陳曉松

[摘? ? 要]以廣州地鐵六號(hào)線黃陂站消防水泵系統(tǒng)作為研究對(duì)象，針對(duì)現(xiàn)有消防水泵報(bào)警信息不夠直觀的難題，提出一個(gè)引入聲光報(bào)警強(qiáng)提醒裝置的優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)車站控制室綜合后備盤設(shè)備運(yùn)行超時(shí)報(bào)警及一鍵復(fù)位功能。同時(shí)，通過軟件實(shí)現(xiàn)泵組超時(shí)故障自動(dòng)巡查功能，提醒現(xiàn)場車站人員、OCC調(diào)度人員予以關(guān)注并及時(shí)安排處理，對(duì)后續(xù)地鐵新線建設(shè)過程中同類設(shè)備的設(shè)計(jì)要求、功能需求以及驗(yàn)收等具有一定的指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng);消防水泵;IBP盤;超時(shí)監(jiān)測

[中圖分類號(hào)]TU89 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（21）04–0–02

Optimization Scheme of the Automatic Monitoring Device for the Overtime

Operation of the Fire Pump Set of Guangzhou Metro Line 6

Chen Xiao-song

[Abstract]This article takes the fire water pump system of Huangpi Station on Guangzhou Metro Line 6 as the research object. Aiming at the problem that the alarm information of the existing fire water pump is not intuitive， it proposes an optimized scheme that introduces the sound and light alarm strong reminder device to realize the comprehensive backup panel of the station control room （Hereinafter referred to as IBP disk） The equipment runs overtime alarm and one-key reset function. At the same time， the automatic inspection function of the pump unit overtime fault is realized through the software， reminding the on-site station personnel and OCC dispatchers to pay attention and arrange the treatment in time， and have certain requirements for the design requirements， functional requirements and acceptance of similar equipment in the subsequent construction of the new subway line. Guiding significance.

[Keywords]automatic fire alarm system; fire water pump; IBP panel; overtime monitoring

近年來，地鐵以其便捷安全的特性成為越來越多居民出行的首選。然而，地鐵車站作為大量人員聚集場所，由于其相對(duì)封閉，人員密集等特性，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果嚴(yán)重，造成較大的人員生命財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)社會(huì)安定將產(chǎn)生較大的負(fù)面影響[1]。消防水泵是火災(zāi)發(fā)生時(shí)向消防水管網(wǎng)系統(tǒng)補(bǔ)充消防水的設(shè)備，是地鐵火災(zāi)滅火救援的重要設(shè)備。作為消防管網(wǎng)末端增壓穩(wěn)壓的主要設(shè)備，穩(wěn)定可靠是消防水泵性能的首要指標(biāo)，也是整個(gè)消防給水滅火系統(tǒng)的基礎(chǔ)[2]。因此，地鐵車站對(duì)消防水泵設(shè)備實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控及應(yīng)急啟停功能，確?；馂?zāi)工況時(shí)消防給水設(shè)備能正常使用。

1 設(shè)備狀態(tài)及問題分析

1.1 現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)及特點(diǎn)

六號(hào)線消防水泵（含穩(wěn)壓泵）接入FAS系統(tǒng)，由站級(jí)FAS系統(tǒng)對(duì)消防水泵和穩(wěn)壓泵運(yùn)行、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并在FAS主機(jī)、工作站進(jìn)行報(bào)警提醒;同時(shí)，監(jiān)測信號(hào)也發(fā)送至綜合后備盤（簡稱IBP盤），實(shí)現(xiàn)IBP盤對(duì)消防水泵運(yùn)行、故障狀態(tài)監(jiān)視及水泵強(qiáng)制啟停功能;此外，消防水泵狀態(tài)信息通過綜合監(jiān)控接口實(shí)現(xiàn)OCC中央級(jí)監(jiān)視功能。

1.2 問題分析及整改必要性

2019年11月，六號(hào)線如意坊站、黃陂站先后出現(xiàn)消防水泵、穩(wěn)壓泵因長時(shí)間運(yùn)行，現(xiàn)場管網(wǎng)泄壓不及時(shí)，導(dǎo)致消防水管爆裂的情況。此外，水管爆裂后溢出的消防水快速侵入?yún)^(qū)間/車站，造成更大的設(shè)備安全影響。

目前，消防水泵控制箱通過硬線將消防水泵及穩(wěn)壓泵的運(yùn)行、故障狀態(tài)分別發(fā)送至站級(jí)FAS監(jiān)視模塊以及IBP盤，但由于現(xiàn)有的FAS系統(tǒng)未具備泵組超時(shí)運(yùn)行的邏輯檢測功能。同時(shí)，F(xiàn)AS主機(jī)每天的正常聲音提醒事務(wù)較多（如氣體滅火保護(hù)房間手/自動(dòng)切換、FAS檢修和消防檢測作業(yè)），且主機(jī)報(bào)警提醒音單一，很容易忽略對(duì)泵組超時(shí)運(yùn)行情況。因此，亟需尋找一種新的報(bào)警提醒方式，可快速、便捷、安全地對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視并報(bào)警，提醒車站人員迅速采取措施，消除設(shè)備安全隱患。

2 技術(shù)方案及可行性分析

根據(jù)消防水泵的設(shè)備特點(diǎn)，結(jié)合黃陂站FAS系統(tǒng)現(xiàn)場情況，采用基于單片機(jī)編程模塊，利用光電耦合器I/O接口模塊接入設(shè)備信號(hào)，通過C語言進(jìn)行匯編，實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行超時(shí)及水泵頻繁起泵邏輯判斷（以上超時(shí)時(shí)間可根據(jù)各站實(shí)際情況進(jìn)行差異化調(diào)整），通過通信接口和硬件接口，將報(bào)警信號(hào)輸出至IBP盤帶燈按鈕，同時(shí)將報(bào)警文本信息通過通訊接口輸出至語音播放裝置，實(shí)現(xiàn)IBP盤聲光報(bào)警功能。結(jié)合IBP盤帶燈按鈕的閉合信號(hào)輸入到單片機(jī)I/O接口模塊，實(shí)現(xiàn)IBP盤報(bào)警一鍵復(fù)位功能。

此外，通過軟件改造，自主軟件編程開發(fā)消防泵組超時(shí)運(yùn)行自動(dòng)檢測軟件，該軟件借用綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，采用MODBUS TCP/IP協(xié)議每秒鐘自動(dòng)并行輪詢?nèi)€各站FAS系統(tǒng)，采集各站FAS系統(tǒng)消防水泵、穩(wěn)壓泵運(yùn)行、故障狀態(tài)。

3 優(yōu)化方案

3.1 站級(jí)設(shè)備優(yōu)化（圖1）

任意點(diǎn)的水泵動(dòng)作都能實(shí)時(shí)采樣、實(shí)時(shí)讀取I/O接口的方向向量單元。該方向控制向量寄存器可以從該寄存器內(nèi)讀出方向控制向量，該方向控制向量讀取后經(jīng)過單片機(jī)的內(nèi)部軟件和自主編程的程序內(nèi)部處理后按相應(yīng)的要求（確認(rèn)是否需要補(bǔ)充軟件運(yùn)行邏輯），寫入方向控制向量寄存器輸出到單片機(jī)的I/O接口一個(gè)低

電平，從而拉低光電耦合器輸入端的發(fā)光二極管負(fù)極電位，使得光電耦合器發(fā)光二極管發(fā)光，耦合輸出端導(dǎo)通后開關(guān)三極管基極得電，集電極、發(fā)射極導(dǎo)通繼電器24 V電源線圈，接通繼電器動(dòng)作輸出，從而控制語音播放模塊得電，控制輸出預(yù)制好的音頻文件——“水泵長時(shí)間運(yùn)行”，同時(shí)IBP盤相應(yīng)的復(fù)位按鈕LED燈亮，提醒車站控制室工作人員安排檢查設(shè)備。車站人員確認(rèn)信息后可以按復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位消音。

3.2 調(diào)度端輔助監(jiān)測

項(xiàng)目使用易語言開發(fā)平臺(tái)，自主編程開發(fā)消防泵組超時(shí)運(yùn)行自動(dòng)檢測軟件，該軟件借用綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，采用MODBUS TCP/IP協(xié)議每秒鐘自動(dòng)并行輪詢?nèi)€各站FAS系統(tǒng)，采集各站FAS系統(tǒng)消防水泵、穩(wěn)壓泵運(yùn)行、故障狀態(tài)。通過編程軟件邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)消防泵組超時(shí)運(yùn)行報(bào)警，并進(jìn)行彈框、聲音強(qiáng)提醒。軟件完成開發(fā)和測試后，將安裝到調(diào)度工作站，實(shí)時(shí)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控。

通過在調(diào)度界面上線測試使用，能快速找出鏈路通訊異常的站點(diǎn)（通過不同圖層顯示鏈路異常），幫助調(diào)度及時(shí)通知維修人員到現(xiàn)場檢查設(shè)備并修復(fù)。軟件可以實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行超時(shí)后語音報(bào)警，區(qū)分于綜合監(jiān)控本身的報(bào)警聲音，方便調(diào)度快速知悉超時(shí)報(bào)警水泵編號(hào)，盡快通知維修人員現(xiàn)場檢查設(shè)備。

4 方案實(shí)施和推廣情況及改造效果

4.1 方案實(shí)施

2019年在廣州地鐵六號(hào)線黃陂站進(jìn)行實(shí)例實(shí)施。采用IBP盤1#消防水泵、2#消防水泵、1#穩(wěn)壓泵、2#穩(wěn)壓泵運(yùn)行信號(hào)指示燈高電平信號(hào)作為本裝置4路接入信號(hào)，采用IBP盤消防水泵運(yùn)行信號(hào)指示燈共同電源作為本裝置24 V供電輸入，實(shí)現(xiàn)對(duì)車站1#消防水泵、2#消防水泵、1#穩(wěn)壓泵、2#穩(wěn)壓泵運(yùn)行的狀態(tài)監(jiān)控。長按消防水泵試燈按鈕，模擬接收消防水泵1～2的啟動(dòng)信號(hào)和穩(wěn)壓泵1～2的啟動(dòng)信號(hào)4路信號(hào)，保持2 min（可調(diào)），觸發(fā)“水泵長時(shí)間運(yùn)行”語音播放，同時(shí)新增的復(fù)位按鈕LED燈亮，實(shí)現(xiàn)水泵超時(shí)聲光報(bào)警功能，如圖2所示。

4.2 改造效果實(shí)例分析

2019年在廣州地鐵六號(hào)線黃陂站進(jìn)行實(shí)例實(shí)施，黃陂站車站控制室IBP盤沿用六號(hào)線IBP盤監(jiān)控策略，對(duì)車站1#消防水泵、2#消防水泵、1#穩(wěn)壓泵、2#穩(wěn)壓泵運(yùn)行、故障進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，缺少泵組超時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視功能。經(jīng)過改造后，有效解決了消防水泵泵組超時(shí)運(yùn)行的痛點(diǎn)盲點(diǎn)，提升了車站人員故障應(yīng)急處理效率，消除了設(shè)備安全隱患。

（1）在黃陂站IBP盤柜內(nèi)增加本裝置，因本裝置采用導(dǎo)軌安裝，故直接將本裝置安裝到柜內(nèi)預(yù)留導(dǎo)軌。

（2）新增帶燈復(fù)位按鈕，安裝于IBP盤消防水泵區(qū)域內(nèi)預(yù)留位置。

（3）線路優(yōu)化改造。

（4）功能測試：長按消防水泵試燈按鈕，模擬接收消防水泵1～2的啟動(dòng)信號(hào)和穩(wěn)壓泵1～2的啟動(dòng)信號(hào)4路信號(hào)，保持2 min（可調(diào)），觸發(fā)“水泵長時(shí)間運(yùn)行”語音播放，同時(shí)新增的復(fù)位按鈕LED燈亮，此時(shí)可以按復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位消音。

（5）后續(xù)維保措施：結(jié)合主控IBP盤季檢進(jìn)行維保，主要驗(yàn)證該裝置報(bào)警功能及復(fù)位按鈕功能。

（6）改造效果：通過本裝置邏輯計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)超時(shí)運(yùn)行檢測功能，并通過語音播報(bào)的方式通知現(xiàn)場值班員，這種語音播報(bào)形式相對(duì)其他報(bào)警方式，具有超高辨識(shí)度，可快速、便捷、安全地對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視并報(bào)警，提醒車站人員迅速采取措施，消除設(shè)備安全隱患。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測，故障響應(yīng)時(shí)間能從原來的3 min壓縮到10 s以內(nèi)，極大提升了故障響應(yīng)效率。

4.3 推廣情況

本方案已于2020年4月在廣州跌六號(hào)線、十三號(hào)線全線推廣，試用12個(gè)月后完成兩線設(shè)備功能復(fù)測及項(xiàng)目驗(yàn)收。試用期設(shè)備在用情況良好，未出現(xiàn)因消防水泵運(yùn)行異常導(dǎo)致的設(shè)備故障。

5 結(jié)束語

六號(hào)線消防水泵監(jiān)管不到位的情況一直困擾著運(yùn)營人員，本文從六號(hào)線FAS系統(tǒng)原理出發(fā)，提出一種聲光報(bào)警強(qiáng)提醒裝置優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)車站控制室綜合后備盤設(shè)備運(yùn)行超時(shí)報(bào)警及一鍵復(fù)位功能，具備操作快速、使用便捷、安全系數(shù)高等特點(diǎn)。同時(shí)，通過調(diào)度端的軟件改造，對(duì)消防泵組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過預(yù)防的手段輔助開展設(shè)備監(jiān)管。本項(xiàng)目不但妥善解決了現(xiàn)場運(yùn)營痛點(diǎn)，更對(duì)后續(xù)地鐵新線建設(shè)過程中同類探測器的設(shè)計(jì)要求、功能需求以及驗(yàn)收等具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉海斌.海洋公園站消防系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)[D].成都：西南交通大學(xué)，2012.

[2] 翟娟.消防水泵的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)[D].南京：南京師范大學(xué)，2015.