地铁综合监控系统与火灾报警系统接口研究及应用

地铁综合监控系统与火灾报警系统接口研究及应用

罗志锋

广州地铁集团有限公司510800

摘要：以广州地铁3号线为例,介绍目前地铁综合监控系统、火灾自动报警系统的特点及其主要结构，研究综合监控系统与火灾报警系统之间的接口关系、消防联动及综合监控系统在消防专业上的应用情况，并针对目前现况,提出了优化空间,为今后综合监控系统设计提供更宽广的思路，使综合监控系统在地铁消防应用上的作用更加明显。并通过综合监控系统提高消防应急能力，提升地铁消防安全等级,优化接口关系。

关键点：地铁；综合监控系统；火灾报警系统

1引言

地铁综合监控系统（MainControlSystem,简称MCS）近年来已成为世界各地地铁领域重要的一个组成系统，自1993年英国地铁首次提出综合监控的概念后，各地地铁也正在不断完善、忧化综合监控系统在地铁中的应用。通过数据库技术、计算机网络技术支撑，综合监控系统以集成或互联的方式把子专业系统构建到统一的系统平台上，用统一的风格和友好的界面，向用户展现完整的地铁综合监控系统，同时使各子系统据信息共享，实现系统间互动联系。但为保证这些机电系统安全可靠运行，一般各自还配置了自身的监控和控制系统

广州地铁三号线自动化程度很高,当发生消防报警后，FAS系统能在2s内就可收集到火灾信息,并立即启动车站消防设备，确认火警后联动各专业消防相关设备。并通过综合监控系统传送至控制中心，控制中心也能根据现场实际情况，启停消防辅助设备。

2接口情况

2.1物理接口

综合监控系统与火灾自动报警系统(以下简称FAS)采用局域网数接口，FAS系统通过RJ45与综合监控FEP相连接（如图一）。MCS提供对全线火灾探测和报警系统的监视和管理功能。在火灾时，接收车站FAS所发出的模式指令，并监视EMCS火灾模式的执行情况。

2.2通讯接口

MCS和FAS之间的通讯协议,使用Modbus协议。通讯方式为主从式，MCS作为主站（也就是客户端），启动通讯事务（称为”巡检”）。FAS作为从站（也就是服务器），根据主站请求（如MCS），上传数据或响应查询请求。主站可查询每个从站，相关从站能够返回（称为响应）主站请求的信息。

FEP的功能是FEP主要是用于数据采集和数据处理，它先集中各个子系统的数据，然后对各个系统的送上来的数据进行协议转换，再对数据进行分离，最后把统一格式的有效数据传到MCS的主干交换机上。而FEP的核心是高效的大数据量通信协议转换，具体说来它会把MODBUS协议转换成标准TCP/IP协议，并且还将对串口通信信号转换为TCP/IP协议。

2.3通讯过程

1、MCS系统的FEP（前端处理器）配置为主机，FAS系统的通讯设备配置为从机；

2、MODBUSTCP/IP协议在应用层采用MODBUS信息定义，在传输层和网络层采用TCP/IP，用于以太网通讯；

3、MCS每500ms向FAS发送轮询一次报文

4、为FAS设备的2个通讯端口的主/备状态预留2位（FAS冗余控制器），0101为FAS冗余控制器，它只读取低位，且它是01或10为正常，它以5为周期（即0101/0201/0301/0401/0501：

00(bin)=Failure故障

01(bin)=Port1使用端口1

10(bin)=Port2使用端口2

11(bin)=Failure故障

图一

2.4通讯数据

MCS向FAS发送的轮巡报文

FAS向MCS发送的响应报文

3综合监控系统在消防上的使用情况

3.1应用

目前广州地铁三号线综合监控系统在消防上的应用，综合监控系统能接收FAS状态和报警包括：气体灭火预报警、气体灭火报警、感烟探测器报警、破玻报警、气体灭火释放报警、火灾模式状态、防火阀报警、感温电缆报警、气体灭火的手自动状态、气体灭火故障报警、防火卷帘状态、电梯、消防泵、AFC闸机紧急命令状态、车辆段风机、风阀、消防泵、电梯状态换乘站火灾报警。接收并储存全线FAS系统设备的主要运行状态；接收全线各车站、车辆段、主变电站的火灾报警并显示具体报警部位。火警时，操作员工作站应自动弹出相应火灾报警区域的平面图，火灾报警具有最高优先级，当同时存在火灾及其它报警时，优先报火警，并自动弹出相应报警区域的平面图，当接收到火警信息后，现场人员能按跳图快速确认位置。通过历史服务器及磁盘阵列能对火灾报警及故障数据的进行存储。

3.2联动

在综合监控系统设置有各类火灾模式，如隧道火灾模式、大系统火灾模式、设备区火灾模式等，通过获得MCS控制权限后可在车站综合监控人机界面或OCC中央综合监控环调工作站启动或者转换模式。因地铁特殊复杂性，消防设计时按同一时刻车站及区间发生一次火灾的情况考虑。因此火灾模式不能同时启动多个。现场发生火灾后联动主要是车站级FAS直接向车站级BAS发送火灾模式指令；车站MCS监视FAS发来的火灾模式及EMCS执行的结果状态。

4使用综合监控系统监控消防优点

4.1统筹管理

综合监控系统是一个多专业关联的大型监控系统，资源共享，信息互通。通过MCS集中收集各专业信息，FAS系统自身无需要再另行组网即可把三号线各位火灾报警系统信息收集共享，大大节约施工成本及人员成本，且有效避免因为某个专业某个设备功能失效引发较大消防事故。通过控制中心调度集中监控，全方位把握各个车站、包括区间隧道消防安全。

4.2快速反应

当出现异常情况由正常运行方式转为灾害运行方式时，综合监控系统能迅速启动相应该的灾害模式，启动火灾辅助设备。为防灾、救援和事故处理的指挥提供方便。同时，通过车站综合监控工作站或控制中心调度工作站能及时有效有的了解火灾现场情况，能根据实际情况进行对设备动作修正，能有效防止误报引发的恐慌。通过综合监控系统能提高消防火灾系统的安全性、可靠性及快速响应能力。

5优化的空间

目前综合监控系统在消防专业应用已非常广泛，且具有重大实际作业，但按目前广州地铁三号线综合监控系统在消防系统方面的应用使用情况还能有更大空间发挥更大的作用，主要有：

1、发挥自身接口多的优势，多专业联动。三号线综合监控系统集成互联了十二个系统，包括变电所综合自动化系统(PSCADA)、机电设备监控子系统(EMCS)火灾自动报警系统(FAS)、屏蔽门(PSD)、防淹门(FG)、广播系统(PA)、闭路电视监视系统(CCTV)、车载信息系统(TIS)、车站信息系统(SIS)、自动售检票系统(AFC)信号系统(SIG)、时钟系统CLK，本文主要阐述火灾自动报警系统（FAS）与综合监控系统关系。通过众多接口，对接收到信息进行提取，设置多方联动。如目前火灾情况下，车站无法自动联动车站广播。无法自动切换CCTV界面至火灾现场。

2、部分疏散火灾信息未完成能完全收集，可再收集车站疏散导向信息，提高紧急疏散效率（包括隧道及车站）。通过控制导向引导人员撤离。当某处发生火灾时，通过综合监控系统，如能控制导向，引导人员向有利位置疏散，将能有效避免火场混乱，提高人员疏散效率，提高火灾应该处理能力。

3、预设场景化，减少人工干预，提供智能化半人工半自动引导界面。充分预想各种场景，减小人员干预，能有效提高人各专业联动效率，提高综合监控系统在消防应用的作用，提升地铁消防安全等级。

参考文献

[1]3联会A版FASProtocolDescriptionA

[2]3联会A版GZML3DISFASA

[3]地铁设计规范GB50157-2013

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