城市軌道交通防災報警系統 1 一 災害的分類 城市軌道交通項目 城市最大的基礎設施之一 城市客運交通的大動脈 稱為 城市生命線 城市軌道在施工和運營期間可能發生的災害大致分為兩類 自然災害 洪澇 水淹 地震 雪災 臺風 泥石流 滑坡等 人為災害 戰爭 交通事故 火災 泄毒 化學爆炸 環境污染 工程事故和運營事故等 2 地鐵災害特點 各類災害共同的特點 空間分布有限性 潛在性 突發性 發生災害的時間 空間和強度的隨機性 地鐵大部分處在地下車站和隧道構成的半封閉區域內 四周為巖介質包裹 地鐵對來自外部的災害防御能力好 對來自內部的災害的抵御能力差 在地下狹小空間內 人員和設備高度密集 一旦發生火災 疏散和搶救十分困難 從世界一百多年的歷史教訓看 地鐵災害中發生頻率最高 造成損失最大的是火災 3 地下工程火災 與其他災害相比 火災對地下工程的威脅比對地面建筑更大 撲滅地下工程的火災比撲滅超高層建筑頂層火災還要困難 地下工程火災的發生具有以下特征和危害 1 排煙困難 散熱慢 2 高溫高熱全面燃燒 3 安全疏散困難 4 撲救困難 危害大 4 1987年12月 英國倫敦最繁忙的國王十字地鐵站發生大火 結果造成了32人死亡 100多人受傷 1993年10月 美國曼哈頓地鐵列車發生火災 數百人被困于車中 2003年2月18日 韓國大邱市地鐵發生的一起人為縱火引起的火災事故 造成近200人死亡 數百人受傷 車站設施損壞等嚴重后果 5 二 防災設計的原則 城市軌道交通系統的安全防護問題具有尤其重要的意義 安全防護的原則和技術要求 1 嚴格執行各種設計 施工規范和規程2 預防為主防災設計應該貫徹國家 以預防為主 防消結合 的工作方針 城市軌道交通工程應建立良好的災害預測 預報 評估和預警系統 經常結合國內外城市軌道交通災害進行案例分析 建立仿真模型 開發數字減災防災綜合信息系統 3 確保安全4 系統設施的選擇必須符合防災要求5 建立聯防體系 6 三 城市軌道交通防災報警系統 對于行車事故 雷擊等事先很難預警 只能在設計時采取預防措施 對于水災 地震 雪災 臺風 泥石流等災害一般可以直接接收相關部門的預報信息 不會另設軌道交通專用的報警系統 火災發生的幾率高 危害嚴重 損失大 為了盡早探測到火災的發生并發出火災警報 啟動有關防火 滅火裝置而在建筑物中設置了一種自動消防設施 這種裝置稱為火災自動報警系統 FireAlarmsystem 簡稱FAS 7 一 火災自動報警系統的概述 控制中心報警系統示意圖 8 火災自動報警系統的概述 火災自動報警系統一般由火災觸發器件 火災報警控制裝置 火災警報裝置以及火災聯動控制裝置組成 在火災發生初期 系統通過設置在現場的感煙 感溫和感光火災探測器等火災觸發器件自動接收火災燃燒所產生的煙霧 溫度變化和熱輻射等物理信號 并將其變換成電信號輸入火災報警控制器 也可以通過手動報警按鈕以手動的方式向火災報警控制器通報火警 火災報警控制器對輸入的報警信號進行處理 分析 經判斷為火災時 立即以聲 光信號等火災報警裝置向人發出火災警報 并記錄 顯示火災發生的時間和位置 同時向防煙排煙系統 自動噴水滅火系統 室內消火栓系統 管網氣體滅火系統 泡沫滅火系統 干粉滅火系統以及防火門 防火卷簾等防煙防火設施發出控制命令 啟動各種消防裝置 指揮人員疏散 控制火災蔓延 發展 9 1501 1811型火災報警及聯動控制系統示意圖 10 二 地鐵FAS的組成 地鐵火災報警系統主要有設備在各地鐵車站 區間隧道 控制中心大樓 車輛段 停車場 主變電站等與地鐵運營有關建筑與設施的火災報警系統設備以及相關的網絡設備和通信接口組成 系統分為三個級別 1 設置在控制中心 OCCOperationControlCenter 的中央監控管理級 2 車站 車站與車輛段 監控管理級 3 現場控制級 11 FAS系統的結構圖 12 1 中央監控管理級中央控制管理級設置在控制中心 作為地鐵消防的指揮和控制中心 用于監視地鐵全線下屬所有區域的火災報警 消防聯動和故障情況 中央監控管理級在OCC配備防災報警主機 FAS主機由兩套火災報警控制器和OCC兩臺互為熱備用的FAS監控總站 操作員工作站 組成 FAS主機通過FAS專網與各防災報警分機保持通信 2 車站監控管理級和現場控制級車站監控管理級和現場控制級由火災報警控制器 車站FAS操作員工作站 消防聯動控制柜和現場火災探測器 控制及監視模塊等組成 車站控制室火災報警控制器通過總線與現場設備組成所轄站點的火災報警系統 負責所轄車站的火災報警處理及聯動控制 并通過FAS專網與其他車站的火災報警控制器及控制中心操作工作站進行通信 報告火災報警 系統故障 聯動控制及消防設備運行狀態等信息 13 三 地鐵FAS系統功能 1 FAS控制中心防災控制室 1 能接收并顯示全線各區域控制器送來的火災報警 故障報警和重要防災設備運行狀態信息 2 當地下區間發生火災時協調相鄰兩座車站的控制工況 手動或自動發布控制指令 3 確認火災發生后 若在一定時間內現場火災報警控制器還未做出反應 可向站點火災報警器發出指令 指揮現場火災搶救工作 4 對全線消防設施進行監控 5 全線火災事件 歷史資料的存檔管理 6 防災控制室的防災通信設備應能提供與各車站值班人員 車輛段值班員 列車司機 FAS檢修人員的通話功能 還應具有直接向市消防部門報警的功能 7 對控制中心樓報警和消防設備的監視和控制功能 14 地鐵FAS系統功能 2 車站FAS控制室 1 對火災狀態和消防設備的運行狀態進行實時監測 同時 FAS系統對其系統內部的部件狀態也進行實時監測 所有監測信息都將傳送到控制中心 通過控制中心的綜合監控網絡形成實時信息 供整個綜合監控系統共享 2 接收車站及其所轄地下區間的火災報警信號 顯示報警位置 并即時打印記錄 3 除自動控制外 還能手動控制消防水泵 防煙和排煙風機的啟 停 能自動控制防排煙閥的開或關 4 系統在火災確認后 能通過消防監控模塊實現對消防栓 自動噴灑滅火 氣體自動滅火 防火卷簾門 聲光報警器和警鈴等消防設施的控制 通過車站級局域網由相關系統實現對防排煙設施 空調系統 電梯扶梯 非消防電源 自動檢票機閘門和疏散門 屏蔽門 疏散指示燈等消防設施和相關非消防設施的控制 15 地鐵FAS系統功能 5 顯示被控設備的工作狀態 6 顯示保護對象的部位 疏散通道及消防設備所在位置的平面或模擬圖 7 控制室的防災通信設備應能提供與列車司機 FAS檢修員及控制中心 變配電值班室 消防泵房 防排煙風機房等處工作人員通話的功能 還應具有直接向市消防部門報警的功能 8 車站FAS接收控制中心命令 強制車站設備監控系統將事故風機按指定的火災工況運行 9 應能滿足車站間 特別是相鄰車站間火災報警的信息傳送 使得當某一車站發生火災報警時 相鄰車站也可同時接到此信息 并根據信息及時進行行車組織和必要的救災措施 16 四 FAS系統配置 FAS系統一般由網絡及傳輸 報警 控制 防災通信 時鐘 消防電源 接地等子系統組成 1 FAS專網控制中心FAS主機與車站FAS分機系統之間通過FAS專用網絡接口組成FAS系統獨立的環網 網絡傳輸采用光纖 此網絡通信方式響應速度較快 安全可靠 2 模擬圖形顯示終端在控制中心一般設FAS大屏幕或模擬顯示屏 以圖形的方式直觀的顯示全線各區域的火災報警及故障信息 支持全線的防災 救災指揮 各車站顯示終端能按照車站建筑平面分級 分區顯示本站系統的詳細信息 17 3 車站FAS報警分自動和手動兩類自動報警采用火災探測器向控制室報警 根據被監測環境的火災特性不同 可選擇不同種類的火災探測器 常用的火災探測器有 感煙探測器 感溫探測器 火焰探測器 復合型探測器 可燃性氣體探測器 凡是發生火災后影響全局的重要部位和火災危險大的部位均應設置火災探測器 手動報警采用手動報警按鈕或電話向控制室報警 如果被監視現場人為發現火情 可以通過手動報警按鈕快捷準確地向火災報警控制器通報火警 手動火災報警按鈕主要安裝在經常有人出入的公共場所中明顯和便于操作的部位 2151光電普通感煙探測器 5551R智能感溫探測器 600K智能手動報警按鈕 18 4 消火栓啟動按鈕的動作信號應接入FAS系統 而在車輛段 停車場 的有些建筑物內未設置火災自動報警 這些建筑物內消火栓泵啟動按鈕的動作信號可不接入FAS系統 5 控制分自動和手動兩類 自動控制通過模塊實現 手動控制通過硬線 開關和繼電器實現 控制設備是用以對氣體滅火設備 水消防設備 防排煙設備 防火卷簾門等消防設施進行聯動控制的設備 實現由火災報警系統直接或間接監控管理消防設備和相關非消防設備的控制和切換 主要設備有功能模塊 消防聯動控制柜等 AMM 2可定址式監視模塊 M500X故障指示隔離模塊 AOM 2可定址式輸出控制模塊 19 圖為一種消防聯動控制柜 每控制單元都具有手動和自動兩種控制方式 平時為自動狀態 由火災報警主機模塊信號自動聯動各消防設備 手動狀態時可按聯動柜上控制按鈕聯動各消防設備 20 6 防災通信包括有線電話 無線電話 防災應急廣播 電視監控等 1 有線電話包括防災調度電話 消防對講電話和報警的外線電話 2 無線電話包括控制中心和車站防災控制室設置的可與列車司機對講的無線電話分機 3 FAS系統不單獨設置消防廣播 而是與車站公共廣播系統合用 有火災時 防災控制室應能將廣播系統強制轉入消防廣播狀態 4 電視監控的要求是防災系統與行車管理等共用一套電視監控系統 在防災控制中心應設置切換裝置和顯示終端 當地鐵發生災害時 切換為防災監視 21 7 FAS系統的時鐘應與全線其他系統時鐘一致 FAS系統每一瞬間間隔接收一次控制中心的主時鐘信息 接收時間間隔隨主時鐘系統而定 并與該主時鐘同步 其誤差小于10ms