天津津濱輕軌防災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計

摘　要:根據(jù)城市快速軌道交通的特點,結(jié)合津濱輕軌工程,對城市快速軌道交通的防災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的主要方面進行闡述。關(guān)鍵詞:軌道交通; 防災(zāi)報警; 系統(tǒng)設(shè)計
　 津濱輕軌工程西起天津市區(qū)的中山門車站,東至開發(fā)區(qū)休閑娛樂區(qū)站,全長約45 km , 基本上都是高架線路。沿線設(shè)15 座車站(其中14 座高架站、1 座地面站) 、1 個車輛段、1 個停車場、2 座主變電所、3 座區(qū)間牽引變電所、1 座調(diào)度指揮中心。本工程于2001 年9 月開始施工,計劃于2003 年10 月竣工通車,現(xiàn)對其防災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計情況進行介紹。
1 　防災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計概況
輕軌系統(tǒng)可能發(fā)生的災(zāi)害較多,主要有火災(zāi),其次是水災(zāi)、風災(zāi)、地震和意外停車事故等。輕軌或地鐵防災(zāi)報警系統(tǒng)以火災(zāi)報警系統(tǒng)為主(簡稱FAS) ,兼顧其他災(zāi)害。 FAS 系統(tǒng)實行兩級管理,在指揮中心大樓內(nèi)設(shè)防災(zāi)控制中心(為主控級),在各車站(車輛段、停車場、主變電所) 等設(shè)防災(zāi)控制室(為分控級) 。
因輕軌線路較長,站間距較大,各分控級與控制中心通過光纖聯(lián)網(wǎng)。FAS 系統(tǒng)全線通信傳輸網(wǎng)絡(luò)為獨立的光纖環(huán)網(wǎng)。通信系統(tǒng)在輕軌2 條通信光纜中為FAS 系統(tǒng)各提供兩芯獨立光纖,為提高傳輸?shù)目煽啃圆捎谜鹃g跳接方式組成雙環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)的對等式環(huán)網(wǎng)(Peer2 to2Peer Networking) 。FAS 控制中心主機與各分控級分機均為網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點,網(wǎng)絡(luò)中任何一個節(jié)點故障或離線時不會影響系統(tǒng)其他節(jié)點的正常工作,當網(wǎng)絡(luò)光纖發(fā)生單點故障時,不影響整個系統(tǒng)正常通信,并在控制中心主機及車站FAS 分機上顯示故障位置;當網(wǎng)絡(luò)發(fā)生多點故障時,通過路徑自動選擇后可自動重組生成多個子網(wǎng)絡(luò)保持通訊。全線FAS 系統(tǒng)以各分控級獨立檢測、報警、控制為主,控制中心主控級接收顯示分控級的信息,不對各分控級的現(xiàn)場設(shè)備進行直接控制。
2 　防災(zāi)通信
211 　有線、無線電話系統(tǒng)
(1) FAS 控制中心設(shè)置與市消防、地震預(yù)報中心等部門聯(lián)系的外部電話,當輕軌發(fā)生火災(zāi)時可及時和消防部門聯(lián)系。
(2) FAS 控制中心設(shè)置防災(zāi)調(diào)度電話總機,各車站(車輛段、停車場、主變電所) 等設(shè)置調(diào)度電話分機,總機和分機之間可以互相聯(lián)絡(luò),互通災(zāi)情。
(3) FAS 控制中心、各車站控制室設(shè)置與列車司機聯(lián)系的無線電話系統(tǒng)。當列車著火時,可及時通知車站和控制中心。
212 　防災(zāi)廣播系統(tǒng)
防災(zāi)全線廣播以及各車站的廣播系統(tǒng)與行車、服務(wù)廣播共用一套系統(tǒng)。正常時,可進行服務(wù)廣播,當輕軌發(fā)生災(zāi)害時切換為防災(zāi)廣播。防災(zāi)廣播具有最高優(yōu)先級。
213 　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)
防災(zāi)全線電視監(jiān)視以及各車站的電視監(jiān)視系統(tǒng)與行車、服務(wù)也共用一套系統(tǒng)。正常時,可進行正常的運營監(jiān)視,當輕軌發(fā)生災(zāi)害時切換為防災(zāi)監(jiān)視。防災(zāi)廣播具有最高優(yōu)先級。
3 　FAS 系統(tǒng)的功能和設(shè)備配置
311 　FAS 控制中心
FAS 控制中心設(shè)備設(shè)在控制中心大樓四層的中央控制室內(nèi), FAS 控制中心是全線FAS 系統(tǒng)的信息管理中心,通過FAS 報警主機對全線的火災(zāi)報警信息進行調(diào)度管理。其主要功能為: 監(jiān)視全線防災(zāi)設(shè)備的運行狀態(tài),接收全線范圍內(nèi)進行檔案管理,定期輸出各類數(shù)據(jù)、報告。
FAS 控制中心報警主機由2 臺互為備用的圖形命令中心( 簡稱GCC) 構(gòu)成, 分別通過網(wǎng)絡(luò)接口與整個FAS 網(wǎng)絡(luò)相連,并作為網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點與各報警分機保持通信。2 臺GCC 互為熱備,當一臺出現(xiàn)故障時,另一臺將完全承擔系統(tǒng)工作。GCC 之間通過RS -232 接口進行通信,以確定其主備關(guān)系。正常時,系統(tǒng)指定一臺為主用(可手動選定),操作員可進行控制,另一臺為備用。兩者此時都實時接收FAS 系統(tǒng)信息,并進行同樣功能的處理工作,只是一臺向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,另一臺處于待發(fā)狀態(tài)。兩機之間通過相互查詢保持主備關(guān)系。當通信中斷,表明主機故障,則備用機主動承擔主機的功能和全線FAS 系統(tǒng)監(jiān)控功能。
GCC 由通用型工業(yè)控制機作為主機,并配備鍵盤、鼠標、21″彩顯、打印機、UPS 電源等外置設(shè)備。 GCC 等設(shè)備設(shè)于防災(zāi)調(diào)度臺上,防災(zāi)調(diào)度臺還設(shè)有防災(zāi)廣播與電視監(jiān)視系統(tǒng)的控制設(shè)備、防災(zāi)調(diào)度電話總機、與列車司機聯(lián)系的無線電話、與消防等部門聯(lián)系的外線電話等。另外,中央控制室內(nèi)設(shè)置大屏幕顯示系統(tǒng)供各系統(tǒng)共用,由3 ×18 塊60 英寸(1 英寸= 2154 cm) 大屏幕顯示器組成。正常時,大屏幕可不顯示FAS 系統(tǒng)的信息,只顯示其他系統(tǒng)信息;當輕軌發(fā)生火災(zāi)時,在大屏幕的任意位置顯示FAS 系統(tǒng)信息。為使全線FAS 系統(tǒng)主控級和各分控級具有準確、統(tǒng)一的時間, 在控制中心由通信專業(yè)時鐘系統(tǒng)通過RS422 接口向FAS 系統(tǒng)主機提供時鐘信源。
312 　車站
車站FAS 系統(tǒng)由設(shè)在車站綜合控制室的火災(zāi)報警控制器(即車站級FAS 分機) 通過總線方式與現(xiàn)場的探測器、手動報警器、電話插孔、電話掛機、模塊等設(shè)備組成車站FAS 報警網(wǎng)絡(luò)。車站級FAS 分機主要有以下功能: 監(jiān)視車站防災(zāi)設(shè)備的運行狀態(tài),接收車站火災(zāi)報警,并顯示報警部位; 確認災(zāi)害種類及災(zāi)情,向防災(zāi)控制中心及有關(guān)部門通報聯(lián)絡(luò),傳送防災(zāi)信息; 接收防災(zāi)中心指令,組織搶險救災(zāi)工作。聯(lián)動控制車站范圍內(nèi)的防災(zāi)設(shè)備(啟動消防泵、啟動氣體滅火系統(tǒng)、開啟應(yīng)急照明及疏散誘導(dǎo)照明、打開自動售檢票系統(tǒng)閘門、切斷非消防電源、停止自動扶梯的火災(zāi)等災(zāi)害報警,并顯示報警部位; 運行、關(guān)閉電動防火閥、關(guān)閉氣體滅火保護房間排風進行防災(zāi)信息的處理與傳送,指揮搶險救援工作; 扇、進行火災(zāi)事故廣播及電視監(jiān)視等) 。如圖2 所示。編制、制定下達全線FAS 系統(tǒng)運行模式; 　
　 (1) 綜合控制室設(shè)備
4 4 1 鐵道標準設(shè)計

圖2 　車站防災(zāi)報警系統(tǒng)框圖

　 車站綜合控制室設(shè)置火災(zāi)報警控制器、地圖式模擬顯示屏、按鈕箱(控制消防泵及氣體滅火系統(tǒng)) 、空氣采樣系統(tǒng)遠程顯示單元、直流電源裝置、車站消防專用電話總機等報警及控制設(shè)備。另外,還設(shè)有由通信專業(yè)提供的廣播與電視監(jiān)視裝置、防災(zāi)調(diào)度電話分機以及車站與列車司機聯(lián)系的無線電話等。
(2) 現(xiàn)場設(shè)備
在車站辦公及休息房間、設(shè)備用房、站廳等處設(shè)置煙感探測器,其中氣體滅火保護房間設(shè)置煙感和溫感探測器組合;變電所電纜夾層、電纜豎井等電纜密集區(qū)設(shè)置線型感溫探測器,對電纜進行保護;為了能極早發(fā)現(xiàn)火災(zāi),在通信機房、信號機房、AFC 機房等房間的防靜電地板下面設(shè)置空氣采樣感煙探測器。站廳、站臺、出入通道等公共場所設(shè)置手動報警器,在每個防火分區(qū)至少設(shè)置1 個手動報警器,從一個防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的手動報警器的距離不大于30 m 。
各車站均設(shè)1 套獨立的消防專用電話網(wǎng)絡(luò),在綜合控制室設(shè)1 臺消防電話總機,在站廳、站臺、出入通道等公共場所設(shè)置電話插孔(一般設(shè)在消火栓箱旁,與手動報警器相鄰設(shè)置),在消防泵房、降壓變電所等重要設(shè)備房間和重要值班室設(shè)置消防電話掛機。為避免旅客驚慌,車站站廳、站臺公共區(qū)不設(shè)聲光報警器,只在站廳層房屋區(qū)樓道設(shè)置聲光報警器。FAS 系統(tǒng)通過現(xiàn)場模塊可以對消防泵進行自動或鐵道標準設(shè)計手動控制,顯示泵的運行狀態(tài);在綜合控制室還設(shè)有按鈕箱,與消防泵電控箱通過硬線連接,可以通過按鈕箱的控制按鈕對消防泵進行手動控制,同時顯示泵的運行狀態(tài)。另外,通過現(xiàn)場消火栓箱內(nèi)的破玻按鈕可手動控制消防泵的啟動,并接收破玻按鈕的反饋信號。
在車站重要電氣房間設(shè)有氣溶膠滅火系統(tǒng),在氣體滅火保護房間內(nèi)設(shè)有煙感和溫感探測器,氣體滅火專用控制模塊,警鈴;在門口設(shè)有聲光報警器,急啟急停按鈕。當發(fā)生火災(zāi)時由氣體滅火專用控制模塊啟動氣溶膠滅火裝置及其他相關(guān)設(shè)備。另外,在綜合控制室設(shè)有按鈕箱,可通過手動按鈕對氣溶膠裝置進行控制,并顯示噴氣信號。車站變電所房間設(shè)有電動防火閥,當本房間發(fā)生火災(zāi)時,FAS 系統(tǒng)自動關(guān)閉本房間防火閥,同時接收其反饋信號。因津濱輕軌各車站不設(shè)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)( 即EMCS 系統(tǒng)),自動扶梯由FAS 系統(tǒng)對其進行監(jiān)控, FAS 系統(tǒng)接收扶梯的上行、下行、故障、就地急停等信號,當發(fā)生火災(zāi)等災(zāi)害時,由FAS 系統(tǒng)停止扶梯的運行。車站設(shè)有垂直電梯,當發(fā)生火災(zāi)時, FAS 系統(tǒng)自動迫降電梯至首層,并接收其回首的反饋信號。車站降壓變電所設(shè)三級負荷母線,車站非消防負荷均集中在三級負荷母線上,當車站發(fā)生火災(zāi)時,由FAS 系統(tǒng)自動切斷三級負荷總開關(guān), 并接收其跳閘信號。　　在站廳、站臺、出入通道等處設(shè)置應(yīng)急照明及疏散照明,在各重要設(shè)備機房、重要值班室設(shè)有應(yīng)急照明, 當發(fā)生火災(zāi)時,由FAS 系統(tǒng)統(tǒng)一控制,并接收其開啟信號。　
　 313 　區(qū)間牽引變電所
全線區(qū)間設(shè)有3 座牽引變電所(即: SS1 、八堡、車站北路) 。各變電所均設(shè)1 臺火災(zāi)報警控制器,負責接收所內(nèi)火災(zāi)報警信號,聯(lián)動控制氣溶膠滅火裝置。 3 座區(qū)間牽引變電所火災(zāi)報警控制器均利用光纜通過就近的車站接入全線FAS 系統(tǒng)。因變電所無人值班,又遠離車站,各變電所都設(shè)置了氣體滅火系統(tǒng)。為防止系統(tǒng)誤動作,引起氣體滅火系統(tǒng)誤噴,在控制中心平時由全線防災(zāi)總值班人員通過FAS 主機遠程將變電所聯(lián)動控制輸出設(shè)定為手動狀態(tài)。當接收到變電所火災(zāi)報警后,在控制中心值班人員通過視頻監(jiān)視系統(tǒng),對變電所火災(zāi)信號進行確認, 確認后再由控制中心手動遠程啟動所內(nèi)的氣溶膠滅火裝置。
314 　車輛段
車輛段設(shè)置防報警系統(tǒng)的建筑包括:綜合維修中心、混合變電所、鍋爐房、材料庫及辦公樓、材料總庫易燃品庫、特種車庫、組合車庫、段易燃品庫、降壓變電所、列檢停車庫、信號樓等。在段辦公樓一層設(shè)全段FAS 總值班室,值班室內(nèi)設(shè)1 臺火災(zāi)報警控制器作為段防災(zāi)報警分機。在維修中心、混合變電所、鍋爐房、材料庫及辦公樓、特種車庫、組合車庫、列檢停車庫、信號樓等設(shè)置火災(zāi)報警區(qū)域控制器。段FAS 總值班室防災(zāi)分機通過網(wǎng)絡(luò)線與各區(qū)域報警器環(huán)行連接,構(gòu)成段防災(zāi)報警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。段防災(zāi)分機通過光纜與信號樓內(nèi)的輕軌全線通信光纜相連,接入全線FAS 系統(tǒng)。
在段FAS 總值班室還設(shè)有圖形顯示計算機、全線消防調(diào)度電話分機、段消防專用電話總機以及打印機、UPS 電源等設(shè)備。 FAS 系統(tǒng)報警分機的功能主要是接收段內(nèi)各FAS 系統(tǒng)保護場所的火災(zāi)報警信號,監(jiān)視FAS 系統(tǒng)的設(shè)備運行狀態(tài),向控制中心傳送防災(zāi)信息,接收控制中心的控制指令,指揮防災(zāi)救援工作。車輛段各設(shè)置防災(zāi)報警系統(tǒng)的建筑內(nèi)設(shè)置煙感或溫感探測器、手動報警器、警鈴等設(shè)備,其中列檢停車庫、組合庫等大空間場所設(shè)置對射式紅外光束探測器。停車場、主變電所、控制中心樓FAS 系統(tǒng)和上述場所的設(shè)置情況類似,在此不再一一贅述。
4 　系統(tǒng)供電
FAS 系統(tǒng)按一級負荷供電,電力專業(yè)提供兩路獨立220 V 交流電源,在控制室內(nèi)自動切換。FAS 系統(tǒng)備有蓄電池作為正常工作所需的備用電源,容量滿足24 h 監(jiān)視和30 min 報警的需要。
5 　導(dǎo)線電纜選擇及敷設(shè)方式
FAS 系統(tǒng)室內(nèi)配線導(dǎo)線、電纜均采用銅芯耐火型, 穿鋼管暗敷設(shè)及明敷設(shè)。明敷設(shè)鋼管均涂防火涂料。室外配線電纜采用銅芯鎧裝電纜,采用直埋、沿支架或穿排管敷設(shè)。
6 　系統(tǒng)接地
各車站、控制中心樓FAS 系統(tǒng)利用本建筑綜合接地系統(tǒng)接地,接地電阻不大于1 Ω。車輛段、停車場、區(qū)間牽引變電所FAS 系統(tǒng)設(shè)備單設(shè)接地裝置,接地電阻不大于4 Ω。 7 　結(jié)語 FAS 系統(tǒng)是保證輕軌安全運營不可缺少的一個環(huán)節(jié),目前國內(nèi)還沒有專門針對輕軌系統(tǒng)方面(尤其是輕軌FAS 系統(tǒng)) 的設(shè)計規(guī)范和標準,在系統(tǒng)的使用過程中,可能還會暴露出一些問題需進一步研究解決,使輕軌FAS 系統(tǒng)在今后的設(shè)計和運行過程中日趨完善。
參考文獻:
[ 1 ] 　GB50116 -98 , 火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范[ S] .