城市軌道交通-FAS-系統(tǒng)淺析

城市軌道交通FAS系統(tǒng)淺析時(shí)刻：2010-6-222:30:46點(diǎn)擊：236核心提示：本文簡(jiǎn)要介紹了火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的操縱原理、探測(cè)算法及探測(cè)設(shè)備，分析了火災(zāi)報(bào)警操縱系統(tǒng)在都市軌道交通中的重要作用、FAS系統(tǒng)構(gòu)成以及火災(zāi)時(shí)的消防聯(lián)動(dòng)咨詢題。...1FAS系統(tǒng)在都市軌道交通中的作用都市軌道交通是都市重要交通樞紐，同時(shí)又是現(xiàn)代化的快速交通工程。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，都市軌道交通建設(shè)有了快速進(jìn)展，國(guó)內(nèi)各大都市紛紛加入到輕軌及地鐵的建設(shè)行列。都市軌道交通工程車站要緊設(shè)置于地下，為封閉空間，機(jī)電設(shè)備復(fù)雜，出入及停留車站人員繁多。一旦發(fā)生火災(zāi)，將給人民的生命及財(cái)產(chǎn)帶來(lái)龐大缺失，為保證地鐵安全運(yùn)行，給地鐵乘客制造一個(gè)舒服、安全可靠的乘車環(huán)境，都市軌道交通需要全線設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱FAS），對(duì)火災(zāi)災(zāi)情進(jìn)行監(jiān)控，做到盡早發(fā)覺(jué)、及時(shí)報(bào)警并進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)。如果FAS系統(tǒng)的設(shè)備選型、系統(tǒng)機(jī)構(gòu)或聯(lián)動(dòng)等不合理，存在安全隱患，就會(huì)造成十分嚴(yán)峻的后果。1987年12月,英國(guó)倫敦最大的地鐵站發(fā)生大火,火勢(shì)吞噬了整個(gè)售票大廳,將數(shù)百名乘客困在里面。大火產(chǎn)生了熱浪和大量的有毒煙氣,引起乘客一片恐慌,爭(zhēng)相逃命,相互擠踏,難以找到避難道路,結(jié)果造成了30人死亡,80人受傷。1981年6月,莫斯科“十月線”發(fā)生火災(zāi),盡管沒(méi)有公布有關(guān)數(shù)字,估量情形是專門(mén)嚴(yán)峻的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),日本從1961～1975年共發(fā)生地鐵火災(zāi)45起,每年平均3起。韓國(guó)南部都市大邱2003年2月18日發(fā)生一起地鐵縱火案,火災(zāi)事故造成126人死亡,146人受傷,另有318人失蹤。2火災(zāi)探測(cè)技術(shù)在都市軌道交通FAS系統(tǒng)中的應(yīng)用2..1火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的操縱原理火災(zāi)的發(fā)生和進(jìn)展是一個(gè)專門(mén)復(fù)雜的非平穩(wěn)過(guò)程,它除了自身的物理化學(xué)變化以外還會(huì)受到許多外界的干擾,火災(zāi)一旦產(chǎn)生便以接觸式(物質(zhì)流)和非接觸式(能量流)的形式向外開(kāi)釋能量。接觸式包括可燃?xì)怏w、燃燒氣體和煙霧、氣溶膠等。非接觸式如聲音、輻射等?；馂?zāi)探測(cè)技術(shù)確實(shí)是利用敏銳元件將火災(zāi)中顯現(xiàn)的物理化學(xué)特點(diǎn)轉(zhuǎn)換為另外一種易于處理的物理量。通過(guò)現(xiàn)代化的運(yùn)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及自動(dòng)操縱技術(shù)，把報(bào)警信息傳遞到報(bào)警操縱器，為盡早撲滅火災(zāi)提供報(bào)警信號(hào)。2..2火災(zāi)探測(cè)算法對(duì)火災(zāi)過(guò)程產(chǎn)生的各種特點(diǎn)信號(hào)的準(zhǔn)確檢測(cè)，是進(jìn)行及時(shí)、可靠的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警的重要前提，而如何按照這些傳感器輸出信號(hào)做出是否發(fā)生火災(zāi)的判定，是阻礙系統(tǒng)響應(yīng)靈敏度及誤報(bào)率等性能的最重要因素，。這確實(shí)是火災(zāi)探測(cè)算法。最為常用的火災(zāi)探測(cè)算法為傳統(tǒng)的直觀閾值法，直觀閾值法大都直截了當(dāng)對(duì)火災(zāi)傳感元件的信號(hào)幅值進(jìn)行處理，要緊有固定門(mén)限檢測(cè)法和變化率檢測(cè)法。固定門(mén)限法原理是將火災(zāi)信號(hào)幅值、煙霧引起電離室中離子電流變化幅值或溫度值等與預(yù)先設(shè)定的有關(guān)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)幅值超過(guò)閾值時(shí)，則直截了當(dāng)輸出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。固定門(mén)限法可表示為：

，那個(gè)地點(diǎn)的D[y(t)]=1表示判定為火災(zāi)，D[y(t)]=0表示判定為非火災(zāi)，S為閾值，x(t)為火災(zāi)。為提升探測(cè)的可靠性和抗干擾能力，抑制環(huán)境中突然顯現(xiàn)的電脈沖尖峰、50Hz工頻干擾等干擾信號(hào)，降低誤報(bào)，可對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行平均以及延時(shí)處理，對(duì)信號(hào)在一段時(shí)刻進(jìn)行積分平均：，算出一段時(shí)刻的平均值，當(dāng)平均值幅度超過(guò)預(yù)定閾值S后，判決電路才輸出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，這種處理方法在一定程度上抑制了非火災(zāi)信號(hào)的干擾，提升了信號(hào)判不的可靠性。變化率檢測(cè)算法和固定門(mén)限檢測(cè)法類似，只是把火災(zāi)處理信號(hào)進(jìn)行微分運(yùn)算：

，再把得到的火災(zāi)信號(hào)變化率值與設(shè)定的斜率率值進(jìn)行比較，作出火災(zāi)判定。當(dāng)今許多的模擬量火災(zāi)報(bào)警探測(cè)仍沿用固定閾值法，只是將絕對(duì)報(bào)警閾值改為相對(duì)閾值，即所謂閾值補(bǔ)償，亦可將單門(mén)限加為多門(mén)限以適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要。隨著火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的進(jìn)展,顯現(xiàn)了專門(mén)多更加智能的火災(zāi)探測(cè)算法，最具有代表性的是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法?；馂?zāi)參量隨著時(shí)刻和空間的變化而變化，專門(mén)難用建立一種或幾種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行精確描述，因此，火災(zāi)探測(cè)信號(hào)是一種十分困難的信號(hào)檢測(cè)，它要求信號(hào)處理算法能夠適應(yīng)各種環(huán)境條件的變化，自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，以達(dá)到既能快速探測(cè)火災(zāi)，又有專門(mén)低的誤報(bào)率。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊系統(tǒng)都屬于一種數(shù)值化和非數(shù)學(xué)模型的函數(shù)估量和動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。它們都能以一種不精確的方式處理不精確的信息，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法既增強(qiáng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理信息的可明白得性，還能自動(dòng)生成模糊隸屬函數(shù)，提升模糊規(guī)則的精度，提升火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的智能化程度。因此它在火災(zāi)探測(cè)領(lǐng)域具有美好的探測(cè)前景。隨著各種探測(cè)算法的產(chǎn)生和逐步應(yīng)用，將會(huì)大大提升火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警可靠性。2.3火災(zāi)探測(cè)設(shè)備按照探測(cè)方式不同,火災(zāi)探測(cè)器可大致劃分為:(1)點(diǎn)型探測(cè)器:以探測(cè)器為中心點(diǎn),對(duì)周圍火災(zāi)參數(shù)進(jìn)行響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。目前大部分的火災(zāi)探測(cè)器屬于點(diǎn)型火災(zāi)探測(cè)器。(2)線型火災(zāi)探測(cè)器:這種火災(zāi)探測(cè)器形成一個(gè)連續(xù)的線路,并對(duì)這一連續(xù)線路周圍的火災(zāi)參數(shù)進(jìn)行響應(yīng)。目前地鐵中最常用的兩種探測(cè)器為感煙探測(cè)器和感溫探測(cè)器。除了這兩種探測(cè)器外，在專門(mén)環(huán)境用房或地下空間還需設(shè)置纜式線型定溫探測(cè)器、紅外火焰探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器、紅外對(duì)射式感煙探測(cè)器等火災(zāi)探測(cè)器，為了提升地鐵區(qū)間隧道內(nèi)的報(bào)警可靠性，有的都市的地鐵工程還在區(qū)間設(shè)置了光纖感溫探測(cè)器，光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)是一套利用光纖作為線性感溫探測(cè)器的高新技術(shù)，其差不多原理是利用光纖中石英分子會(huì)受溫度上升而產(chǎn)生晶格振動(dòng)。這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致在光纖中傳輸?shù)墓猱a(chǎn)生散射，而散射量的大小能夠直截了當(dāng)反應(yīng)溫度的高低。因此光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)h(huán)境溫度以連續(xù)的線性方式表示出來(lái)。光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)的另一個(gè)嶄新的技術(shù)是能夠準(zhǔn)確地定位溫度變化的確切位置。系統(tǒng)通過(guò)光時(shí)域及光頻域反射測(cè)量法及連續(xù)FFT(快速傅立葉變換)對(duì)訊息進(jìn)行處理，將微小的時(shí)空差不以頻率方式體現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)精確定位，從而構(gòu)成一套周密的光纖線性感溫探測(cè)系統(tǒng)。感溫光纖探測(cè)器是目前地下區(qū)間隧道比較理想的火災(zāi)探測(cè)器。各類現(xiàn)場(chǎng)級(jí)火災(zāi)探測(cè)器如同F(xiàn)AS系統(tǒng)的感知器官，布設(shè)在地鐵范疇內(nèi)的各個(gè)空間，以全面探測(cè)火情。3都市軌道交通FAS系統(tǒng)的現(xiàn)狀3.1

車站級(jí)FAS系統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是地鐵自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,它是利用運(yùn)算機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和電子通訊技術(shù),以火災(zāi)為監(jiān)控對(duì)象,按照防火要求和特點(diǎn)而設(shè)計(jì)、構(gòu)成和工作的。該系統(tǒng)既能對(duì)火災(zāi)發(fā)生進(jìn)行早期探測(cè)和自動(dòng)報(bào)警,又能按照火情位置,及時(shí)輸出聯(lián)動(dòng)滅火信號(hào),啟動(dòng)相應(yīng)的消防設(shè)施,進(jìn)行滅火，是將火災(zāi)消滅在萌發(fā)狀態(tài),最大限度地減少火災(zāi)危害的有力工具。按照火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的差不多結(jié)構(gòu)要求和差不多設(shè)計(jì)形式，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)按照所采納的火災(zāi)探測(cè)器、各種功能模塊和樓層顯示器等與火災(zāi)操縱器的連接方式，可分為多線制和總線制兩種應(yīng)用形式；按照火災(zāi)報(bào)警操縱器進(jìn)行火災(zāi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)現(xiàn)火災(zāi)模式識(shí)不方式的不同，分為集中智能型和分布智能型兩種系統(tǒng)應(yīng)用形式；按各個(gè)生產(chǎn)廠的系統(tǒng)實(shí)際產(chǎn)品形式，分為中控機(jī)、主子機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)應(yīng)用形式。目前地鐵FAS系統(tǒng)采納的多為總線制分布智能型的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。，站級(jí)FAS系統(tǒng)是整個(gè)地鐵FAS系統(tǒng)的最差不多組成單元，負(fù)責(zé)本站范疇內(nèi)的火災(zāi)探測(cè)及消防聯(lián)動(dòng)等功能，它是全線FAS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)單元，通過(guò)車站綜合操縱室火災(zāi)報(bào)警操縱主機(jī)（FACP盤(pán)）納入到全線網(wǎng)絡(luò)，由操縱中心統(tǒng)一治理。車站級(jí)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)差不多結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)差不多結(jié)構(gòu)

圖1

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)差不多結(jié)構(gòu)

3.2

全線FAS系統(tǒng)構(gòu)成地鐵FAS按兩級(jí)（中央、車站）治理三級(jí)（中央、車站、就地）操縱設(shè)置全線系統(tǒng)。第一級(jí)為中央級(jí)，作為FAS集中監(jiān)控中心，設(shè)置于全線操縱中心大樓內(nèi)；第二級(jí)為車站級(jí)，作為本地FAS消防操縱室，設(shè)置于各車站的車站綜控室以及車輛段等的消防值班室；第三級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)就地操縱級(jí)。各車站設(shè)置自成體系的獨(dú)立報(bào)警系統(tǒng)和聯(lián)動(dòng)操縱系統(tǒng)，各站將FAS信息通過(guò)車站級(jí)火災(zāi)報(bào)警操縱器經(jīng)由全線骨干網(wǎng)傳輸?shù)讲倏v中心，中心實(shí)現(xiàn)對(duì)全線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)視和統(tǒng)一防災(zāi)指揮調(diào)度。全線組網(wǎng)接口采納通用標(biāo)準(zhǔn)接口，接口協(xié)議開(kāi)放。各站級(jí)火災(zāi)報(bào)警操縱器以下布設(shè)了數(shù)量龐大的各種火災(zāi)探測(cè)器、操縱模塊、監(jiān)測(cè)模塊等，用以及時(shí)探測(cè)火災(zāi)災(zāi)情，及時(shí)聯(lián)動(dòng)相應(yīng)當(dāng)設(shè)備運(yùn)行到火災(zāi)模式。FAS系統(tǒng)的全線構(gòu)成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2都市軌道交通FAS系統(tǒng)的全線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)圖

圖1

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)差不多結(jié)構(gòu)圖2

都市軌道交通FAS系統(tǒng)的全線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)圖3.3消防聯(lián)動(dòng)操縱FAS系統(tǒng)除完成可靠監(jiān)視火災(zāi)發(fā)生、探測(cè)火災(zāi)災(zāi)情的功能外，另一大重要功能確實(shí)是實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)，所謂地鐵FAS系統(tǒng)的消防聯(lián)動(dòng)，確實(shí)是指在地鐵運(yùn)營(yíng)范疇內(nèi)的任一地點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)的情形下，要由FAS系統(tǒng)來(lái)操縱消防設(shè)備，聯(lián)動(dòng)有關(guān)系統(tǒng)，及時(shí)撲滅地鐵火災(zāi)。火災(zāi)時(shí)，F(xiàn)AS系統(tǒng)需要聯(lián)動(dòng)的操縱的滅火系統(tǒng)設(shè)備有：消火栓滅火系統(tǒng)、自動(dòng)水噴淋滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)。FAS系統(tǒng)需要聯(lián)動(dòng)的防排煙系統(tǒng)設(shè)備有：防火卷簾門(mén)、擋煙垂壁、送風(fēng)閥、排煙閥、防火閥、防煙防火閥等。FAS系統(tǒng)需要聯(lián)動(dòng)的防災(zāi)通訊設(shè)備有：電話系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)。FAS系統(tǒng)需要聯(lián)動(dòng)的其他系統(tǒng)有：ISCS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)、火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)、自動(dòng)扶梯及電梯、屏蔽門(mén)、門(mén)禁、AFC等系統(tǒng)。火災(zāi)情形下，消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備及有關(guān)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的重要操縱對(duì)象，聯(lián)動(dòng)操縱的正確可靠與否，直截了當(dāng)阻礙火災(zāi)撲滅工作的成敗，除了FAS系統(tǒng)本身聯(lián)動(dòng)有關(guān)設(shè)備外，BAS系統(tǒng)和ISCS系統(tǒng)配合完成其他有關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，如通風(fēng)空調(diào)的火災(zāi)模式以及電梯、屏蔽門(mén)、AFC閘機(jī)等的聯(lián)動(dòng)。隨