高铁动车存车场图像型火灾报警系统施工技术

陈军，袁焱华

（1.上海倍安实业有限公司；2.应急管理部上海消防研究所）

1 引言

我国开行的高铁动车越来越多，高铁夜间停运后需要进入动车存车场进行存放。2018年1月25日11时53分，由青岛开往杭州东的G281次高铁列车底部发生火灾，列车停靠定远站，由于电气设备故障发生火灾，最先发生故障的电气设备是安装于2号车底部的牵引变压器，导致2号车厢起火冒烟，所幸没有人员伤亡。动车存车场虽然只是停放动车（见图1），但由于高铁动车组车厢底部有变压器油，而且高铁动车价值昂贵，因此动车存车场消防安全显得尤为重要。图像型火灾探测报警系统是一种早期火灾预警报警系统，既可以安装于室内空间，也可以安装在室外场地。文章主要从动车存车场的图像型火灾探测报警系统的设计、施工、调试等方面进行论述，为动车存车场的图像型火灾探测报警系统消防报警系统的设计、施工、维护、管理提供参考和借鉴。

图1 动车存车场

2 工作原理

视频监控火灾报警系统利用安装在现场的图像传感器获取被保护现场图像，通过智能识别算法处理和分析视频图像信号，提取出感兴趣区域，并对这些区域进行模式识别，从中寻找火灾的基本特征（如灰度变化、闪烁频率、颜色差异、运动趋势、纹理特征等），利用组合判据实现对火灾的快速识别，并通过图形界面、现场指示等方式报警，同时上传给火灾报警控制器[1]。

动车存车场的图像型火灾探测报警系统是由视频火灾控制系统，视频火灾应急广播主机，UPS(10KVA)、视频火灾探测器、视频阵列、显示器、键盘、鼠标、30W扬声器、探测器安装杆及基础、避雷器等设备组成。视频图像火灾探测器由两路图像传感器分别采集现场的视频图像，一路可见光波段视频图像，一路近红外波段视频图像，通过探测器内部的图像编码器对图像信号进行数字编码，使用64位嵌入式数字信号处理器（DSP）对图像数据进行分析。通过总线将火警信号上报到视频图像火灾管理主机，报警管理主机通过视频显示和处理装置，可实现对现场视频图像实时观察、接收显示现场报警和系统运行的各类故障信号、形成并存储报警图片和系统运行的各类文本日志，视频录像设备对现场火灾事故发生过程进行录像存档[2]。

3 主要功能

3.1 探测功能

自动检测火情(火苗检测,烟雾检测)并自动发出报警信号,或提供人工确认。系统能够全天候实时进行火灾探测，其中的火灾智能识别算法是探测器进行火灾报警的核心，系统中所有探测器实时并行处理，能够对探测器视野内的所有场景进行主动火灾搜索，实现大范围的火灾探测。

3.2 报警功能

视频火灾报警系统能够对警报的优先级进行分级以避免对同一事件进行多次报警,可和火灾报警控制器配合联动工作,达到对动车所停车场火灾探测报警和疏散的目的。火警时,应以图像形式和LED指示灯的形式,在停车场的平面图中显示起火点的股道编号、防火分区和位置。视频火灾探测器位置发生移动、视频信息丢失、传输网络中断时,系统会自动报警。系统发生错误、网络通讯故障时,系统也会自动报警。

3.3 广播功能

在火灾发生时，应急广播信号通过音源设备发出，经过功率放大后，由广播切换模块（选用）切换到广播指定区域的音箱实现应急广播[3]。门卫室值班员也可通过音源设备向存车场进行应急广播。动车存车场消防广播既通知现场人员疏散，也通知动车驾驶员将动车驶离危险区域。

4 系统安装

4.1 立杆的安装

采用八角监控杆，高度为10m,埋入地下1.7m;立杆上安装控制箱底边距地面高度为1.5m。

八角监控杆基础的混凝土浇筑面平整度应小于5mm/m且尽量保持立杆预埋件水平。预埋件法兰盘应低出周围地面20mm～30mm，再用C25细石砼把加强肋盖住，以防止积水。

4.2 布线

火灾自动报警系统的供电线路、消防联动控制线路应采用耐火铜芯电线电缆,消防应急广播传输线路应采用阻燃或阻燃耐火电线电缆。不同电压等级的线缆不应穿入同一保护管内。存车线采用光电缆均为室外型,有电缆沟的沿沟敷设(强弱电分两侧),其他采用直埋敷设,与其他管线保持安全距离,过股道、道路、水沟时采用G100镀锌钢管防护。当光缆、电缆跨越股道时,对其进行加固处理,保证稳定可靠,严防松动脱落,影响行车安全,并采取防火、防水封堵。所有电缆和光缆不得在穿管中间驳接。

4.3 防雷与接地

4.3.1 防雷

视频火灾控制系统的雷电电磁安全防护应符合行业标准《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》(GA267-2000)及《铁路通信设备雷电综合防护实施指导意见》的规定,采取合理布线、规范接地、装设防雷保安器等,实行综合防护。雷电区室外计算机信息电缆应设防雷保安器,防雷保安器接入不影响原系统的性能和信息传输,所有室外缆线进入设备机房之前均做防雷接地。

4.3.2 接地

火灾报警控制器、视频火灾控制设备、现场视频火灾探测器、气体灭火控制盘等设备工作接地均采用铜芯绝缘导线,线芯截面25mm2。门卫室设专用地线盘,由电力专业提供,每个地线盘接地端子不小于8个,接地电阻小于等于1Ω。

4.4 设备的安装

4.4.1 视频火灾探测器安装

①探测器到门卫室的最远距离不超过500m，探测器到消防控制中心的距离超过500m。

②视频火灾探测器、扬声器安装于立杆上或者跨高铁线路的灯桥上,安装在立杆上时距杆顶0.3m；避雷针安装于杆子顶部，安装高度可视现场实际情况微调，探测器安装角度应保证其能够小角度俯视，以减小自身底部的探测盲区；探测器的安装位置应保证整个保护区域都在监视范围内，成对纵横叠加安装，这样两个探测器的视野的底部盲区能够互相补偿，从而保证无死角的监控存车场。

4.4.2 报警主机的安装

图像型火灾探测器主机和消防联动控制器安装在墙上时，其主显示屏高度宜为1.5m～1.8m，其靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m，正面操作距离不应小于1.2m。

4.4.3 特殊要求

所有设备安装均应与高铁线路接触网保持2m以上安全距离（见图2），施工过程中防止有电线或导管掉到接触网电线上，避免发生触电危险。接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式输电线路，其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触网的电压等级为25kV到30kV之间（对地而言）单相工频交流电，对电力机车电压均为25kV。

图2 接触网与灯桥上摄像头

所有设备室外安装时，要做好防水处理，防止设备进水短路。

4.5 系统的调试

首先对系统中的消防联动控制器、消防应急广播设备、图像型探测器、火灾警报装置等设备分别进行单机通电检查。然后切断报警主机的所有外部控制连线，并将任一个总线回路的火灾探测器以及该总线回路上的图像探测器等部件连接后，方可接通电源。控制模块登记上线后应先调试模块自身的报警、报故障功能。使火灾报警联动控制器处于自动状态，按照联动逻辑关系检查联动是否符合编程要求。按设计的联动逻辑关系，在铁路股道间点火，图像型火灾探测器报警，联动消防广播系统鸣响。

5 结语

根据动车存车场的现场环境和保护需求，采用图像型视频火灾监控报警系统进行防火安全设计安装，可以有效探测存车场的火警，防范动车存车场火灾。图像型视频火灾监控报警系统可实现整个场所的火灾探测报警，采用消防广播系统进行人员和动车的应急疏散。火灾报警控制系统实现了对火灾报警信号及联动信号的集中管理，采用视频录像及大屏显示系统实现对现场情况的实时查看，方便值班人员管理和操作。系统的施工安装技术参照《火灾自动报警系统施工及验收标准》GB50166进行，施工布线沿着铁路管沟和现场跨铁路线路灯桥安装，同时考虑应保持与高铁线路的接触网安全距离要求，防止施工安装触电危险，设备安装时特别需要考虑室外场所的防水要求。