張鋒 劉東

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1 技術(shù)背景

目前，我國(guó)高鐵動(dòng)車(chē)組及25T型車(chē)體均已配備了較為先進(jìn)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠有效起到火災(zāi)早期報(bào)警作用，但尚在運(yùn)行的大量的25K和25G型車(chē)體，仍缺乏相應(yīng)設(shè)備，如果安裝25T型客車(chē)使用的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，則需要對(duì)車(chē)體進(jìn)行大范圍的改造，存在時(shí)間、人員及安全成本偏高的問(wèn)題，因此需要研制一套適用于25G和25K型客車(chē)車(chē)體改造現(xiàn)狀的鐵路客車(chē)車(chē)輛火災(zāi)報(bào)警裝置。

2 火災(zāi)報(bào)警裝置的硬件組成

鐵路客車(chē)火災(zāi)報(bào)警裝置主要由控制主機(jī)、控制分機(jī)、煙感探測(cè)器、手持報(bào)警器和移動(dòng)式參數(shù)設(shè)置器組成。

①控制主機(jī)主要功能是對(duì)各控制分機(jī)進(jìn)行管理，如設(shè)備組網(wǎng)，通信狀態(tài)巡檢，火災(zāi)報(bào)警檢測(cè)，報(bào)警信息讀取、顯示及存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。②控制分機(jī)與感煙探測(cè)器間采用信號(hào)線(xiàn)連接，其主要功能是采集感煙探測(cè)器的報(bào)警信息。發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息后，及時(shí)將信息發(fā)送給控制主機(jī)。同時(shí)控制分機(jī)能夠接收來(lái)自控制主機(jī)的管理命令并進(jìn)行相關(guān)操作，如定時(shí)接收控制主機(jī)的工作狀態(tài)問(wèn)詢(xún)并回復(fù)、采集報(bào)警信號(hào)并發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警信息等。③煙感探測(cè)器具備聲光報(bào)警及復(fù)位功能，發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)能夠?qū)刂品謾C(jī)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，表示有火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)生。④手持報(bào)警器能夠?qū)崟r(shí)接收主機(jī)發(fā)出的報(bào)警信息并發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警提示。⑤移動(dòng)式參數(shù)設(shè)置器采用液晶觸摸屏，主要功能是配置設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和判斷系統(tǒng)故障。

3 火災(zāi)報(bào)警裝置的軟件技術(shù)

鐵路客車(chē)火災(zāi)報(bào)警裝置的軟件技術(shù)主要包括編組測(cè)試、日常輪詢(xún)、告警處理。

（1）在列車(chē)車(chē)廂的重新編組后，系統(tǒng)需要對(duì)控制主機(jī)和分機(jī)進(jìn)行編組測(cè)試。編組測(cè)試的目的是為了測(cè)試列車(chē)內(nèi)部控制主機(jī)與各分機(jī)間的通信連通情況，形成固定網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)排除通信故障。列車(chē)編組完成后，使用移動(dòng)式參數(shù)設(shè)置器依次錄入各車(chē)廂的車(chē)廂編號(hào)和煙感位置編號(hào)，錄入時(shí)要與車(chē)廂在編組內(nèi)的順號(hào)一一對(duì)應(yīng)。對(duì)于新安裝的分機(jī)需要給它配置本節(jié)車(chē)廂的車(chē)廂編號(hào)和煙感位置編號(hào)。使用移動(dòng)式參數(shù)設(shè)置器統(tǒng)一將各車(chē)廂的順號(hào)及分機(jī)編號(hào)、煙感位置編號(hào)發(fā)送給控制主機(jī)。通過(guò)人工操作按鍵觸發(fā)控制主機(jī)下發(fā)組網(wǎng)命令，控制主機(jī)依據(jù)各車(chē)廂順號(hào)下發(fā)命令并等待應(yīng)答[1]。分機(jī)收到組網(wǎng)命令，識(shí)別報(bào)文中的車(chē)廂編號(hào)與自己是否相同，如果相同則向控制主機(jī)發(fā)送應(yīng)答?？刂浦鳈C(jī)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)接收到應(yīng)答，判定組網(wǎng)命令下發(fā)成功且與該分機(jī)通信鏈路正常，并點(diǎn)亮該分機(jī)對(duì)應(yīng)的通信指示燈?？刂浦鳈C(jī)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到應(yīng)答，重復(fù)發(fā)送一個(gè)組網(wǎng)命令，如果組網(wǎng)命令依然沒(méi)有收到應(yīng)答，則判定該分機(jī)通信鏈路異常，點(diǎn)亮該分機(jī)對(duì)應(yīng)的故障指示燈并發(fā)出語(yǔ)音提示。

控制主機(jī)對(duì)所有分機(jī)的一輪編組測(cè)試結(jié)束后，技術(shù)人員可通過(guò)控制主機(jī)界面的指示燈點(diǎn)亮情況對(duì)故障分機(jī)進(jìn)行維護(hù)。

（2）系統(tǒng)通常在沒(méi)有探測(cè)到火災(zāi)發(fā)生時(shí)處于輪詢(xún)階段。輪詢(xún)的目的是常規(guī)檢測(cè)控制主機(jī)與各分機(jī)通信鏈路的連通性，技術(shù)人員可根據(jù)輪詢(xún)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。輪詢(xún)周期為10分鐘，每次輪詢(xún)采用 “星型+鏈型”的通信方式。每個(gè)輪詢(xún)周期內(nèi)最多對(duì)每個(gè)控制分機(jī)進(jìn)行2次“星型+鏈型”輪詢(xún)?？刂浦鳈C(jī)依據(jù)與分機(jī)的距離，由遠(yuǎn)及近以星型方式依次向分機(jī)發(fā)送輪詢(xún)報(bào)文。分機(jī)收到控制主機(jī)的輪詢(xún)報(bào)文后，向控制主機(jī)發(fā)送應(yīng)答?？刂浦鳈C(jī)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)接收到應(yīng)答，判定與該分機(jī)通信鏈路正常，點(diǎn)亮該分機(jī)對(duì)應(yīng)的通信指示燈并開(kāi)始向下一個(gè)分機(jī)發(fā)送輪詢(xún)報(bào)文?？刂浦鳈C(jī)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到應(yīng)答，將該分機(jī)視為星型鏈路異常?？刂浦鳈C(jī)向所有分機(jī)發(fā)送完一輪星型輪詢(xún)后，檢查各分機(jī)的應(yīng)答記錄，如果記錄中存在沒(méi)有應(yīng)答的分機(jī)，則依據(jù)與分機(jī)的距離由遠(yuǎn)及近以鏈型方式依次向分機(jī)發(fā)送輪詢(xún)報(bào)文。鏈路路徑是從控制主機(jī)向被輪詢(xún)分機(jī)方向上的與主機(jī)相鄰的分機(jī)開(kāi)始，由各相鄰車(chē)廂內(nèi)分機(jī)向目標(biāo)分機(jī)傳遞輪詢(xún)報(bào)文?？刂浦鳈C(jī)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)接收到應(yīng)答，判定與該分機(jī)通信鏈路正常，點(diǎn)亮該分機(jī)對(duì)應(yīng)的通信指示燈并開(kāi)始向下一個(gè)分機(jī)發(fā)送輪詢(xún)報(bào)文[2]?？刂浦鳈C(jī)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到應(yīng)答，則將該分機(jī)視為鏈型鏈路異常并記錄?？刂浦鳈C(jī)向所有分機(jī)發(fā)送完一輪鏈型輪詢(xún)后，檢查各分機(jī)的應(yīng)答記錄，如果記錄中仍存在沒(méi)有應(yīng)答的分機(jī)，則再次進(jìn)行“星型+鏈型”的流程。如果在此過(guò)程中收到被輪詢(xún)分機(jī)的應(yīng)答，則判定控制主機(jī)與該分機(jī)的通信鏈路正常，否則點(diǎn)亮該分機(jī)對(duì)應(yīng)的故障指示燈、同時(shí)發(fā)出語(yǔ)音提示。以上流程結(jié)束后，視為當(dāng)前輪詢(xún)周期結(jié)束，技術(shù)人員可通過(guò)控制主機(jī)界面指示燈的點(diǎn)亮情況，對(duì)故障分機(jī)進(jìn)行維護(hù)。

（3）在列車(chē)正常行進(jìn)中，若分機(jī)檢測(cè)到火警警情則立即上報(bào)。分機(jī)檢測(cè)到煙感報(bào)警器的火警信號(hào)電平后，封裝火警上報(bào)報(bào)文，并向控制主機(jī)方向的相鄰分機(jī)發(fā)送，如果相鄰車(chē)廂是控制主機(jī)所在車(chē)廂，則直接發(fā)送給控制主機(jī)?；鹁窜?chē)廂相鄰分機(jī)收到火警上報(bào)報(bào)文后發(fā)送應(yīng)答報(bào)文，并向控制主機(jī)方向的控制分機(jī)傳遞該火警報(bào)文。在傳遞過(guò)程中，源分機(jī)發(fā)送報(bào)文后在超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到應(yīng)答，則重復(fù)發(fā)送該火警上報(bào)報(bào)文?？刂浦鳈C(jī)接收到火警報(bào)文后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相同火警信息的報(bào)文并發(fā)送，先向與火警源反方向的相鄰車(chē)廂分機(jī)發(fā)送，再向與火警源同方向的相鄰車(chē)廂分機(jī)發(fā)送，各重復(fù)發(fā)送10輪。每個(gè)車(chē)廂分機(jī)接收到下發(fā)報(bào)文后都會(huì)向遠(yuǎn)離主機(jī)方向分機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文，該報(bào)文會(huì)逐級(jí)發(fā)送到所有車(chē)廂。各分機(jī)與手持報(bào)警器收到火警報(bào)文后，均發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警提示，持續(xù)3分鐘。列車(chē)工作人員發(fā)現(xiàn)火警警情后，可及時(shí)處理。處理后可按下主機(jī)火警取消按鈕，停止所有設(shè)備的語(yǔ)音播報(bào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

鐵路客車(chē)火災(zāi)報(bào)警裝置的應(yīng)用與其特有的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了25G和25K型客車(chē)車(chē)體火災(zāi)檢測(cè)的缺陷，無(wú)論是在性能上還是成本上都具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。由此可見(jiàn)，無(wú)線(xiàn)火災(zāi)報(bào)警裝置有著廣闊的市場(chǎng)前景，鐵路客運(yùn)的安全性有了顯著的提升，為旅客出行提供了應(yīng)有的保障。