动车组火灾报警系统安全性设计

2016-07-01中车唐山机车车辆有限公司樊永梅孙景辉

电子世界 2016年10期

关键词：动车组安全性

中车唐山机车车辆有限公司樊永梅孙景辉

动车组火灾报警系统安全性设计

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【摘要】从火警系统的安全环路设计，HMI监控功能，CAN BUS冗余设计及火警系统的检测方面介绍了动车组火警系统的安全性。

【关键词】动车组；火警系统；安全性

动车组火灾报警系统从系统组成及结构、安全环路设计、HMI监控功能及火灾报警系统测试功能等方面进行考虑，满足标准和列车安全运营的要求。

1　系统概述

火灾报警系统的功能是在列车发生火灾的情况下，采集相关的火灾信息，并做出及时报警，以便有效采取灭火、疏散等措施，以保证乘客及列车工作人员的安全。

1.1火灾报警系统组成及结构

火灾报警系统对动车组的火灾危险区域进行监控。火灾报警系统包括一个火灾报警主机（简称SDCU）及多个火灾探头（简称SD），其安装于列车中须进行监控的区域。系统结构示意图如下：

图1　火灾报警系统示意图

SDCU：接收来自SD的信息，并对系统故障进行监控。根据所检测的系统状态，激活信号线，并发出警告、公共警告、故障及准备就绪信号。此外SDCU对测试指令做出响应，检测情况报告给列车网络，通过人机界面提示司机。

SD：探测烟雾浓度，并将此信息通过信号回路传送至SDCU。此外，SD还可以检测自身所在区域的温度，作为火灾探测的辅助手段。SD的参考烟气极限按照标准GB 4715确定。此外，此SD还有一个温度传感器。此可用于补偿温度灵敏性的效果。

LHD（线性热探测器）：线性热探测器被连接到烟雾探测器的一个接口上，测量值通过信号回路传送到烟雾探测控制单元。每个车厢中的烟气探测器及线性热探测器归在一起集中送至六个信号线上。

1.2烟气探测控制单元的接口

列车的每节车厢均安装了一个SDCU。包括：显示屏、存储板、CAN板、CPU板、IO板、电源板等。

图2　SDCU前视图

其中：

电源板由两部分组成，一部分为DC110V输入，一部分为DC24V输出。

IO板为数字量的输入输出端口，接触器的状态信号通过端口传递。

CPU板为MVB网络的输入输出端口，火警主机与CCU的协议数据通过此端口传递。

CAN 板为CAN 总线的输入输出端口，探头检测的火警信息通过CAN BUS 冗余网络进行传输。

存储板使用标准USB接口。能够记录整个各个区域的火灾探测器的报警信息，故障信息等。能够通过USB接口下载故障信息。

显示屏采用4.3英寸，彩色LCD液晶屏，分辨率480×272像素，用来显示火警信息，也可通过该显示屏对探头进行配置。

2　火警控制安全性设计

（1）安全环路设计。单车发生火警时，发生火警的单车有声光报警，其它车的火警蜂鸣器通过安全环路继电器触发并发出警报，同时司机室内火警指示灯亮起。客室内火灾确认按钮指示灯点亮。单车空调系统停止工作，HMI将输出听得见的报警并显示正在触发的报警线路。

（2）CAN BUS 冗余设计。SDCU与SD之间采用两组CAN总线构成的环形网络互联，因而具有自愈功能，两组CAN总线中的任意一组的任意一点短路或者开路后，均不影响系统正常的火灾报警功能，大大提高了系统可靠性。

（3）人机界面（HMI）实时监控功能。HMI可以实时监控火警系统的状态，如果发生火警，HMI将输出听得见的报警并显示正在触发的报警线路。

（4）火灾系统旁路功能。当火灾报警发生后，司乘人员需要到发生报警的车辆进行火灾确认，如果故障暂时无法排除，为了维持运行，需按下火灾旁路按钮，火灾系统主机通过KLIP的输入接口把旁路信号传输给网络，同时火灾旁路继电器得电。网络发出火灾报警解除指令，司机室及列车长室声光报警解除。断开的火灾报警安全环路恢复正常，火灾确认按钮指示灯熄灭，客室内的蜂鸣器停止报警。PIS（旅客信息系统）系统、空调系统、低压系统功能恢复正常。