智能疏散指示系统在地铁中的应用

2014-12-25凌洋厉红星

城市建设理论研究 2014年37期

关键词：火源区间火灾

凌洋厉红星

摘要：通过智能疏散指示系统在长沙地铁2号线中的应用，提出了智能疏散指示系统在地铁中应用的重要性。介绍了地铁工程中智能疏散指示系统的设计。

关键词：智能疏散系统；地铁；系统设计

中图分类号：U231文献标识码： A

Application of intelligent evacuation indicating system in Metro

Ling yangLi hong xing

(China Railway Tunnel Survey＆Design Institute Co.,Ltd.,Changsha 410000,China)

Abstract: On the basis of Application of the intelligent evacuation indicating system in Changsha Metro Line 2, this paper puts forward the importance of the application of intelligent evacuation indicating system in subway. This paper introduces design of the intelligent evacuation indicating system in subway.

Key Words: intelligent evacuation system; the subway; system design

常规的消防应急标志灯存在指向缺陷问题，就是它只能指示一个固定的逃生方向，一般是指向最近的安全门，但是这样会出现以下问题：如果指示的前方发生火灾、指示的前方正是烟雾蔓延过来的方向或指示前方的安全门由于故障而不能自动开启，就会误导人群不能及时疏散至安全区域。这种情况几乎在每次火灾时都会出现，所以目前所应用的传统消防应急疏散指示灯有较大的功能局限性。智能逃生指示系统能在火灾发生和蔓延时，用光和声音，实时地为建筑内不同地点的人群指示出最佳安全逃生路线，最大限度地减少人员的伤亡。因此，在地铁中采用智能疏散逃生指示系统是必要的。

1智能疏散指示系统工作原理

智能疏散指示系统与火灾警报系统联动，根据火灾报警探头检测火灾发生点及烟雾蔓延方向、安全门的开启状态，由系统对信息进行分析处理，最后智能控制消防应急标志灯的指示方向，以及应急照明灯的开启，帮助地铁内的人群实时地选择最佳逃生路线。

智能终端采用单片机控制技术实现对设备的实时监控和功能操作；服务器平时通过F-BUS总线网络实时监控各个终端，实时报告设备故障，方便设备维护；在险情发生时，自动将危险信息广播到每个终端。终端在收到险情信息后，标志灯类智能终端根据险情信息自动计算出合理的逃生方向，打开方向指示灯，指示现场逃生人员尽快安全撤离现场，指导受困人员有条不紊撤离现场。

智能终端能对疏散指示灯内的光源进行监测，以保证终端的良好运行。应急照明专用电源（EPS）为智能终端提供电源，在市电缺失的情况下保证终端正常运行。服务器软件主要用来管理设备数据，自动分配终端通信地址，发布险情信息，根据现场实际情况定制最优逃生路径，定期打印维护报表等。

2车站智能疏散指示系统

智能疏散指示系统控制主机设在车控室，由车控室双切箱供电。通信中继设备设在车站两端的照明配电室内，由控制主机馈出一路通信总线把所有的通信中继设备串接起来；通信中继设备由就近一级负荷电源切换箱供电。每个通信中继设备到疏散指示或安全出口标志灯的供电距离不超过150米，每个通信中继设备最多不超过8个指示灯；系统架构详见下图。

图1 车站智能疏散系统网络系统图

Fig1 Network diagram of station intelligent evacuation system

系统在正常情况下，与火灾报警系统保持连接，时刻准备接收火灾报警联动信号，在收到火灾报警信号后，系统会自动进入智能应急指示模式，或可以由值班人员控制进入人工干预模式，控制地铁内所有疏散指示或安全出口标志灯的工作状态。

3区间智能疏散指示系统

3.1 区间智能疏散指示系统功能

智能疏散指示系统在火灾时控制区间疏散标志的方向，按照远离火源的原则与区间火灾排烟模式相协调。当区间发生火灾时，与相关区间疏散指示标志灯具进行相应的联动。根据获取的火警信息和风向方向信息，计算区间内的疏散逻辑；在疏散方案上采用远离火源、就近出口与风向结合的原则；当火灾发生时，第一优先采用远离火源方案依据确定基本疏散逻辑，在基本疏散逻辑的基础上，采用智能系统领域的业界领先的仿人智能算法，根据风向、就近出口和火灾的走势分析，给出最优的疏散路径指示，指导智能标志灯指示方向，帮助区间内的人群实时地选择最佳逃生路线。

3.2 区间智能疏散指示系统设计原则

区间隧道内火灾时，为确保区间隧道火灾通风排烟效果，此时除用作乘客疏散的路径外，其他的门、屏蔽门均应最大限度的保证关闭以防止气流短路的现象发生。阻塞和火灾事故时，非事故区间隧道通风系统不动作。由综合监控发过来的区间火灾信息是在这个大的原则下，执行火灾工况下区间隧道通风模式的。

根据上述隧道通风系统工艺设计说明,区间可控疏散指示系统(SSXT)接收综合监控(ISCS)的风向信息,进行按迎风疏散原则疏散。

区间设置可控方向疏散指示系统(SSXT)。该系统可实现与综合监控系统和环境与设备监控系统（BAS）的通讯，接收列车停车位置和区间火灾位置等报警信息；系统控制器主机获取到以上信息，自动形成最佳的疏散路线，并控制系统内双向疏散指示灯点亮相应的指示箭头，开启安全通道的安全出口标志灯和疏散照明灯，关闭危险区域安全出口标志灯和疏散照明灯，使禁行方向一片黑暗，科学合理引导人员沿安全通道通过安全出口快速疏散。

3.3 区间智能疏散指示系统设计方案

系统采用仿人智能算法，利用人工智能理论，计算出每个位置的人员疏散最快的安全出口，通过标志指示把该位置的人员引导到最近的安全出口，实现列车上人流涌出的瞬间车站内能有序的、快速的找到最近出口，撤离现场；尽量减少人员在车站内的逗留时间，避免无序拥挤。

方案A：列车停在区间任何位置；列车前部火灾，车头靠近站台；风向由B站向A站。该种情况下由于火源在列车上，采用迎风疏散+就近出口的原则，系统应该做到必须从车尾送新风，车头排烟。

图2 疏散方案A

Fig2 Evacuation plan A

方案B：列车停在区间任何位置；列车尾部火灾，车尾靠近站台；风向由A站向B站。该种情况下由于火源在列车上，采用远离火源+迎风疏散+就近出口的原则，系统应该做到必须从车头送新风，车尾排烟。

图3 疏散方案B

Fig3 Evacuation plan B

方案C：列车停在区间任何位置；列车火灾位置不明确，车头靠近站台；风向由B站向A站送风。该种情况下由于火源在列车上，采用迎风疏散+就近出口的原则，系统应该做到必须从车尾送新风，车头排烟。

图4 疏散方案C

Fig4 Evacuation plan C

区间隧道往往缺乏有效的着火点定位手段。目前应用较多的是区间手动报警按钮和列车驾驶员人工报警，但这两种手段的着火点定位精准度均有待提高。再者上述总结的几种区间隧道疏散方案并不能包含所有的工况，在实际应用中还需进行细化设计。尤其是智能疏散指示预案的设定，除硬件方案以外，列车的停靠点和着火车厢号相关联，需要进一步优化。

3.4 区间智能疏散指示系统供电方式

以长沙地铁2号线标准站为例，在车站左右端各设置蓄电池室1间，其中一间设置区间智能疏散照明电源系统，该电源来自降压变电所2段不同母线，并在蓄电池室内自动切换，为区间智能疏散照明系统提供一级负荷电源。

控制主机位于车控室，控制分机位于站台层两端照明配电室。控制主机由车控室双电源切换箱供电,车站两端的控制分机由位于蓄电池室内的智能疏散照明电源供电。区间应急照明及区间疏散指示照明、联络通道出口指示照明分别由位于车站两端的控制分机供电和控制。

区间应急照明采用单相220V供电，每相为三根线（L、N、PE）；区间疏散指示照明，联络通道出口指示照明采用DC36V供电。区间应急照明及疏散指示照明、出口指示照明灯的电源线和通讯线都采用双回路交叉接线。

图5 区间智能疏散系统供电示意图

Fig5 The power supply diagram of interval intelligent evacuation system

4结论

在地铁工程中应用智能疏散指示系统可以很好地解决传统的疏散指示灯的指向缺陷问题，并将集中控制的理念引入疏散系统，实现了智能引导人员逃生的目的。总之，无论是地铁还是其他的民用建筑都值得借鉴和应用。

参考文献：

[1]《地铁设计规范》GB50157-2013.

[2]《建筑设计防火规范》GB50016-2006.

[3]《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945-2010.