地铁FAS系统网络结构优化研究李根

李根

天津市地下铁道集团有限公司天津300051

摘要：火灾自动报警系统（简称FAS）是地铁自动化系统的一个重要组成部分，它是利用计算机技术、检测技术和电子通信技术，以火灾为监控对象，根据防火要求和特点而设计。火灾自动报警系统作为防止和减少火灾危害，保护生命财产安全为根本目的的一种自动消防措施，在建筑防火中具有极其重要的作用。基于此，本文主要对地铁FAS系统网络结构优化进行分析探讨。

关键词：地铁FAS系统；网络结构；优化研究

1、前言

FAS系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用，属于智能大厦系统的一个子系统。FAS系统一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成；也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。系统既能对火灾发生进行早期探测和自动报警，又能根据火情位置，及时输出联动灭火信号，启动相应的消防设施进行灭火，将火灾消灭在萌发状态，最大限度地减少火灾危害。

2、地铁火灾自动报警系统的网络结构及优化

目前地铁火灾自动报警系统就其结构形式、信息的传递方式可以概括为“二级网络、三级控制”。

二级网络———中央级主干网络和车站级局域网络。

三级控制———中央级控制、车站级控制、就地控制。

下面就中央级主干网络和车站级局域网络加以分析。

2.1中央级主干网络的功能及网络结构

2.1.1中央级主干网络的功能

（1）接收车站级局域网络各节点报送的火灾信息和防救灾设备的运行状态，并记录存档，按信息类别进行历史资料档案管理。

（2）下达全线FAS运行模式，实现火灾事故情况下的控制、疏散命令。

（3）完成上传火警信息到城市远程消防控制中心的功能。

2.1.2中央级主干网的结构

（1）单独组网方式

单独组网，就是通过光纤或其他传输介质单独组成一个网络，FAS系统的工作站，维修终端和各车站级的火灾报警控制器（FireAlarmControlpanelFACP）分别是网络上的一个节点，各节点属同层网络，FACP通过网卡接入全线光纤环网。各车站设有FACP盘，图形显示装置和现场设备。在控制中心设有系统管理工作站，完成中央级功能。如图1所示。

图1单独组网方式

这种组网方式的FAS系统能远程登录，安全可靠，不受他系统和网络的影响，但兼容性较差，且传输速率低。

（2）不单独组网方式

不单独组网，就是采用主控系统（MCS）作为上位机，利用主干传输网络，FAS系统只是主控系统的一个子系统，采用以太网TCP/IP协议的方式，将火警信息上传，并接收主控系统的控制操作指令。此时FAS系统的中央级功能由MCS系统的服务器完成，由于主干传输网络要同时完成时钟系统、环境与设备监控系统、自动售检票系统等任务，因此设计时对FAS系统关键设备要进行冗余设计，即在FAS系统的FACP盘上通过2个独立的以太网接口，分别接到MCS的工作口和备用口上。

利用主控系统的主干传输网络作为其全线信息传输通道，FAS的车站级工作站提供10/100M以太网接口直接主干传输网络相连，上传各车站、主变电站、车辆段、控制中心大楼的火灾报警信息及设备状态信息，最终由主控系统MCS完成FAS系统的中央级功能。这种网络结构，兼容性好，整体成本低，网络传输速率高，能最大限度的实现信息共享，是FAS系统一种理想的组网方式。

2.2车站级局域网络的功能及网络结构

2.2.1车站级局域网络的功能

在站内建筑物内设置火灾报警网络，这是整个FAS系统的核心，完成对整个车站内建筑物的火灾实时监测、报警，以及灭火控制等火灾处理程序。

（1）上传本车站的所有报警信息，并接受中央级主控中心的控制命令

（2）实现管辖范围内设备的自动监视与控制、重要设备的手动控制。采集本站各区域火灾报警控制器的状态信息，并进行数据处理，实现显示、记录、打印，启动控制输出，执行预定的联动方案。

（3）火灾报警控制器、气体灭火控制器均应接受中心级发布的主时钟校核指令，使各设备系统时间与主时钟保持一致。

2.2.2车站级的网络结构

（1）CAN总线方式

CAN现场总线，为多主方式工作，采用非破坏总线仲裁技术，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪的情况（以太网则可能）CAN的直接通信距离最远可达10km；通信速率最高可达1Mbps。CAN上的节点数取决于总线驱动电路，目前可达110个。报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率极低。CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，具有极好的检错效果。CAN通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。

（2）RS485方式

RS485方式为主从方式结构，采用巡检方式通讯，通信距离最远1200m，此时可靠的通信速率最高可达9600bps。总线上的节点数取决于总线驱动电路，通常为64个，通信介质为双绞线，由于是主从结构，因此通讯速率较低，但在站点数不多，距离不远的情况下，性价比好。

3、FAS系统在地铁灾害情况下的应用

3.1系统设备故障的处理程序

FAS系统的CPU会定期（1s）的对系统设备进行扫描，当发现消防报警系统或气体灭火系统设备故障或监视的设备异常时，FAS系统会自动检测到相应的故障或异常信息，从而在报警控制盘上以及监控工作站终端报警。值班人员听到控制盘的报警音之后，可以在工作站上查看到相关设备的界面，点击按钮或按钮查看报警信息，然后将故障现象以及详细报警信息的描述通知维护人员。

3.2消防系统报火警的处理程序

以天津地铁为例，地铁正常运营、有人值班的模式时，FAS报警控制盘以及气体灭火控制盘均处于手动状态。当系统探测器探测到火灾信息后，FAS控制盘火警指示灯红色闪烁，同时控制盘发出“嘀嘀嘀”报警音，FAS系统监控终端界面会自动转为报警页面，报警的探测器显示红色。

值班人员接到报警后，在工作界面上或控制盘上查看相应的报警信息以及探测器的位置，确认位置后安排相关人员到报警现场进行查看。如果现场确认没有火灾发生，只是系统误报，可以在FAS控制盘上一次按下“盘消音”按钮、“复位”按钮对系统进行复位即可。也可以在监控工作站上点击“盘消音”钮，然后通过点击菜单按钮进入系统菜单。点击lifesatety中的FireMonitoring按钮，然后在弹出的界面中，点击“ResetPanel（复位）”即可。如果现场查看后发现有火灾，但是火势很小并且确信火势不易蔓延，不会发生爆炸，利用干粉灭火器或者消火栓即可扑灭，则可以取出就近消火栓箱内的干粉灭火器或消防水带，人工进行灭火。灭火完毕，对现场进行处理后，车控室内可以依照上述步骤对系统进行复位。

如果现场查看后发现有火灾，而且火势比较凶猛或有可能很快蔓延，马上通知车控室将FAS控制盘的手/自动按钮打到自动。如果火灾现场属于气体保护的房间，还需将气体灭火控制盘手/自动按钮打在自动位上，同时安排人员去气消间拔出气瓶保险栓，系统会自动释放气体进行灭火。事故处理完毕并对现场进行恢复后，对系统进行复位，将FAS控制盘以及气体灭火控制盘的手自动按钮打到手动位置上。

4、结语

在地下轨道交通的消防设施中，FAS系统是指挥核心，其设计方案的选择对该系统可靠运行、准确报警、降低误报、控制火灾蔓延、保证人员安全疏散至关重要。FAS系统不同的网络结构具有不同的特点，在实际工程中应根据全线救灾中心的设置，信息管理的需要合理选择。

参考文献：

[1]吴龙标，方俊，谢启源.火灾探测与信息处理[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2]陈南.建筑火灾自动报警技术[M].北京：化学工业出版社，2006.