淺析地鐵火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

冷洪宇

摘 要：文章介紹了上海九號(hào)線(xiàn)和新加坡DTL火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成、工作原理，并對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。希望通過(guò)文章的分析，對(duì)相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵；火災(zāi)報(bào)警；煙霧傳感器；火災(zāi)監(jiān)控

中圖分類(lèi)號(hào)：U260.4+23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）28-0163-02

近年來(lái)，地鐵飛速發(fā)展，很多城市都在建設(shè)地鐵。地鐵自身的封閉空間以及運(yùn)行在隧道封閉環(huán)境下，發(fā)生火災(zāi)的危害性會(huì)更加嚴(yán)重。發(fā)生火災(zāi)的主要原因是電器設(shè)備的故障和線(xiàn)路老化短路，以及乘客吸煙或攜帶的易燃易爆危險(xiǎn)品。地鐵上的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)必不可少，能快速發(fā)現(xiàn)起火點(diǎn)，最大程度減少人員和財(cái)產(chǎn)的損失。下面對(duì)上海九號(hào)線(xiàn)和新加坡DTL兩個(gè)不同的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行分析介紹。

1 上海九號(hào)線(xiàn)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

上海九號(hào)線(xiàn)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)前半組（TC1 MP1 M1）和后半組（TC2 MP2 M2）為單獨(dú)的系統(tǒng)。TC車(chē)安裝3個(gè)溫度傳感器和4個(gè)煙霧傳感器，MP車(chē)和M車(chē)各安裝4個(gè)煙霧傳感器，火災(zāi)報(bào)警控制板安裝在MP車(chē)。溫度傳感器和煙霧傳感器的信號(hào)線(xiàn)串聯(lián)在一起連接到火災(zāi)報(bào)警控制板。

1.1 溫度傳感器

安裝在司機(jī)室電氣柜和電子柜中，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)引起溫度上升超過(guò)某個(gè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。

1.2 煙霧傳感器

煙霧傳感器安裝在側(cè)罩板內(nèi)，包含一個(gè)檢測(cè)室，檢測(cè)室由一個(gè)發(fā)射元件和一個(gè)受光元件構(gòu)成，發(fā)射元件和受光元件不在一條直線(xiàn)上。發(fā)射元件發(fā)射短周期的閃爍光，當(dāng)空氣中不存在煙塵顆粒時(shí)，光就不會(huì)被受光元件接收到。當(dāng)有煙塵顆粒進(jìn)入到檢測(cè)室里時(shí)，發(fā)射元件發(fā)出的光會(huì)被煙塵顆粒折射到受光元件上，激活受光元件，第一次觸發(fā)10秒后，受光元件如若再次被激活，則此煙霧傳感器內(nèi)部短路，視為發(fā)出火災(zāi)報(bào)警。

1.3 火警控制板

控制板通過(guò)內(nèi)部觸點(diǎn)控制4個(gè)繼電器的電源，2個(gè)繼電器為故障檢測(cè)，功能是檢測(cè)煙霧傳感器是否安裝好；2個(gè)繼電器為火災(zāi)檢測(cè)，功能是檢測(cè)是否有火災(zāi)報(bào)警。這4個(gè)繼電器通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)給列車(chē)控制系統(tǒng)信號(hào)。正常狀態(tài)下，火警控制板未檢測(cè)到煙霧傳感器和溫度傳感器的異常狀態(tài)，內(nèi)部觸點(diǎn)閉合， 4個(gè)繼電器處于吸合狀態(tài)。如果有煙霧傳感器或溫度傳感器檢測(cè)到火災(zāi)報(bào)警，相應(yīng)線(xiàn)路短路，控制板內(nèi)部觸點(diǎn)斷開(kāi)，使相應(yīng)的繼電器斷開(kāi)，控制系統(tǒng)接收到信號(hào)后，會(huì)在顯示屏上顯示火災(zāi)信息，并且地鐵會(huì)鳴汽笛，僅當(dāng)司機(jī)在顯示屏上點(diǎn)擊確認(rèn)火災(zāi)報(bào)警信息后，汽笛才會(huì)停止。

1.4 系統(tǒng)分析

1.4.1 煙霧傳感器和溫度傳感器串聯(lián)在一起，當(dāng)觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警后，通過(guò)顯示屏的故障信息，無(wú)法判斷準(zhǔn)確的起火位置。

1.4.2 由于煙霧傳感器的監(jiān)測(cè)工作機(jī)制，經(jīng)常會(huì)發(fā)生由于灰塵而導(dǎo)致的誤報(bào)。在上海正線(xiàn)運(yùn)營(yíng)時(shí)曾發(fā)生過(guò)由于火災(zāi)報(bào)警誤報(bào)，汽笛一直鳴響，引起乘客恐慌全部跑到站臺(tái)的事件。

地鐵車(chē)結(jié)束當(dāng)天運(yùn)營(yíng)回到停車(chē)庫(kù)后，也發(fā)生過(guò)灰塵而導(dǎo)致的誤報(bào)，由于停車(chē)庫(kù)停的車(chē)輛很多，檢修人員一時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確找到誤報(bào)車(chē)輛確認(rèn)故障，導(dǎo)致汽笛一直鳴響，遭到停車(chē)庫(kù)周?chē)用竦耐对V。

1.4.3 將監(jiān)控的位置都放在車(chē)上，忽視了對(duì)車(chē)下的各個(gè)電氣箱、接線(xiàn)箱等的監(jiān)控。

2 新加坡DTL火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

新加坡DTL火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是由CPU302、FDCU、煙霧傳感器和感溫電纜組成。

2.1 FDCU

FDCU（火災(zāi)報(bào)警控制中心）用于監(jiān)測(cè)和控制整個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)煙霧傳感器進(jìn)行通訊。

2.2 CPU3002

CPU3002作為一個(gè)網(wǎng)關(guān)，將FDCU的火災(zāi)信息發(fā)送給列車(chē)控制中心。CPU3002與FDCU之間使用CAN網(wǎng)絡(luò)通訊，CPU3002與列車(chē)控制中心使用MVB網(wǎng)絡(luò)通訊。

2.3 煙霧傳感器

每個(gè)單獨(dú)的煙霧傳感器都具備從客室內(nèi)檢測(cè)煙霧的能力，具備檢測(cè)室和獨(dú)立的CPU。煙霧傳感器的工作原理與上海九號(hào)線(xiàn)所使用的基本相同，不同的是受光元件被煙塵顆粒折射的光照射到時(shí)，受光元件的阻抗發(fā)生變化，產(chǎn)生光電流。光電流的大小與顆粒的大小和數(shù)量有關(guān)，CPU可以通過(guò)光電流的大小來(lái)估算出煙霧的濃度。并通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給FDCU。傳感器測(cè)量到的溫度數(shù)值和煙霧濃度數(shù)值會(huì)持續(xù)的發(fā)送給FDCU，F(xiàn)DCU會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)分析是否超過(guò)報(bào)警閥值來(lái)判斷火災(zāi)。極大可能的避免了由于灰塵引起的誤報(bào)。

2.4 感溫電纜

感溫電纜內(nèi)部是兩根彈性鋼絲，每根鋼絲外面都包有一層感溫且絕緣的材料，正常狀態(tài)下，兩根鋼絲都處于絕緣狀態(tài)，當(dāng)周邊環(huán)境溫度上升到預(yù)定動(dòng)作溫度的時(shí)候，溫度敏感材料將破裂，兩根鋼絲會(huì)短路。

此系統(tǒng)在電氣柜和車(chē)下電氣箱中安裝感溫電纜用來(lái)檢測(cè)箱體內(nèi)的火災(zāi)。感溫電纜環(huán)繞箱體內(nèi)部一周后連接到煙霧傳感器上。當(dāng)某一感溫電纜受熱短路后，煙霧傳感器會(huì)將此信號(hào)發(fā)送給FDCU，告之此處發(fā)生火災(zāi)。

2.5 系統(tǒng)分析

2.5.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在每節(jié)車(chē)的客室內(nèi)區(qū)域安裝了4個(gè)煙霧傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)廂內(nèi)部。如果客室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，F(xiàn)DCU會(huì)把“fire inside”信號(hào)通過(guò)CPU3002發(fā)送給列車(chē)控制系統(tǒng)，將空調(diào)的回風(fēng)門(mén)關(guān)閉，新風(fēng)門(mén)打開(kāi)，防止煙塵在客室內(nèi)循環(huán)。列車(chē)車(chē)頂外部還安裝了2個(gè)煙霧傳感器，用來(lái)監(jiān)控隧道內(nèi)是否發(fā)生火災(zāi)。當(dāng)檢測(cè)到隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，F(xiàn)DCU會(huì)把“fire outside”信號(hào)通過(guò)CPU3002發(fā)給列車(chē)控制系統(tǒng)，將空調(diào)的新風(fēng)門(mén)關(guān)閉，回風(fēng)門(mén)打開(kāi)，防止將隧道內(nèi)的煙塵吸入到客室內(nèi)。這個(gè)功能很好的保護(hù)了車(chē)內(nèi)的乘客。

2.5.2 電氣柜和電氣箱內(nèi)線(xiàn)纜很多，發(fā)生火災(zāi)初期不易發(fā)現(xiàn)，而該火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通過(guò)感溫電纜來(lái)監(jiān)控各個(gè)電氣柜和電氣箱，基本上做到了全方位監(jiān)控，在火災(zāi)發(fā)生初期就可以及時(shí)報(bào)警。

2.5.3 不同于上海九號(hào)線(xiàn)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的串聯(lián)方式，新加坡DTL項(xiàng)目每個(gè)煙霧傳感器都擁有自己的地址和CAN通訊模塊，任一位置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，都可以通過(guò)顯示屏快速定位位置，降低了排查難度。圖1為顯示屏火災(zāi)報(bào)警界面。

3 結(jié)束語(yǔ)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的作用十分重要。隨著地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增長(zhǎng)，地鐵車(chē)輛會(huì)面臨設(shè)備故障率增長(zhǎng)和線(xiàn)路老化等問(wèn)題，這些都有可能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。配備火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)雖然不會(huì)阻止火災(zāi)的發(fā)生，但是會(huì)在火災(zāi)發(fā)生的初期盡早發(fā)現(xiàn)，減少火災(zāi)造成的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50116-2008.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB4717-2005.火災(zāi)報(bào)警控制器[S].

[3]徐惠鋼，張曉明.列車(chē)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].傳感器技術(shù)，2004（2）：65.

[4]王玨.地鐵火災(zāi)的預(yù)防及疏散措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（29）：295-296.endprint