据, 实时反映现场设备状态的变化并生成报表。中心综合监控系统将记录这些信息, 更新中央数据库。中心操作员工作站和综合显示屏可显示这些信息。中心综合监控系统处理操作员的控制命令, 相关的控制信息同时被传送给被控系统。

全线车站设置车站级综合监控系统, S I S C S与电力监控系统 (PSCADA) 、环境与设备监控系统 (BAS) 、火灾自动报警系统 (FAS) 、隧道火灾探测系统 (TFDS) 、电气火灾预警监测系统 (EFAS) 等系统的集成。另外, 实现与屏蔽门 (PSD) 、防淹门 (FG) 、信号系统 (SIG) 、自动售检票系统 (AFC) 、门禁系统 (ACS) 、广播系统 (PA) 、电视监视系统 (CCTV) 、乘客信息系统 (PIS) 等系统的互联, 通过全线通信主干网将综合监控信息汇集到控制中心, 控制命令也通过全线通信主干网下发车站级集成系统, 实现调度工作的监控功能。

现场级FAS主要包括手动报警按钮、输入输出模块、探测器、警铃等设备, 它可以实现较为准确的火灾识别与报警工作, 并能够联调相关消防系统完成现场灭火, 防止火势继续蔓延等。

3. 报警联动

车站FAS可以实现对车站环境的实时监控, 一旦出现火灾事故, 便会发出报警并与给排水系统、通风空调系统、屏蔽门、低压配电系统等之间实现联动配合, 共同来完成整个火灾环境下的自动灭火与救灾任务。

(1) 报警联动流程

FAS对现场火灾探测与报警的实现主要借助了现场所布置的手动报警按钮及感烟、感温探测器, 因为地铁系统的环境比较复杂, 电磁干扰严重, 涉及的各种设备比较多, 现场探测器很可能会出现误报的情况, 这时候难免会引起乘客的恐慌, 十分不利于地铁系统的正常运行。对此, 我们认为在进行地铁FAS报警系统设计时, 为有效减少探测器的误报, 应尽量增加车站现场检查。确定地铁发生火灾需具备以下三个条件之一, 即:同一防火分区内有至少1个探测器和1个手报同时报警;同一防火分区内有2个及以上探测器同时报警;人工发出火灾报警信息。

(2) 联动接口设计

本设计中的地铁智能火灾报警系统FAS与BAS的通信采用了基于RS485的MODBUS RTU形式, 与ISCS的通信接口协议采用了基于TCP/IP的MODBUS形式, 两个接口的通信都进行了双机冗余备份, 其可靠性极高。

二、地铁火灾报警系统的智能应用

1. 火灾预警

首先, 在地铁智能火灾报警系统中, 应用了自动报警探测器, 并将其设置于车站、站台、设备机房、配电室、办公机房、公共走廊等各个地方, 实现全方位的探测与监控, 并根据已经设置好的相关参数来具体探测地铁温度及烟雾情况, 一旦发生火灾便可以实现自动报警, 可以有效预防火灾的发生, 避免人员伤亡及财产损失。

其次, 实现通信设备报警, 监控室与值班室、消防泵房等之间可以相互对讲, 以便于在火灾发生时能够及时报警, 避免由于信息不畅而出现的火灾蔓延或者是扩大情况的出现。

最后, 在各监控室、值班室及走廊通道等区域设置手动报警按钮, 针对于较为紧急的火灾情况, 比如在燃油车库等地发生火灾, 以最短的时间通知相关人员火灾的具体位置, 并及时采取救援措施。

2. 科学疏散人员

“十五”期间, 公安部组织相关专家进行评估与研究, 建立了地铁火灾人员疏散的系统动态模型, 在该模型中共包含四个子系统, 分别是逃生前、逃生中人员行为系统动态模型, 以及疏散人流与疏散人员能力系统动态模型。这四个系统是人们在面对火灾时所作出的一种无意识反应, 有科学家针对于此, 将这种基于细胞网格的自动机模型与火灾情况下人员的疏散相结合, 提出了与个体反应相适应的疏散预测模型。自动报警系统中就很好地应用了这种网络模型, 在地铁不同区域的通道进入口位置设置网络连接点, 建立起网络空间动态控制, 通过不同自动报警系统的监控, 对各个连接点可能出现的火灾情况进行预测, 保障地铁乘客的安全疏散。

智能地铁火灾报警系统, 还能够结合地铁各结构及不同环境下的人员特征来确定地铁人员在水平通道的移动速度, 结合闭路监控装置, 同时采用智能广播等设施进行通知, 最终给出合适的人员疏散效果。在研究中, 我们在不计个体心理因素等条件的情况下, 可以建立如下逃生速度函数:

针对于此计算函数, 我们进行了一次地铁火灾演习, 安排某工作人员在上午8点50分27秒在地铁某通道处进行点烟, 车站监控室中工作人员通过FAS自动报警系统发现火灾情况之后, 在8时52分30秒停止运行地铁, 借助于智能广播疏散乘客, 同时开启相关的排烟系统等, 在8时54分55秒成功疏散160名乘客, 6分钟后停止排烟, 恢复各设备的运行, 并通知乘客火灾安全消除, 整个过程快速、有序的进行, 可以有效地保障地铁运行安全。由此我们发现, 通过这种函数计算, 我们可以准确的得出地铁出现火灾时人员疏散所需要的总时间, 对于提升人员疏散的有效性具有重要作用, 同时也是实现人员疏散智能化的一个重要标志。

三、结论

地铁火灾防控系统设计 篇3

关键词：电气火灾,监控系统,应用分析

1引言

地铁设施是投资巨大、设备系统复杂、人员密集的公共场所。地铁交通在城市公共交通中的优势不言而喻的。但由于地铁是构筑于地下的交通枢纽,它属于大容量轨道交通系统,这是由于地铁运营环境的特定性因素决定的,如果地铁突发火灾事故,乘客紧急逃生极其困难,如逃生条件差,垂直高度深,逃生途径少,逃生口不清晰、距离长,允许逃生时间短,乘客逃生意识差异大, 群死群伤的可能性极大。若遇到电气设备引起的火灾, 事故后造成停电,地下一片漆黑,混乱状态可想而知, 多年来世界上地铁火灾惨痛的教训给人们以刻骨铭心地警示。地铁发生火灾不仅将造成巨大的经济损失、重大的人员伤亡,还会引起交通秩序和社会秩序的混乱甚至产生不利的政治影响。

全球发生大型地铁火灾事故50多宗, 电气火灾成因占32%。国内地铁火灾事故国内地铁自运行以来, 2008年统计,已经发生火灾160余起,在大型地铁火灾中,电气火灾成因占26% 左右。

地铁电气火灾预警系统,是为了保证乘客的安全, 它可以预防电气设备由于剩余电流打火或设备过热而可能产生火灾,因此要设置专用监控系统,这是对地铁电气设备中,如何安装工艺、设备质量、意外事故发生的长期实时的监测。因此系统对地铁电力系统或电气设备是否正常运行不予以理睬[1],这是一种专门预防地铁电气设备,由于剩余电流打火或设备过热可能引起火灾; 对于地铁电气火灾预警系统的报警信息,一般不用于电力设备的联动跳闸,而仅仅作为报警功能,而由人工来确认手动跳闸。其特点可以在于先期预警,它与传统火灾自动报警系统不同,地铁电气火灾预警系统的目的,在早期报警是为了乘客和国家避免损失,而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。所以,不管是新建或是改建地铁工程项目,尽管有些系统已经安装了火灾自动报警系统的单位, 但仍需安装电气火灾预警系统的根本原因[2]。

2系统分析

地铁电气火灾监控系统应是一个预测系统,未雨绸缪,防患于未然,安全是设计出来的。地铁系统应是一个完善、实用性系统,它能探测线型电气设备和台式电气设备由于过热、漏电、电弧等原因引起的火灾。当地铁发生火灾后能够通过视频监视现场灾情。这是一个高度集成的系统(电气火灾、感温光纤、图像监控等小系统深度集成)。产品深度集成的结果,要比在现场积木式连接的可靠性、安全性、性价比、可维护性要强的多、 好的多。这是一个多功能的系统。有差、定温预警和现场报警值灵活设置功能;有点式和空间连续性探测功能; 有测试数据与图像监视功能;有火情分析功能;多种通信接口和协议。

网络化。整条线电气火灾预警系统比起一个孤单站点的电气火灾预警系统要复杂得多,只有具有全线应用顺畅的产品才能应用于地铁系统中去。这是地铁信息化系统的前端信息采集子系统,最终实现信息获取、信息传递、信息处理、信息再生、信息利用的信息化功能。

3系统说明

3.1系统选型

本方案中的地铁电气火灾预警系统,选用广州天赋人财光电科技有限公司完全拥有自主知识产权、自主研发的TFRC128-EFMS电气火灾预警监控系统。 该系统包括TFRC128-EFMP-ET01电气火灾监控主机,TFRC128-EFMR01测温式电气火灾探测器[3], TFRC128-EFMR01剩余电流式电气火灾探测器、 TFRC128-EFMM数据集中接收器及系统软件。由于该系统采用了当今世界最前沿的射频技术和独创的剩余电流测量技术。可实现地铁台式电气设备(如开关柜、变压器等)过热/ 火灾监测和线型电气设备(电缆)过热/ 火灾监测和预警;可实现定温、差温双重报警;对地铁出现灾害现场情况实时探测和判断的火情分析功能, 消除事故、火灾隐患,防患于未然;同时,也可为运行部门的设备状态检修,环控部门的环境设备经济运行提供科学数据。

整个系统产品均具有国家消防电子产品质量检测中心出具的依据《电气火灾预警系统》(GB14287.1/2/3- 2005)标准检验的型式检验报告、公安部消防产品合格评定中心颁发的有效CCCF认证证书及国家授权机构检验的电磁兼容检验报告、工频耐压检验报告。

3.2系统监测

剩余电流式电气火灾监控探测器:是对低压电气回路(含总回路和支回路)的剩余电流进行监测。测温式电气火灾监控探测器。是重要的地铁电气设备(变压器、 高低压开关柜中的断路器、电容器、电抗器、高低压电缆) 的接头、引流线接头、开关触点等发热部位的温度进行监测。按照电压等级可分为低压(400V以下)测温式电气火灾监控探测器和高压(1000V以上)测温式电气火灾监控探测器。通过实时温度监测和剩余电流检测, 实现以下功能:第一,可以实现对地铁电气设备实时在线监测、剩余电流实时在线监测和火灾报警;消除地铁的电气设备故障、事故及火灾隐患,防患于未然。第二, 可以实现电气设备长期运行温度状态数据的存储、统计、 分析等,为地铁运行部门今后的设备状态检修提供科学的数据。第三,通过长期的实时在线检测数据,为分析环境温度对电气设备的影响奠定基础,为向环境监测系统提供科学的数据。

电气火灾预警系统负责对台式电气设备接头过热所引起的火灾和漏电所引起的火灾进行实时监测。通过对其实时在线检测和实时数据分析,故障点的定位,达到将各种电气火灾事故隐患消除在萌芽状态,打破传统依赖人工巡检的模式,这样就可以发现设备异常的模式, 实现温度(/ 剩余电流) 异常的发现→信息的传送→人工确认执行。该系统就可以把“预防”放在首位,这样就具备了可以将故障早期探测报警和温度趋势( 剩余电流趋势) 预报功能;也可以反映电气设备重要连接处的连接情况和温升情况( 绝缘情况),就可以为铁路检修人员提供准确的维修依据;反映环境对运行设备寿命的影响, 以及今后电气设备的状态检修提供科学依据;确保电气设备运行的可靠性[4]。确保地铁正常有序地运营,避免或降低电气火灾灾害情况下造成的人员和财产损失。

3.3系统组成

地铁电气火灾预警监测系统,主要包括监控主机、安装在监测对象上的剩余电流电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器、数据集中器及软件等。剩余地铁的电流电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器[5],这样就可以将探测到的信息通过总线或无线方式上传给地铁监控主机。

3.3.1电气火灾主要包括以下内容

高、低压开关柜的和重要回路的开关柜,进线柜, 联络柜等需要监控电气安全运行的地方,就可以加装剩余电流电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器,如果能够采用一回路一机的安装方式,通过总线或无线传输方式完成剩余电流数据的接收和上传。 所有上传的数据都通过RS485、CAN总线或无线汇总到主控室的电气火灾监控主机。对所辖范围内的各类探测器的报警信号有出反应,就可准确报出故障点的地址,探测器的实测值,还可以准确报出探测点的地址。这种报警方式可以由声、光、不同颜色的图形界面, 也可以利用继电器的输出等形式,不同类型探测器故障信息有明显区别。

3.3.2系统功能

该系统能同时完成测温式电气火灾探测器、剩余电流式电气火灾探测器的信号处理,它同时可以具有强大的报警监控能力和数据处理能力。该系统具有超高灵敏性。它可以利用无线技术,数字信号传送,多级密码校验, 传输超高的灵敏性,这些性能不对其他设备产生影响, 由于它们的工作可靠,与传统的无线模拟信号传输相比, 它们是远远不可比拟的。由于系统简单,在安装时,现场布线不存在电气设备的复杂性和安全性。该系统采用非独立式探测器,可以进行分散数据检测,信息集中处理和自动管理,运行人员在控制室就可以获得各类信息, 操作人员不需要到现场巡查、抄表、手工输入的落后工作模式[6],已经被淘汰。

4系统特点

4.1电气火灾监控主机特点

地铁电气火灾监控主机,它可以同时完成测温式电气火灾探测器,剩余电流式电气火灾探测器的信号处理和各项功能实现任务,由于它具有强大的报警监控能力和数据处理能力。可以使它不但能够实现实时温度监测、 实时剩余电流监测、火灾预警和报警功能,同时,还能为环境监测系统、设备状态检修系统,提供长距离大范围的检测数据。

显著特点:低功耗:发射功率为10d Bm,在低功耗时电流仅2.5μA。对其他设备不产生电磁影响。高灵敏度:接收灵敏度-100d Bm。高可靠性:提供三级安全模式,包括高级CRC数据校验、使用接入控制清单(ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128) 的对称密码,安全性能很高。

4.2电气火灾预警系统功能

4.2.1可靠性。对于每个车站电气火灾预警系统, 是一个相对独立的系统,即使网络出现故障,各车站电气火灾预警系统能正常工作;某台设备出现问题时,不能影响其他站工作。测温主机平均无故障时间MTBF ≥ 20000小时,系统平均故障修复时间MTTR < 0.5小时

4.2.2保密性。图文工作站能够按权限(用户级和管理级)两级密码灵活设置。

4.2.3系统数据传输。对于系统数据,可以按以下优先级次序传输:火灾报警数据(最高级)→ 故障数据 → 正常数据。

4.2.4实时在线检测。剩余电流信号的大小,并及时对数据分析、判断和处理。

4.2.5实时在线监测。被监测对象的温度和火灾状况。能够对被测对象的正常温度、异常温度、火灾温度进行快速准确地判断和分析。

4.2.6可灵活设置多级参数报警值。可以设置多级的温度报警值(如一级预报警阀值、二级预报警阀值, 火灾报警阀值);在阀值范围内,可任意选值设置;具有定温报警和差温报警功能。

4.2.7系统具有声光报警功能。可以准确报出温度探测点地址,它的报警方式有声、光、不同颜色的图形界面、继电器输出等不同的形式。

5实际应用

5.1深圳地铁2号线、5号线。地铁的感温光纤是一个独立系统,用于区间隧道火灾探测和报警;电气火灾报警系统低压配电系统和MCC系统,地铁系统由无线感温探测器、无线剩余电流探测器、监测主机、现场总线RS485、系统软件组成;报警分为三级:一级预报、 二级预报、报警。报警信号上传给FAS控制器,制作报警、 不做联动,实时信号上传给车站综合监控系统主机。

5.2昆明地铁。电气火灾报警系统由线型感温光纤探测器、无线感温探测器、无线剩余电流探测器、监测主机、现场总线RS485、系统软件组成;报警分为三级:一级预报、二级预报、报警。报警信号上传给FAS控制器,制作报警、不做联动,实时信号上传给车站综合监控系统主机[7]。线型感温光纤探测器用于低压母线、 低压电缆的温度探测。无线感温探测器用于大电流重要回路断路器两侧温度探测、无线剩余电流探测器用于重要(主要)回路的剩余电流探测,安装在低压开关柜和配电箱处。现场采用环形485总线网络。

5.3天津地铁。地铁电气火灾报警系统同于昆明地铁。

6结束语

地铁火灾防控系统设计 篇4

地铁火灾的起因主要有放火、车辆自身或相撞起火、装载物起火、配电起火等几种。由于受到封闭环境的制约,其产生的火灾有三大特点:一是火灾发展快,烟雾大,升温速率高;二是疏散营救难度大;三是扑救困难。因此,地铁场所防火的原则是自防自救,高效、快捷地扑灭初期火灾。在地铁场所设置火灾自动报警系统可以实现对地铁火灾的早期发现和通报,及时采取有效措施,控制和扑灭火灾。合理有效地设置火灾自动报警系统可以提高地铁场所火灾防护水平,防止和减少火灾危害,更好地保护人身和财产安全,为地铁的安全运营提供有力的保障。

在具体的地铁工程中,火灾自动报警系统存在自身性能差异和施工质量差异,致使其运行状况表现不同。消防监督部门、保险部门和使用者迫切需要对系统运行状态进行科学的评价,而目前我国现行有关国家标准对如何评价地铁火灾自动报警系统使用效能没有做出相应的规定,因而从一定程度上制约了火灾自动报警系统在地铁火灾预警、预防作用的发挥。为规范地铁场所火灾自动报警系统评价活动,最大限度地发挥火灾自动报警系统的作用,笔者对地铁火灾自动报警系统使用效能评价进行了研究,并提出了地铁场所中的火灾自动报警系统使用效能的评价要求,为该类场所火灾自动报警系统运行提供评价的要素指标、流程、评分模型。

1 地铁场所火灾自动报警系统组成与功能

随着计算机和通信网络技术的迅速发展,计算机软件技术在现代消防技术中的大量应用,火灾自动报警系统(FAS)的结构形式已呈多样化趋势,火灾自动报警技术的发展趋向智能化。地铁工程的特点是以行车线路为单元组建管理机制,每一条线路管理范围从几公里到几十公里。按这种线形工程管理的需要,全线火灾自动报警系统宜设控制中心集中管理—车站分散控制的报警系统形式,即由中央控制级、车站与车辆段现场级以及相关网络和通信接口等环节组成,使管辖区内任意点的火灾信息和全线管理中心下达的所有指令均在全线范围内迅速无阻地传输,以实现火灾早期发现,利于及时展开灭火救援。

1.1 FAS的中央监控管理级

FAS的中央监控管理级由操作工作站、打印机和模拟屏等设备组成,具有如下功能:

(1)与各车站、车辆段等FAS进行通信联络;

(2)接收全线火灾灾情信息,对全线系统监控管理,发布火灾涉及车站的消防设备的控制命令;

(3)火灾事件历史资料存档管理以及全线消防设施日常监管。

1.2 FAS的车站监控管理级和现场控制级

FAS的车站监控管理级和现场控制级由火灾探测器、火灾报警控制器、计算机工作站、打印机等组成,具有如下功能:

(1)与FAS中央管理级以及本车站BAS间进行通信联络;

(2)监视车站管辖内火灾灾情;

(3)采集记录火灾信息,并报送FAS中央监控管理级;

(4)车站控制室应能控制地铁消防救灾设备的启、停,显示运行状态;

(5)当启动各种防烟、排烟模式时,应联动停止通风、空调系统运行,切断相关区域的非消防电源,独立或接受控制中心FAS指令,发布火灾联动控制指令。

1.3 车辆段、停车场FAS

车辆段、停车场FAS由火灾探测器、火灾报警控制器等设备组成,具有如下功能:

(1)与FAS中央监控管理级进行通信联络;

(2)监视管辖区内火灾灾情,并报送FAS中央监控管理级;

(3)控制有关消防设备;

(4)切断相关区域的非消防电源。

2 地铁火灾自动报警系统使用效能评价要求

接受评价的火灾自动报警系统产品应通过国家消防电子产品质量监督检验中心检测合格,并获得中国消防产品质量认证委员会核发的产品质量认证书,获准在国内使用的产品。须按照《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116)、《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB 50166)、《地铁设计规范》(GB 50157)中对火灾自动报警系统的要求进行设计、施工、验收和检验。

地铁火灾自动报警系统使用效能评价指标体系的建立,应遵循系统性、相关性、独立性、可测性、科学性等原则,做到结构合理、层次分明;指标项的选取应定量指标与定性指标相结合,定义明确、数量适中、与工程相关性显著、采集和量化方法简便;综合评价方法的通用性和可操作性较强,测评结果可显著地区分评价对象在安全防护性能上的综合差异。

3 评价指标体系

地铁火灾自动报警系统使用效能评价指标体系如表1所示。

(1)适用性。

适用性是指系统适合使用的特性,包括使用性能和辅助性能等。该指标的评价包括火灾响应有效性、联动控制有效性和场景匹配性等指标。其中,火灾响应有效性包括对移动火和定位火、汽油等各类明火、车辆火与电气线路火的响应能力;联动控制有效性包括集中控制与分散控制结合能力、防排烟控制能力、疏散诱导能力、消防设施在控制室集中显示与远程信息传输能力等;系统匹配性主要指系统组件之间长距离远程通信方式与能力。

(2)可靠性。

可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。该指标的评价包括评价火灾自动报警系统的信号传输能力、抗电磁干扰能力、抗电源干扰能力以及抗环境干扰能力等。

(3)可维护性。

可维护性指在一段时间内,系统可保留至或维修至正常预定功能状态的可能性。该指标的评价包括评价系统全面自诊断能力、独立部件互换能力以及远程维护能力等。

(4)可扩展性。

可扩展性是指地铁应用场所的火灾自动报警系统的可扩展能力,该指标为满足地铁轨道交通运营需要,衡量地铁的后续扩展能力。其评价内容包括扩展能力、扩展系统与原系统的匹配能力以及冗余与扩展等。

(5)网络性能。

网络性能指标主要是衡量地铁火灾自动报警系统网络的主要功能特性。该指标评价的内容主要包括网络的开放性、网络通信能力、网络故障隔离能力、网络扩展能力以及与其控制系统接口等。

4 评价流程

地铁火灾自动报警系统的使用效能评价一般采取如下流程:

(1)确定并熟悉评价的地铁场所系统对象,内容包括工程设计方案、图纸、系统布局、火灾危险源、疏散线路等各类情况;

(2)筛选并定义系统评价指标;

(3)确立各项评价指标相对应的权重系数;

(4)确定系统评价准则;

(5)进行评价测试试验或采用主观判断法对单项指标进行评分;

(6)综合评分,得出评价结论。

5 评分模型

评分模型主要用于给各评价指标打分,最终依据相关公式计算出被评价系统的总得分,根据总得分的分值判断被评价系统的使用效能等级。

地铁火灾自动报警系统使用效能分为四个等级:A、B、C和D(优、良、及格和不及格)。其中,A级分值:90～100;B级分值:80～89;C级分值:60～79;D级分值:0～59。具体评分模型如下:

(1)对需要评价的每个二级指标打分,并对每个二级指标按照不同重要程度赋予权值(任意一个一级指标中的二级指标权重和等于1,如式(1)所示),按照式(2)求出每个一级指标的得分:

undefinedfIIi=1 (1)

VI=undefinedVIIi·fIIi (2)

式中:VI为任意一级指标的得分;VIIi为该一级指标中任意二级指标的得分;fIIi为该一级指标中任意二级指标的权重;n为该一级指标中二级指标的个数。

(2)依据计算得出的一级指标分值,并对每个一级指标按照不同重要程度赋予权值(一级指标的权重和等于1,见式(3)),按照式(4)计算出该评价的总得分。

undefinedfIi=1 (3)

V=undefinedVIi·fIi=undefinedundefined

式中:V为总得分;VIi为任意一级指标的得分;fIi为任意一级指标的权重;n为该一级指标的个数。

例如,某地铁火灾自动报警系统使用效能评价总得分为86分,依据评分等级,该系统使用效能为B级。

6 结束语

地铁应用场所火灾自动报警系统在日常使用过程中,缺乏必要的检测方法和检测手段对其进行使用效能的评价,笔者提出评价指标体系、评价流程以及评分模型,对满足地铁应用场所火灾自动报警系统产品工程的适用性评价,提高火灾自动报警系统设计的整体使用性能、规范地铁工程系统运行完好率和有效性评价,都将起到重要的指导和推动作用。

摘要：对地铁火灾自动报警系统使用效能评价进行了研究,提出了该系统使用效能的评价要求、评价指标体系、评价流程以及评分模型,为地铁火灾自动报警系统的使用效能评价工作提供了技术参考和指导。

关键词：地铁,火灾自动报警系统,使用效能评价,指标体系,评分模型

参考文献

[1]GB 50157-2003,地铁设计规范[S].

[2]北京地铁火灾报警系统设备的技术方案[R].

[3]王佳,尹晓宏.地铁火灾报警系统的设计[J].电气应用,2004,23(12):87-88.