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動(dòng)車組火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

文檔作者：樊永梅孫景輝文檔來源：中車唐山機(jī)車車輛有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月23日
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動(dòng)車組火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)
中車唐山機(jī)車車輛有限公司 樊永梅 孫景輝
【摘要】從火警系統(tǒng)的安全環(huán)路設(shè)計(jì)，HMI監(jiān)控功能，CAN BUS冗余設(shè)計(jì)及火警系統(tǒng)的檢測方面介紹了動(dòng)車組火警系統(tǒng)的安全性。
【關(guān)鍵詞】動(dòng)車組；火警系統(tǒng)；安全性
動(dòng)車組火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)從系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)、安全環(huán)路設(shè)計(jì)、HMI
監(jiān)控功能及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)測試功能等方面進(jìn)行考慮，滿足標(biāo)準(zhǔn)和列
車安全運(yùn)營的要求。
1 系統(tǒng)概述
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的功能是在列車發(fā)生火災(zāi)的情況下，采集相關(guān)的
火災(zāi)信息，并做出及時(shí)報(bào)警，以便有效采取滅火、疏散等措施，以
保證乘客及列車工作人員的安全。
1.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對動(dòng)車組的火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)
包括一個(gè)火災(zāi)報(bào)警主機(jī)（簡稱SDCU）及多個(gè)火災(zāi)探頭（簡稱SD），
其安裝于列車中須進(jìn)行監(jiān)控的區(qū)域。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)示意圖
SDCU：接收來自SD的信息，并對系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)控。根據(jù)所
檢測的系統(tǒng)狀態(tài)，激活信號線，并發(fā)出警告、公共警告、故障 及
準(zhǔn)備就緒信號。此外SDCU對測試指令做出響應(yīng)，檢測情況報(bào)告給
列車網(wǎng)絡(luò)，通過人機(jī)界面提示司機(jī)。
SD：探測煙霧濃度，并將此信息通過信號回路傳送至SDCU。
此外，SD還可以檢測自身所在區(qū)域的溫度，作為火災(zāi)探測的輔助
手段。SD的參考煙氣極限按照標(biāo)準(zhǔn)GB 4715確定。此外，此SD還有
一個(gè)溫度傳感器。此可用于補(bǔ)償溫度靈敏性的效果。
LHD（線性熱探測器）：線性熱探測器被連接到煙霧探測器的一
個(gè)接口上，測量值通過信號回路傳送到煙霧探測控制單元。每個(gè)車廂
中的煙氣探測器及線性熱探測器歸在一起集中送至六個(gè)信號線上。
1.2 煙氣探測控制單元的接口
列車的每節(jié)車廂均安裝了一個(gè)SDCU。包括：顯示屏、存儲
板、CAN板、CPU板、IO板、電源板等。
圖2 SDCU前視圖
其中：
電源板由兩部分組成，一部分為DC110V輸入，一部分為
DC24V輸出。
IO板為數(shù)字量的輸入輸出端口，接觸器的狀態(tài)信號通過端口傳遞。
CPU板為MVB網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出端口，火警主機(jī)與CCU的協(xié)議
數(shù)據(jù)通過此端口傳遞。
CAN 板為CAN 總線的輸入輸出端口，探頭檢測的火警信息通
過CAN BUS 冗余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。
存儲板使用標(biāo)準(zhǔn)USB接口。能夠記錄整個(gè)各個(gè)區(qū)域的火災(zāi)探測
器的報(bào)警信息，故障信息等。能夠通過USB接口下載故障信息。
顯示屏采用4.3英寸，彩色LCD液晶屏，分辨率480×272像素，
用來顯示火警信息，也可通過該顯示屏對探頭進(jìn)行配置。
2 火警控制安全性設(shè)計(jì)
（1）安全環(huán)路設(shè)計(jì)。單車發(fā)生火警時(shí)，發(fā)生火警的單車有聲光報(bào)
警，其它車的火警蜂鳴器通過安全環(huán)路繼電器觸發(fā)并發(fā)出警報(bào)，同時(shí)司
機(jī)室內(nèi)火警指示燈亮起。客室內(nèi)火災(zāi)確認(rèn)按鈕指示燈點(diǎn)亮。單車空調(diào)系
統(tǒng)停止工作，HMI將輸出聽得見的報(bào)警并顯示正在觸發(fā)的報(bào)警線路。
（2）CAN BUS 冗余設(shè)計(jì)。SDCU與SD之間采用兩組CAN總線
構(gòu)成的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，因而具有自愈功能，兩組CAN總線中的任意
一組的任意一點(diǎn)短路或者開路后，均不影響系統(tǒng)正常的火災(zāi)報(bào)警功
能，大大提高了系統(tǒng)可靠性。
（3）人機(jī)界面（HMI）實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。HMI可以實(shí)時(shí)監(jiān)控火
警系統(tǒng)的狀態(tài)，如果發(fā)生火警，HMI將輸出聽得見的報(bào)警并顯示正
在觸發(fā)的報(bào)警線路。
（4）火災(zāi)系統(tǒng)旁路功能。當(dāng)火災(zāi)報(bào)警發(fā)生后，司乘人員需要到
發(fā)生報(bào)警的車輛進(jìn)行火災(zāi)確認(rèn)，如果故障暫時(shí)無法排除，為了維持運(yùn)
行，需按下火災(zāi)旁路按鈕，火災(zāi)系統(tǒng)主機(jī)通過KLIP的輸入接口把旁路
信號傳輸給網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)火災(zāi)旁路繼電器得電。網(wǎng)絡(luò)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警解除
指令，司機(jī)室及列車長室聲光報(bào)警解除。斷開的火災(zāi)報(bào)警安全環(huán)路恢
復(fù)正常，火災(zāi)確認(rèn)按鈕指示燈熄滅，客室內(nèi)的蜂鳴器停止報(bào)警。PIS
（旅客信息系統(tǒng)）系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)功能恢復(fù)正常。
3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)測試功能
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)具有自檢功能，能夠?qū)鹁鳈C(jī)與火災(zāi)探頭進(jìn)行自檢
和測試。通過按下自檢按鈕可以觸發(fā)火警主機(jī)的自檢功能，設(shè)置黃色LED
自檢指示燈，以2Hz頻率綠燈閃爍表示火災(zāi)探測器正在進(jìn)行自檢。
自檢功能主要用于配合列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)系統(tǒng)的系統(tǒng)級測試，
啟動(dòng)火災(zāi)測試后可通過HMI觀察各車輛火災(zāi)系統(tǒng)（包括系統(tǒng)級火災(zāi)電路）
測試結(jié)果。當(dāng)火災(zāi)系統(tǒng)主機(jī)監(jiān)測到測試指令后即啟動(dòng)測試程序，根據(jù)系
統(tǒng)需要，測試程序可驅(qū)動(dòng)“報(bào)警”信號用于配合系統(tǒng)級測試。
自檢結(jié)束后，火災(zāi)主機(jī)會使準(zhǔn)備就緒信號停止5S后重新發(fā)出，各報(bào)
警線路根據(jù)準(zhǔn)備就緒信號的變化重新上電啟動(dòng)，恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。
為確?；馂?zāi)系統(tǒng)工作的可靠性，列車網(wǎng)絡(luò)需要對每次的火警測試進(jìn)
行記錄，本次測試完成后的第3天如果沒有進(jìn)行下一次測試，網(wǎng)絡(luò)需要在
HMI顯示器上做出提示，提示維護(hù)人員需要進(jìn)行火災(zāi)測試。
如有測試沒有通過則需使用可移動(dòng)PC機(jī)鏈接到火災(zāi)系統(tǒng)主
機(jī)，進(jìn)行故障排查。
4 結(jié)論
動(dòng)車組火警系統(tǒng)的安全環(huán)路設(shè)計(jì)，HMI監(jiān)控功能，CAN BUS
冗余設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)旁路功能及火警系統(tǒng)的檢測方面體現(xiàn)了火警
系統(tǒng)的安全性。
參考文獻(xiàn)
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[3]周佩華.上海軌道交通換乘站火警信息交換方式的分析和探
討[J].現(xiàn)代城市軌道交通,2009,(6):20-23.
作者簡介：
樊永梅（1981—），女，工程師，現(xiàn)供職于中車唐山機(jī)車車輛
有限公司。
孫景輝（1982—），男，工程師，現(xiàn)供職于中車唐山機(jī)車車輛
有限公司。

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