基于综合监控系统的地铁消防联动应用研究

李 严

(南京地铁运营有限责任公司机电分公司,江苏 南京 210000)

0 引言

地铁消防安全主要是借助综合监控系统对各种地铁子系统的集中控制来实现的,车站内的光纤感温装置、火灾自动报警装置、闭路电视、广播系统等在发生火灾的情况下都会联动起来,共同发挥火情监控、火灾信息警告、人员疏散、通风排烟等功能,研究地铁消防联动系统的实现原理具有良好的实践指导意义。

1 综合监控系统

地铁车站中具有自动检票、视频监控、照明、火灾报警以及自动灭火等多种功能,从车站运营的角度来看,利用一整套系统将这些必不可少的地铁车站管理设备集成在一起,将会极大地提高地铁车站的运维效率。地铁综合监控系统(ISCS)实时集中监控门禁设备、视频监控、火灾报警、车站广播、照明设备等软硬件装置,并且使各个部分的功能相互配合、协调作用,在车站强电设备和弱电设备之间实现高度地集成,ISCS的主要监控对象可参考表1,从中可观察到地铁综合监控系统将车站内的各种设备集成联动在一起,形成一个具备一定自动化控制能力和信息交互共享能力的先进系统,车站内的消防联动控制系统也要接入到ISCS中,与其他各个部分联动监控火情以及控制和消除火灾事故[1]。

表1 地铁综合监控系统的主要监控对象

2 地铁消防联动的设计和实现

2.1 设计要点

第一,感温光纤探测系统(DTS)。这一系统的主要功能在于对地铁车站电缆夹层以及各个区间的温度实现实时监控,并且在判断发生火情时发出报警信号。地铁线路上具有多个站点,每一个站点都设置有DTS,而这些DTS 都要接受来自综合监控系统的管理,形成一个包括所有站点在内的DTS 网络[2]。此时,地铁综合监控系统就能从中央层面对各个站点的DTS 设备实现全面的监控和管理。

第二,火灾自动报警(FAS)。实际上FAS 不仅仅具有自动报警的功能,当其检测到火灾时还可触发消防水泵、气体灭火系统以及防火阀等一系列重要的灭火装置。FAS 也是在各个站点单独设置,然后由综合监控系统将各个站点的FAS 集成一个统一的整体,各个车站的FAS 只用于处理车站级的火灾报警和灭火功能,中央级监控则由综合监控系统来完成。

第三,环境与设备监控(BAS)。显然,地铁车站的消费联动功能不仅仅由DTS 和FAS 来完成,其他设备的运行状态以及功能稳定性也对消防联动产生着重要的影响。BAS 监控系统负责运行线路上的水系统、给排水系统、电扶梯以及通风空调等设备的监控,而消防系统的正常运行也离不开与BAS 之间的联动。例如,在发生火灾的情况下必须借助BAS 系统的联动控制来禁止车站内直梯和扶梯的运行,禁止站人。

第四,自动检票系统(AFC)。正常情况下自动检票系统要在检票成功后才打开闸机放行,但是在发生火灾的情况下必须自动打开,同时还要支持人工手动操控的模式,为人群的快速撤离和疏散提供便利可靠的条件[3]。地铁车站的综合监控系统在检测到火灾报警信息之后将联动控制自动售检票系统实现放行。

第五,广播系统(PA)。车站内的广播系统对火情预警、人员疏散指挥等工作具有非常重要的作用,因而在综合监控系统也要将这一部分与火灾报警联动起来。

第六,视频监控系统(CCTV)。地铁车站内部信息感知能力最强的系统就是视频监控系统,在产生潜在火情时仅仅依靠温度感应装置并不能有效掌握现场的实际情况和火灾分布。而视频监控系统凭借可视化的图像来准确地观察车站内的实际情况,对火情掌握具有非常重要的作用。后续的人员疏散、广播指导等工作在很大限度上都要依靠视频监控系统来完成,因而综合监控系统在发生火灾的情况下可借助CCTV 系统来掌握更加准确的信息,辅助完成消防灭火和人员疏散等工作。

第七,综合后备盘。地铁综合监控系统中集成了大量的强弱电设备,因而部分系统出现故障后将会影响到火灾报警联动的整体功能,甚至在某些情况下综合监控系统不能自动向联动对象下发控制指令,在这种情况下还可借助综合后备盘中的IBP 来辅助完成下发联动指令的功能。因而综合后备盘提高整个综合监控系统的可靠性,使其不至于因为故障而失效。

2.2 实际应用

第一,车站和区间的消防联动。地铁综合监控系统是将各个站点的各种子系统联系在一起所形成的综合性管理系统,而真正实现功能的主体是各个站点的子系统,区间消防联动对地铁车辆在区间运行时的火灾风险处理具有不可替代的作用,区间消防联动的如图1 所示。虽然现代化的探测设备和传感器在温度探测和火情探测方面具有很好的效果,但是地铁车站毕竟属于重要的公共基础设施,每天承担着大量市民的上下班和出行,因而在发布任何火情和疏散信息之前都要经过再三的确认,尽可能避免误报。鉴于此,任何火情信息和疏散信息在发布之前都要由车站相关管理人员来确认,利用地铁车站的广播系统发布信息并指导站内人员及时疏散到安全的地方,而闭路电视系统可实时地向站内管理人员提供人员疏散的实际情况以及火情发展的趋势和方向。而区间火灾是指列车已经驶离了地铁车站,处在两个站点之间的运行区间上,这一阶段发生的火灾主要集中在列车车体内部或者外部。在这种情况下综合监控系统将会与列车的信号控制系统发生有效地联动,而信号系统(SIG)可向ISCS报告地铁车辆上发生火灾的具体位置、列车当前的位置以及距离下一个车站的距离等信息。由于地铁列车此时可能处在隧道的某一个位置,消防重点在于隧道排烟以及人员疏散。此时距离列车最近的车站将会发挥主要的指挥和联动功能。因为临近车站的消防联动系统在这种情况下可辅助完成隧道通风、防排烟等工作,这一点对隧道中失火的地铁车辆具有重要的作用。显然,FAS、DTS 以及BAS 等联动系统在这一过程中发挥着关键的功能。

图1 区间消防联动示意

第二,消防联动控制对象。(1)防排烟。在消防联动的主要监控对象包括了防排烟设备、电力供应设备以及消防用水供应设备等。在防排烟方面,地铁隧道原本就设计了正常的通风系统,在发生火灾的情况下,该通风系统兼做防排烟功能。在发生火灾的情况下根据FAS 和BAS 的联动将原本用来通风的系统转化为排烟系统,这是提高通风系统利用率、降低工程造价的有效措施。(2)消防水。消防联动中还要借助消防水泵、消火栓以及喷淋装置来完成重点位置的自动灭火操纵,因而消防联动功能中要对信号阀以及消防水的水流指示等形成有效地监控,借此来判断市政管网的压力是否满足自动灭火的要求,必要时设置喷淋泵[4]。

3 结语

地铁车站的消防联动有两个主要的应用场景,一是车站内失火,二是地铁在运行区间内失火。第一种场景下由车站的综合监控系统对火灾自动报警、车站防排烟系统、视频监控系统等实现联动控制,从现场情况实施监控、火情通报、自动灭火等方面组织开展工作。第二种场景下主要是借助车站的综合监控系统联动隧道通风排烟系统、照明设备以及站内的其他辅助设备。