基于綜合監控系統的地鐵消防聯動應用研究

李 嚴

(南京地鐵運營有限責任公司機電分公司,江蘇 南京 210000)

0 引言

地鐵消防安全主要是借助綜合監控系統對各種地鐵子系統的集中控制來實現的,車站內的光纖感溫裝置、火災自動報警裝置、閉路電視、廣播系統等在發生火災的情況下都會聯動起來,共同發揮火情監控、火災信息警告、人員疏散、通風排煙等功能,研究地鐵消防聯動系統的實現原理具有良好的實踐指導意義。

1 綜合監控系統

地鐵車站中具有自動檢票、視頻監控、照明、火災報警以及自動滅火等多種功能,從車站運營的角度來看,利用一整套系統將這些必不可少的地鐵車站管理設備集成在一起,將會極大地提高地鐵車站的運維效率。地鐵綜合監控系統(ISCS)實時集中監控門禁設備、視頻監控、火災報警、車站廣播、照明設備等軟硬件裝置,并且使各個部分的功能相互配合、協調作用,在車站強電設備和弱電設備之間實現高度地集成,ISCS的主要監控對象可參考表1,從中可觀察到地鐵綜合監控系統將車站內的各種設備集成聯動在一起,形成一個具備一定自動化控制能力和信息交互共享能力的先進系統,車站內的消防聯動控制系統也要接入到ISCS中,與其他各個部分聯動監控火情以及控制和消除火災事故[1]。

表1 地鐵綜合監控系統的主要監控對象

2 地鐵消防聯動的設計和實現

2.1 設計要點

第一,感溫光纖探測系統(DTS)。這一系統的主要功能在于對地鐵車站電纜夾層以及各個區間的溫度實現實時監控,并且在判斷發生火情時發出報警信號。地鐵線路上具有多個站點,每一個站點都設置有DTS,而這些DTS 都要接受來自綜合監控系統的管理,形成一個包括所有站點在內的DTS 網絡[2]。此時,地鐵綜合監控系統就能從中央層面對各個站點的DTS 設備實現全面的監控和管理。

第二,火災自動報警(FAS)。實際上FAS 不僅僅具有自動報警的功能,當其檢測到火災時還可觸發消防水泵、氣體滅火系統以及防火閥等一系列重要的滅火裝置。FAS 也是在各個站點單獨設置,然后由綜合監控系統將各個站點的FAS 集成一個統一的整體,各個車站的FAS 只用于處理車站級的火災報警和滅火功能,中央級監控則由綜合監控系統來完成。

第三,環境與設備監控(BAS)。顯然,地鐵車站的消費聯動功能不僅僅由DTS 和FAS 來完成,其他設備的運行狀態以及功能穩定性也對消防聯動產生著重要的影響。BAS 監控系統負責運行線路上的水系統、給排水系統、電扶梯以及通風空調等設備的監控,而消防系統的正常運行也離不開與BAS 之間的聯動。例如,在發生火災的情況下必須借助BAS 系統的聯動控制來禁止車站內直梯和扶梯的運行,禁止站人。

第四,自動檢票系統(AFC)。正常情況下自動檢票系統要在檢票成功后才打開閘機放行,但是在發生火災的情況下必須自動打開,同時還要支持人工手動操控的模式,為人群的快速撤離和疏散提供便利可靠的條件[3]。地鐵車站的綜合監控系統在檢測到火災報警信息之后將聯動控制自動售檢票系統實現放行。

第五,廣播系統(PA)。車站內的廣播系統對火情預警、人員疏散指揮等工作具有非常重要的作用,因而在綜合監控系統也要將這一部分與火災報警聯動起來。

第六,視頻監控系統(CCTV)。地鐵車站內部信息感知能力最強的系統就是視頻監控系統,在產生潛在火情時僅僅依靠溫度感應裝置并不能有效掌握現場的實際情況和火災分布。而視頻監控系統憑借可視化的圖像來準確地觀察車站內的實際情況,對火情掌握具有非常重要的作用。后續的人員疏散、廣播指導等工作在很大限度上都要依靠視頻監控系統來完成,因而綜合監控系統在發生火災的情況下可借助CCTV 系統來掌握更加準確的信息,輔助完成消防滅火和人員疏散等工作。

第七,綜合后備盤。地鐵綜合監控系統中集成了大量的強弱電設備,因而部分系統出現故障后將會影響到火災報警聯動的整體功能,甚至在某些情況下綜合監控系統不能自動向聯動對象下發控制指令,在這種情況下還可借助綜合后備盤中的IBP 來輔助完成下發聯動指令的功能。因而綜合后備盤提高整個綜合監控系統的可靠性,使其不至于因為故障而失效。

2.2 實際應用

第一,車站和區間的消防聯動。地鐵綜合監控系統是將各個站點的各種子系統聯系在一起所形成的綜合性管理系統,而真正實現功能的主體是各個站點的子系統,區間消防聯動對地鐵車輛在區間運行時的火災風險處理具有不可替代的作用,區間消防聯動的如圖1 所示。雖然現代化的探測設備和傳感器在溫度探測和火情探測方面具有很好的效果,但是地鐵車站畢竟屬于重要的公共基礎設施,每天承擔著大量市民的上下班和出行,因而在發布任何火情和疏散信息之前都要經過再三的確認,盡可能避免誤報。鑒于此,任何火情信息和疏散信息在發布之前都要由車站相關管理人員來確認,利用地鐵車站的廣播系統發布信息并指導站內人員及時疏散到安全的地方,而閉路電視系統可實時地向站內管理人員提供人員疏散的實際情況以及火情發展的趨勢和方向。而區間火災是指列車已經駛離了地鐵車站,處在兩個站點之間的運行區間上,這一階段發生的火災主要集中在列車車體內部或者外部。在這種情況下綜合監控系統將會與列車的信號控制系統發生有效地聯動,而信號系統(SIG)可向ISCS報告地鐵車輛上發生火災的具體位置、列車當前的位置以及距離下一個車站的距離等信息。由于地鐵列車此時可能處在隧道的某一個位置,消防重點在于隧道排煙以及人員疏散。此時距離列車最近的車站將會發揮主要的指揮和聯動功能。因為臨近車站的消防聯動系統在這種情況下可輔助完成隧道通風、防排煙等工作,這一點對隧道中失火的地鐵車輛具有重要的作用。顯然,FAS、DTS 以及BAS 等聯動系統在這一過程中發揮著關鍵的功能。

圖1 區間消防聯動示意

第二,消防聯動控制對象。(1)防排煙。在消防聯動的主要監控對象包括了防排煙設備、電力供應設備以及消防用水供應設備等。在防排煙方面,地鐵隧道原本就設計了正常的通風系統,在發生火災的情況下,該通風系統兼做防排煙功能。在發生火災的情況下根據FAS 和BAS 的聯動將原本用來通風的系統轉化為排煙系統,這是提高通風系統利用率、降低工程造價的有效措施。(2)消防水。消防聯動中還要借助消防水泵、消火栓以及噴淋裝置來完成重點位置的自動滅火操縱,因而消防聯動功能中要對信號閥以及消防水的水流指示等形成有效地監控,借此來判斷市政管網的壓力是否滿足自動滅火的要求,必要時設置噴淋泵[4]。

3 結語

地鐵車站的消防聯動有兩個主要的應用場景,一是車站內失火,二是地鐵在運行區間內失火。第一種場景下由車站的綜合監控系統對火災自動報警、車站防排煙系統、視頻監控系統等實現聯動控制,從現場情況實施監控、火情通報、自動滅火等方面組織開展工作。第二種場景下主要是借助車站的綜合監控系統聯動隧道通風排煙系統、照明設備以及站內的其他輔助設備。