叶海权
北京城建设计发展集团股份有限合肥公司安徽合肥230009
摘要：介绍了合肥轨道交通1号线火灾自动报警系统FAS的构成、功能和系统联合控制方案，提出了设计中遇到的技术难点和列车火灾报警信息传递的解决方案，总结了安装调试中遇到的问题及对策。
关键词：火灾自动报警系统FAS、系统联合控制、火灾报警信息传递
0引言
城市轨道交通系统是一个大型的公共场所，人流密度大。由于轨道交通大多位于地下（地下车站、区间），具有火灾救灾难度大，人员疏散困难等特点。因此对城市轨道交通设置火灾自动报警系统（FAS）十分重要。
合肥市轨道交通1号线FAS按两级监控方式进行设置，第一级为中央级，设置于合肥市轨道交通珠江路控制中心；第二级为车站级，设置于各车站的车站控制室及场段建筑的消防控制室，按具备独立运行能力要求设计，实现对其所管辖范围内系统的监控管理。
1火灾自动报警系统（FAS）
1.1火灾自动报警系统（FAS）构成
地铁FAS由设置在控制中心的中央级监控管理系统、车站和车辆基地的车站级监控管理系统、现场级监控设备及相关通信网络等构成。
中央级监控管理系统因组网方案不同而异：合肥轨道交通1号线FAS集成与综合监控系统，中央级由综合监控实现，FAS不单独设置设备。
车站级配置1套火灾报警控制器（联动型）、1套感温光纤探测主机、1套消防电话主机等设备。各类探测器、输入输出模块、手报、消火栓按钮、警铃等组成。图1为合肥市轨道交通1号线车站FAS构成示意图。
图1合肥市轨道交通1号线车站FAS构成示意图
1.2火灾自动报警系统（FAS）功能
FAS对地铁车站内的消防通风设备、消防泵、非消防电源等车站设备、地铁空间进行系统的、全面的、有效的火灾情况的监控及管理；采集、处理火灾报警信息，进行历史资料备案。并能在列车火灾事故状态下，更好地协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和财产的损失。
1.3FAS系统联合控制方案
合肥市轨道交通1号线FAS充分利用综合监控系统的资源，实现了在综合监控系统（ISCS）中的集成控制。FAS通过主机提供两个独立的10/100M以太网接口直接与综合监控系统的交换机相连，实现FAS在ISCS车站级的集成控制。为满足FAS的可靠性要求，综合监控系统利用其交换设备的VLAN功能为FAS划分逻辑上相对独立的虚拟网络通道。在控制中心由综合监控系统设置的环调工作站完成FAS中央级功能（由FAS提出功能需要），实现FAS中央级在综合监控系统中的集成。FAS在控制中心设全线维修工作站一台及软件一套，并接入综合监控系统全线网络。
合肥轨道交通1号线采用系统联合控制方案。FAS负责报警和专用消防设备（包括专用防排烟风机、消防水泵、防火卷帘等）的控制，环境与设备监控系统（BAS）负责正常运营模式机电设备的监控。FAS与BAS被监控的基础设施大部分相同，BAS在正常运营情况下使用，执行环控正常运行工况，而FAS在火灾事故时使用，执行防救灾运行工况。发生火灾时，火灾报警控制器通过串行通讯接口以单方向传输方式将火灾报警信号和模式指令传递给BAS的PLC控制器。BAS根据火灾模式指令将正常模式转换成火灾模式。
图2ISCS\BAS与FAS接口分界图
2技术难点及解决方案
根据新版《火灾自动报警系统设计规范》GB50116–2013中3.1.9要求地铁列车上设置的火灾自动报警系统，应能通过无线网络等方式将列车上发生的火灾部位信息传输给消防控制室。列车火灾信息的上传涉及车辆、通信、FAS三个专业，接口复杂，在以往轨道交通行业并无实施案列可以借鉴。为了满足规范要求，实现此项功能，业主组织各参建方经多轮专题会议讨论后确定以下解决方案。
2.1规划信息传输路由
合肥轨道交通1号线项目中地面乘客信息系统（PIS）供应商提供三层交换机（安装在车辆上）与列车监控系统（TCMS）系统的以太网交换机连接，TCMS系统的主机VCU将故障信息和火灾报警信息根据不同的目标IP分别打包，通过地面PIS提供的无线传输通道分别发送到地面故障信息接收终端和地面火灾系统终端。为实现此功能，地面PIS提供的无线传输通道须满足以下条件：只要网络连接正常，地面故障信息接收终端和在线列车的车辆控制单元VCU，以及中心FAS系统终端和每一列车的VCU之间都必须分别保持完整的通信。
地面PIS系统供应商统一分配车地以太网通信的IP。对于VCU来讲，每列车的两个VCU具有不同的IP，但每列车之间VCU分别具有相同的IP。每列车都具有独立的IP，每列车有一个独立的WPIS设备能够实现TCMS系统内网与外部网络的隔离和对来自VCU信息的正确推送，使每列车故障信息和火灾报警信息都能够被地面终端设备正确地接收和识别。对于中心FAS地面接收终端来讲，其所接收到数据所对应的IP可只有一个，以便于数据接收。
2.2信息传输的实现方式
（1）协议类型
火灾报警信息采用UDP协议进行传送。中心FAS系统根据接收到的数据包的IP进行信息反馈。
（2）数据发送方式
发给中心FAS的数据分为两种：一种是TCMS周期性发送的列车号和车次号信息；另一种是TCMS系统采用事件触发方式发送的车载火灾报警信息。
TCMS周期性发送列车号和车次号给中心FAS系统，中心FAS可根据是否正常接收到列车号和车次号来查看某列车是否在线。采用此种方式的目的，主要是在平时维护过程中可以查看车地通信是否正常，为物理通道的维护提供辅助。
火灾报警信息数据采用触发式方式发送，即正常情况下不发送任何数据，仅当火灾报警触发时，VCU才将火灾报警信息及相关的时间、列车号、车次号等信息打包发送给中心FAS接收终端。
（3）数据的正确性和可靠性
差错校验
差错校验是在应用层加入一层校验机制。具体做法为：在应用层数据中增加长度为2Bytes的校验码。中心FAS在接收到TCMS发送的数据后，会根据此校验码及TCMS提供的校验算法对此包数据进行差错校验并向TCMS进行反馈。若中心FAS发现接收到的数据错误，则向TCMS反馈一个错误帧。
重发机制
UDP协议本身没有重发机制，当数据在一次传送中发生错误时，只能检错，不能纠错，加之本项目中数据发送方式为触发式发送，这就有可能会因链路不稳定问题导致重要数据丢失或出错。针对此问题，在应用层针对触发发送的数据设计重发机制，即在本文章节校验之后，若TCMS收到中心FAS系统反馈的错误帧，或者在规定的时间内没有收到任何反馈，则重新发送数据。重发3次后，若数据依然发送不成功，则放弃发送。若TCMS向中心FAS系统周期性发送的列车号和车次号信息在规定的时间（通常为5个周期）内没有发送成功，则认为通信中断，此信息将被显示在司机显示单元DDU上，并被记录在FDL中。
3安装调试中的主要问题及对策
3.1关于合肥南站防火卷帘的控制
新版《火灾自动报警系统设计规范》GB50116–2013中4.6要求防火卷帘设置区分为疏散通道上的防火卷帘和非疏散通道上的防火卷帘两类。疏散通道设置的防火卷帘的联动控制设计，应符合防火分区内任两只独立的感烟火灾探测器或任一只专门用于联动防火卷帘的感烟火灾探测器的报警信号应联动控制防火卷帘下降至距楼板面1.8m处；任一只专门用于联动防火卷帘的感温火灾探测器的报警信号应联动控制防火卷帘下降到楼板。非疏散通道上设置的防火卷帘的联动控制设计，应符合下防火卷帘所在防火分区内任两只独立的火灾探测器的报警信号，作为防火卷帘下降的联动触发信号，并应联动控制防火卷帘下降到楼板面。因此关于防火卷帘的控制，首先得明确防火卷帘的用途。
地铁合肥南站配套高铁南站，站址位于国铁合肥南站站场北侧下方，为1、4、5号线三期换乘车站，共用站厅层。1、5号线车站部分主体位于国铁站房下，部分主体与4号线车站主体位于北广场下，1、5号线南北方向穿越国铁站房区，位于站场中心线上，地铁4号线沿东西方向穿越国铁合肥南站站区。
由于该工程的特殊性，本站设计单位中铁二院工程集团有限责任公司委托中科大资产经营有限责任公司对该工程的消防安全设计进行评估，评审会议纪要中关于防火卷帘的要求为：
（1）在1、5号线站台与站厅之间的楼扶梯处，其三面设置防火墙与防火玻璃，楼梯的正面设置防火卷帘，在火灾时，防火卷帘开启到离装修面2m的位置，进行防烟分隔。
（2）在4号线站台与站厅之间三面设置防火卷帘，在火灾时，防火卷帘开启到离装修面2m的位置，进行防烟分隔。
（3）地铁站厅层到国铁出站层楼梯均设置防火卷帘，在火灾时，第一时间开启到防火卷帘离装修面2m的位置，待人员疏散完毕后，人工确认后将防火卷帘完全关闭。
3.2区间管线过轨处理不规范
针对此问题，在后续项目中，区间过轨管线与轨道专业图纸仔细核对提资，施工单位进场后应根据设计图纸中的过轨需求核对现场是否按照要求预埋了过轨钢管。
3.3施工单位接线及钢管刷防火涂料不规范
针对此问题，在后续项目中，需严格施工标准，避免线缆虚接，错接。钢管可选用已成型管材。钢管外表面防护层具有防火、绝缘、防腐功能，满足国家相关要求和认证。
3.4接口调试的问题
针对此问题，在后续项目中，细化接口，明确接口界面，确定接口各方责任。
4结束语
地铁作为解决城市拥堵的有效手段，在城市化进程中越来越重要，因此人员进出的车站消防安全尤为重要。文章介绍了合肥市轨道交通1号线采用系统联合控制方案，充分利用综合监控资源实现了系统的集成控制；并针对新版设计规范中提出的火灾报警信息应通过无线网络等方式传输给消防控制室的问题，提出了解决方案和具体实施要求；同时，总结了项目安装调试过程中遇到的问题及对策。通过本文的阐述希望能对后续FAS的设计起到一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]GB50116–2013火灾自动报警系统设计规范.
[2]GB50157–2013地铁设计规范.
[3]GB50166火灾自动报警系统施工及验收规范.