地鐵火災自動報警系統(tǒng)設計與應用

隨著科學技術的發(fā)展，建筑業(yè)也在迅速發(fā)展，為了有效地預防火災，避免不必要的損失，需要一套安全可靠的自動消防系統(tǒng)。火災自動報警信號系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑的重要組成部分，在建筑中起著非常重要的作用。為此，本文對火災自動報警系統(tǒng)的設計與應用進行了詳細的分析。

一、地鐵火災的敘述

隨著城市化進程的加快和基礎設施的不斷完善，地下軌道交通也得到了快速發(fā)展。研究表明，火災約占地鐵事故的30%，并引發(fā)了一系列嚴重事故，危及人身和財產(chǎn)安全。據(jù)分析，地鐵火災的特點是：第一，突發(fā)性強，線路長，人員流動性強，火災發(fā)生的可能性大，發(fā)生時間和地點不確定。在火災的早期，由于其隱蔽性，很難被發(fā)現(xiàn)。一般來說，只有當火燃燒太猛烈時才會被發(fā)現(xiàn)。第二，滅火困難。火災發(fā)生后，地鐵通道關閉，濃煙滾滾，能見度低，使滅火和救援工作復雜化，而且火災發(fā)生后墻體質(zhì)量會發(fā)生變化，通道壓力會增大，甚至會形成次生災害。第三，逃生條件差，地鐵運營方式獨特，人員疏散單一，基本有安全逃生通道。由于通道狹窄和檢票設施的存在，會出現(xiàn)逃生障礙，甚至出現(xiàn)踩踏和群體性傷亡。

二、地鐵火災的特點

（一）人們很難從地鐵中逃生。一旦發(fā)生火災，逃生途徑非常簡單，只能通過疏散通道逃生。這一結果有幾個原因，首先，地鐵是一種地下交通工具，一旦發(fā)生火災，只能通過固定方式疏散到地面。其次，地下除安全疏散通道外，沒有相應的消防避難場所。最后，地鐵出入口的值機設施阻礙人員逃生。在這么擁擠的地方很容易發(fā)生踩踏。這樣，地面人員獲救難度更大。

（二）消防困難，地鐵由于處于封閉空間，與汽車和火車有很大不同。當發(fā)生火災時不能從外面把火撲滅，會產(chǎn)生大量煙霧，煙霧在短時間內(nèi)會擠滿疏散通道和入口，人員無法從入口逃生。消防人員進入地鐵滅火難度很大，增加了滅火難度。

（三）如果發(fā)生火災，燃燒過程中燃料的熱釋放速率和時間，初始和增長期q=at2。式中q是熱釋放率，a是常數(shù)，t是燃燒的時間。從這個公式可以看出，放熱率和燃燒時間呈平方規(guī)律。隨著燃燒時間的延長，2.5kW的地鐵一旦發(fā)生火災，加熱時間可在280秒內(nèi)達到峰值。

三、火災自動報警系統(tǒng)的重要性及結構

（一）地鐵火災自動報警系統(tǒng)裝置能迅速發(fā)現(xiàn)火災，并能在之后一段時間內(nèi)通知有關部門，可以根據(jù)火災的實際情況撲滅火災。高效的火災自動報警系統(tǒng)能大大減少火災事故的發(fā)生，不僅保證了地鐵的安全運行，而且避免了乘客財產(chǎn)和生命的損失，提升地鐵安全性。

（二）結構。地鐵火災自動報警系統(tǒng)的基本結構與工業(yè)廠房、民用建筑、賓館等類似，具有場地多、區(qū)域分散、管理相對集中的特點。也就是說，火災聯(lián)動報警系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構、聯(lián)動方式等方面必須與技術方案有較大區(qū)別。目前，我國大中城市軌道交通建設都是依托國外先進技術，在引進地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的同時，也提出了“分工負責、分散化”的新理念。

四、地鐵火災自動報警系統(tǒng)的功能設計

FAS是一種能夠對火災進行監(jiān)測、報警、探測火災現(xiàn)場、引導人員、人員疏散、財產(chǎn)疏散、減少損失的自動消防技術。按照三級管理體制進行管理。它們是中心級、站點級和站點級。功能設計如下：一是中心級FAS為全線調(diào)度管理中心，可集成四個系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理。一方面，在消防站層面進行滅火救援時，采用直接指揮；另一方面，利用無線電話和閉路電路指揮滅火，根據(jù)設備進行跨線救援。控制中心的功能是：首先，對FAS的運行模式進行編程和發(fā)布，以控制警戒線、系統(tǒng)的運行和運行狀態(tài)的監(jiān)視。其次，接收各車站的FAS 主機。提供火災信息，分析救援設備的運行情況，保存信息。最后，車站級FAS。一是由消防部門管轄，對各類救援設備進行動態(tài)監(jiān)控、管理和控制，并將健康狀態(tài)信息傳送至中央級FAS。二是聽取中央有關指示，指導滅火救援工作；或者自行組織、管理、控制。三是向轄區(qū)發(fā)布警報信息，發(fā)布災害模式指令，引導相關系統(tǒng)和設備投入救援工作。現(xiàn)場級FAS 主要包括煙溫傳感器、報警器、聲光報警器、手動報警按鈕等，后面起火。一方面可以及時識別和報警，另一方面可以與消防系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)火源和防火的功能。

五、火災自動報警系統(tǒng)的應用

（一）首先對火災早期的有效性進行預警，應用自動報警探測器，可在站廳、站臺、設備室、走廊等公共區(qū)域安裝智能探測器，設置工作參數(shù)，并對吸煙、測溫并具有控制功能，實現(xiàn)自動報警。確認報警區(qū)有兩種方式：第一種是手動報警，第二種是自動報警。監(jiān)控室之間的接入設施相對獨立，如消防泵房、警務值班室、環(huán)控室、燃氣自動消防室等，實現(xiàn)通信設備的報警，可設置消防電話。一旦發(fā)生火災，工作人員可采用手動報警方式及時控制火勢。手動報警按鈕主要用于緊急情況下，如站廳、站臺、設備區(qū)走廊等，當發(fā)生火災時，按下報警按鈕有助于工作人員確定火災位置，進行滅火行動。

（二）聯(lián)動功能。首先，它與消防系統(tǒng)聯(lián)動，主要包括消防泵、消火栓、自動噴水滅火系統(tǒng)。以消防水泵為例，水泵啟動有兩種方式：一是自動啟動。報警信號確認后，由泵輸入輸出模塊控制。二是手動泵送，在站控室手動操作。其次，它與通風系統(tǒng)相連。排風機和壓力由FAS系統(tǒng)加壓，并對風機進行監(jiān)控。火災發(fā)生后，站控中心發(fā)布調(diào)度指令，控制相關設備的動作，實現(xiàn)排煙、送風等功能。最后，與其他系統(tǒng)聯(lián)動，包括緊急廣播和疏散引導人員；啟動聲光報警裝置，打開門禁和售票口，確保疏散順利進行。

（三）智能疏散在疏散模型中，分為四個子系統(tǒng)。第一個是逃生初期的行為子系統(tǒng)，第二個是逃生期間的行為子系統(tǒng)，第三個是疏散人群子系統(tǒng)，第四個是疏散能力子系統(tǒng)。相關研究和實踐結果表明，這四種系統(tǒng)能夠反映人們在火災中的無意識反應。將其應用于消防安全疏散時，可以構建和建立人體反應的自適應預測模型，以指導人員順利疏散。在自動報警系統(tǒng)中，首先，網(wǎng)絡模型的應用可以使站臺、站廳疏散通道出入口作為網(wǎng)絡連接節(jié)點，形成網(wǎng)絡空間格局。在系統(tǒng)的監(jiān)控下，可以準確預測不同節(jié)點的火災情況，進而進行報警、疏散等工作。其次，通過分析鐵人結構和人員特點，并參考人員的移動速度來確定疏散效率。最后，基于該疏散模型，可以對火災進行準確的預測，保證智能疏散。

六、地鐵火災報警管理系統(tǒng)

火災報警管理系統(tǒng)一般承擔結構層次和步驟控制，即兩級管理和三級管理控制。兩級管理是實施控制中心和車站兩級管理，對所轄系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理。在信息中心，可通過人防中心發(fā)送和管理整個地鐵線路的火災報警信息，由停車場、車輛段應急響應站負責火災報警信息，周界較低，僅限于現(xiàn)場及相鄰半段。三級管控模式將FAS的控制級分為三類：控制中心監(jiān)控、站控室監(jiān)控和現(xiàn)場監(jiān)控。控制中心對現(xiàn)有檢測設備的信息進行監(jiān)控，監(jiān)測其運行狀態(tài)，接收地鐵線路火災報警信息的范圍，獲取其報警位置，并對采集到的信息數(shù)據(jù)進行分析、存儲和處理。

七、結語

綜上所述，由于地鐵特殊的建筑結構，火災的發(fā)生具有突發(fā)性強、消防難度大、逃生條件差等特點。分析表明，F(xiàn)AS系統(tǒng)能夠實現(xiàn)火災監(jiān)測、報警和人員素質(zhì)指導。系統(tǒng)按中心級FAS、車站級FAS和現(xiàn)場級FAS 三級控制模式運行，體現(xiàn)了火災報警的有效性。聯(lián)動工作可實現(xiàn)全面智能疏散，減少人員和財產(chǎn)損失。