基于综合监控系统的地铁地下区间火灾联动设计

张虎 朱锐 李永红

关键词 地下区间 火灾联动 综合监控 车载信息系统

1引言

地铁是城市交通的重要组成部分，同时也存在安全隐患。当地铁地下区间发生意外事故、火灾时，列车有可能无法继续行驶，乘客必须进行疏散。运营单位需根据发生火灾的实际情况，制定应对突发事件的预案和措施，从而避免更大损失。

本文对《地铁安全疏散规范》（ GB/ T 33668—2017）[1] 的区间疏散要求进行了研究，结合综合监控系统所收集的信息，设计了较为合理、有效的区间联动方案，希望为地铁设计者和运营管理者提供参考。

2地下区间疏散要求及难点分析

根据《地铁安全疏散规范》（GB/ T 33668—2017）的要求，区间列车火灾疏散应根据列车起火部位组织疏散方向。地铁地下区间环控系统通风模式分为：上行车头火灾、上行车尾火灾、下行车头火灾、下行车尾火灾。其在实际操作的过程中存在如下不足：（1）列车中部发生火灾时，无相应执行模式;（2）列车发生火灾的车厢和列车的位置需调度，并与列车司机通过无线电话确认，具有一定的延迟性;（3）需要对列车行进方向和发生火灾的位置进行两次人为判断，自动化执行效率较低。

目前，列车在区间发生火灾时，无法第一时间判断火灾的具体位置。解决此问题的难点在于如何自动关联发生火灾的列车的位置和具体的车厢。针对此难点，通过分析发现，石家庄地铁3 号线一期工程综合监控系统与ATS 接口和列车火灾自动报警系统接口具备关联条件，即自动关联列车发生火灾的车厢和列车的位置。

3综合监控系统与ATS 系统接口概述

根据相关规范要求，为了确定火灾位置，必须首先明确列车的行进方向，通过综合监控系统与ATS 系统接口可解决此问题[2] 。

综合监控系统与ATS 系统在控制中心设置接口，接口位置在控制中心ATS 系统机房的两台信号服务器（见图1）。接口方式为使用标准的以太网，连接至综合监控机房的两台通信前置机。控制中心的信号服务器与综合监控系统的通信前置机相连;综合监控通信前置机内置的软件平台对列车信号信息进行采集处理;综合监控客户端通过综合监控内部网络读取FEP 数据。

石家庄地铁3 号线一期综合监控系统通过ATS发送的列车方向编号获取列车上下行信息。综合监控系统通过ATS 发送的列车所在的逻辑区段编号，根据信号系统提供的逻辑区段对照表，再结合信号系统的轨道布置及相关平面图等内容在HMI 上完成相应的显示功能。

如图2 所示，石家庄地铁3 号线正线为双线，列车运行采用双线单方向右侧行车。市二中往石家庄方向为上行，反之为下行。当列车处于下行时，车头到车尾车厢号为1～6;当列车处于上行时，车头到车尾车厢号为6 ～1。根据列车行驶方向可以确定列车车头和车尾的车厢号，进而确定是车头火灾还是车尾火灾或者是中部火灾。

4综合监控系统与车载信息系统接口概述

确定列车前进方向后，下一步便是确定列车火灾的具体位置。石家庄地铁3 号线一期工程综合监控系统与列车车载信息系统的接口信息包含列车火警信息。具体设置如图3 所示。

列车车载信息系统在列车车头和车尾各设置一台服务器。列车车载信息数据通过LTE 车地无线传输系统至车站PIS 系统;车站PIS 系统通过通信环网与控制中心的PIS 交换机相连;控制中心的PIS 交换机与综合监控系统的通信前置机相连。综合监控系统通信前置机内置软件平台对列车车载信息数据进行采集处理，并在HMI 上完成相应的显示功能[3] 。

车载信息系统发送给综合监控系统如下信息：主备端标识、列车号、车辆号、车门紧急解锁、车门故障、探测器火警等。全面有效地掌握列车信息对列车安全运行提供了有力保障。

列车共6 节车厢，每节车厢安装有4 个火灾探测器，车头和车尾的司机室安装有2 个火灾探测器（见图4）。根据探测器报警地址和编号火灾探测器，可准确定位具体发生火灾的车厢号。

5地下区间火灾联动设计

当列车在地下区间发生火灾时，综合监控系统将与ATS 系统、车载信息系统和环控系统等实现信息互联互通和共享，达到多系统联动的目的[4] 。

首先，应结合ATS 系统和车载信息系统确定起火的列车位置和列车上的火灾点。当列车上某一部位发生火灾时，通过车载信息系统获取发生火灾列车的车次号和车厢号，然后通过ATS 获取该列车的逻辑区段编号和上下行信号，进而准确判断列车所处位置。

从内部逻辑来看，可做如下分类：列车处于上行，当6 号车厢和相连司机室的火灾探测器发出火灾报警时，为车头火灾;当1 号车厢和相连司机室的火灾探测器发出火灾报警时，为车尾火灾;其余车厢发生火灾为中部火灾。列车处于下行，则可进行相反分类。通过软件逻辑编程，从外部来看，只需确定列车行驶方向，而无须关注具体的车厢号。当然，通过信息综合监控仍然可以看到具体的车廂号，但是不影响区间火灾模式的确定。

确定发生火灾的列车的运行位置、方向和车厢后，根据以上信息判断环控系统的运行状态，从而启动相应的通风模式，联动两站一区间的通风设备进行通风排烟，启动疏散指示灯，将人员疏散至新风方向。

根据上述联动关系，可以将区间环控模式简化为列车车头火灾、列车中部火灾和列车尾部火灾，相关的逻辑判断由软件自动实现[5] 。

综合监控系统在控制中心设有一机双屏环调工作站，列车在区间发生火灾情况下，工作站的左屏会自动弹出列车运行画面，故障列车以红色显示，且界面下方报警框中显示具体火灾位置，并伴有报警铃声。与此同时，工作站的右屏自动弹出列车所在区间的火灾模式界面，系统以小对话框的形式自动弹出火灾模式。控制中心调度人员可以第一时间快速、准确地执行相应的操作，以提高区间火灾事件的处理速度和处理能力，保障人员安全有序撤离[6] 。

6结束语