城市轨道交通-FAS-系统浅析

城市轨道交通FAS系统浅析时刻：2010-6-222:30:46点击：236核心提示：本文简要介绍了火灾探测技术的操纵原理、探测算法及探测设备，分析了火灾报警操纵系统在都市轨道交通中的重要作用、FAS系统构成以及火灾时的消防联动咨询题。...1FAS系统在都市轨道交通中的作用都市轨道交通是都市重要交通枢纽，同时又是现代化的快速交通工程。近年来，随着经济的进展，都市轨道交通建设有了快速进展，国内各大都市纷纷加入到轻轨及地铁的建设行列。都市轨道交通工程车站要紧设置于地下，为封闭空间，机电设备复杂，出入及停留车站人员繁多。一旦发生火灾，将给人民的生命及财产带来庞大缺失，为保证地铁安全运行，给地铁乘客制造一个舒服、安全可靠的乘车环境，都市轨道交通需要全线设置火灾自动报警系统（以下简称FAS），对火灾灾情进行监控，做到尽早发觉、及时报警并进行消防联动。如果FAS系统的设备选型、系统机构或联动等不合理，存在安全隐患，就会造成十分严峻的后果。1987年12月,英国伦敦最大的地铁站发生大火,火势吞噬了整个售票大厅,将数百名乘客困在里面。大火产生了热浪和大量的有毒烟气,引起乘客一片恐慌,争相逃命,相互挤踏,难以找到避难道路,结果造成了30人死亡,80人受伤。1981年6月,莫斯科“十月线”发生火灾,尽管没有公布有关数字,估量情形是专门严峻的。据不完全统计,日本从1961～1975年共发生地铁火灾45起,每年平均3起。韩国南部都市大邱2003年2月18日发生一起地铁纵火案,火灾事故造成126人死亡,146人受伤,另有318人失踪。2火灾探测技术在都市轨道交通FAS系统中的应用2..1火灾探测技术的操纵原理火灾的发生和进展是一个专门复杂的非平稳过程,它除了自身的物理化学变化以外还会受到许多外界的干扰,火灾一旦产生便以接触式(物质流)和非接触式(能量流)的形式向外开释能量。接触式包括可燃气体、燃烧气体和烟雾、气溶胶等。非接触式如声音、辐射等。火灾探测技术确实是利用敏锐元件将火灾中显现的物理化学特点转换为另外一种易于处理的物理量。通过现代化的运算机、网络及自动操纵技术，把报警信息传递到报警操纵器，为尽早扑灭火灾提供报警信号。2..2火灾探测算法对火灾过程产生的各种特点信号的准确检测，是进行及时、可靠的火灾探测报警的重要前提，而如何按照这些传感器输出信号做出是否发生火灾的判定，是阻碍系统响应灵敏度及误报率等性能的最重要因素，。这确实是火灾探测算法。最为常用的火灾探测算法为传统的直观阈值法，直观阈值法大都直截了当对火灾传感元件的信号幅值进行处理，要紧有固定门限检测法和变化率检测法。固定门限法原理是将火灾信号幅值、烟雾引起电离室中离子电流变化幅值或温度值等与预先设定的有关阈值进行比较，当信号幅值超过阈值时，则直截了当输出火灾报警信号。固定门限法可表示为：

，那个地点的D[y(t)]=1表示判定为火灾，D[y(t)]=0表示判定为非火灾，S为阈值，x(t)为火灾。为提升探测的可靠性和抗干扰能力，抑制环境中突然显现的电脉冲尖峰、50Hz工频干扰等干扰信号，降低误报，可对传感器输出信号进行平均以及延时处理，对信号在一段时刻进行积分平均：，算出一段时刻的平均值，当平均值幅度超过预定阈值S后，判决电路才输出火灾报警信号，这种处理方法在一定程度上抑制了非火灾信号的干扰，提升了信号判不的可靠性。变化率检测算法和固定门限检测法类似，只是把火灾处理信号进行微分运算：

，再把得到的火灾信号变化率值与设定的斜率率值进行比较，作出火灾判定。当今许多的模拟量火灾报警探测仍沿用固定阈值法，只是将绝对报警阈值改为相对阈值，即所谓阈值补偿，亦可将单门限加为多门限以适应不同应用场合的需要。随着火灾探测技术的进展,显现了专门多更加智能的火灾探测算法，最具有代表性的是模糊神经网络算法。火灾参量随着时刻和空间的变化而变化，专门难用建立一种或几种数学模型进行精确描述，因此，火灾探测信号是一种十分困难的信号检测，它要求信号处理算法能够适应各种环境条件的变化，自动调整参数，以达到既能快速探测火灾，又有专门低的误报率。而神经网络和模糊系统都属于一种数值化和非数学模型的函数估量和动力学系统。它们都能以一种不精确的方式处理不精确的信息，模糊神经网络算法既增强神经网络处理信息的可明白得性，还能自动生成模糊隶属函数，提升模糊规则的精度，提升火灾探测系统的智能化程度。因此它在火灾探测领域具有美好的探测前景。随着各种探测算法的产生和逐步应用，将会大大提升火灾自动报警系统的报警可靠性。2.3火灾探测设备按照探测方式不同,火灾探测器可大致划分为:(1)点型探测器:以探测器为中心点,对周围火灾参数进行响应的火灾探测器。目前大部分的火灾探测器属于点型火灾探测器。(2)线型火灾探测器:这种火灾探测器形成一个连续的线路,并对这一连续线路周围的火灾参数进行响应。目前地铁中最常用的两种探测器为感烟探测器和感温探测器。除了这两种探测器外，在专门环境用房或地下空间还需设置缆式线型定温探测器、红外火焰探测器、可燃气体探测器、红外对射式感烟探测器等火灾探测器，为了提升地铁区间隧道内的报警可靠性，有的都市的地铁工程还在区间设置了光纤感温探测器，光纤感温探测系统是一套利用光纤作为线性感温探测器的高新技术，其差不多原理是利用光纤中石英分子会受温度上升而产生晶格振动。这种振动会导致在光纤中传输的光产生散射，而散射量的大小能够直截了当反应温度的高低。因此光纤感温探测系统能够将环境温度以连续的线性方式表示出来。光纤感温探测系统的另一个崭新的技术是能够准确地定位温度变化的确切位置。系统通过光时域及光频域反射测量法及连续FFT(快速傅立叶变换)对讯息进行处理，将微小的时空差不以频率方式体现出来，实现精确定位，从而构成一套周密的光纤线性感温探测系统。感温光纤探测器是目前地下区间隧道比较理想的火灾探测器。各类现场级火灾探测器如同FAS系统的感知器官，布设在地铁范畴内的各个空间，以全面探测火情。3都市轨道交通FAS系统的现状3.1

车站级FAS系统火灾自动报警系统是地铁自动化系统的一个重要组成部分,它是利用运算机技术、检测技术和电子通讯技术,以火灾为监控对象,按照防火要求和特点而设计、构成和工作的。该系统既能对火灾发生进行早期探测和自动报警,又能按照火情位置,及时输出联动灭火信号,启动相应的消防设施,进行灭火，是将火灾消灭在萌发状态,最大限度地减少火灾危害的有力工具。按照火灾自动报警系统的差不多结构要求和差不多设计形式，火灾自动报警系统按照所采纳的火灾探测器、各种功能模块和楼层显示器等与火灾操纵器的连接方式，可分为多线制和总线制两种应用形式；按照火灾报警操纵器进行火灾检测数据的处理和实现火灾模式识不方式的不同，分为集中智能型和分布智能型两种系统应用形式；按各个生产厂的系统实际产品形式，分为中控机、主子机和网络通信系统应用形式。目前地铁FAS系统采纳的多为总线制分布智能型的网络通信系统。，站级FAS系统是整个地铁FAS系统的最差不多组成单元，负责本站范畴内的火灾探测及消防联动等功能，它是全线FAS网络的一个节点单元，通过车站综合操纵室火灾报警操纵主机（FACP盘）纳入到全线网络，由操纵中心统一治理。车站级火灾自动报警系统差不多结构如图1所示。图1火灾自动报警系统差不多结构

图1

火灾自动报警系统差不多结构

3.2

全线FAS系统构成地铁FAS按两级（中央、车站）治理三级（中央、车站、就地）操纵设置全线系统。第一级为中央级，作为FAS集中监控中心，设置于全线操纵中心大楼内；第二级为车站级，作为本地FAS消防操纵室，设置于各车站的车站综控室以及车辆段等的消防值班室；第三级为现场就地操纵级。各车站设置自成体系的独立报警系统和联动操纵系统，各站将FAS信息通过车站级火灾报警操纵器经由全线骨干网传输到操纵中心，中心实现对全线火灾报警系统的监视和统一防灾指挥调度。全线组网接口采纳通用标准接口，接口协议开放。各站级火灾报警操纵器以下布设了数量庞大的各种火灾探测器、操纵模块、监测模块等，用以及时探测火灾灾情，及时联动相应当设备运行到火灾模式。FAS系统的全线构成及网络结构如图2所示。图2都市轨道交通FAS系统的全线构成网络图

图1

火灾自动报警系统差不多结构图2

都市轨道交通FAS系统的全线构成网络图3.3消防联动操纵FAS系统除完成可靠监视火灾发生、探测火灾灾情的功能外，另一大重要功能确实是实现消防联动，所谓地铁FAS系统的消防联动，确实是指在地铁运营范畴内的任一地点发生火灾的情形下，要由FAS系统来操纵消防设备，联动有关系统，及时扑灭地铁火灾。火灾时，FAS系统需要联动的操纵的灭火系统设备有：消火栓灭火系统、自动水喷淋灭火系统、气体灭火系统。FAS系统需要联动的防排烟系统设备有：防火卷帘门、挡烟垂壁、送风阀、排烟阀、防火阀、防烟防火阀等。FAS系统需要联动的防灾通讯设备有：电话系统、广播系统、PIS系统、CCTV系统。FAS系统需要联动的其他系统有：ISCS系统、BAS系统、火灾应急照明及疏散指示系统、自动扶梯及电梯、屏蔽门、门禁、AFC等系统。火灾情形下，消防联动设备及有关联动系统是火灾自动报警系统的重要操纵对象，联动操纵的正确可靠与否，直截了当阻碍火灾扑灭工作的成败，除了FAS系统本身联动有关设备外，BAS系统和ISCS系统配合完成其他有关系统的联动，如通风空调的火灾模式以及电梯、屏蔽门、AFC闸机等的联动。随