宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隧道內(nèi)設置防災疏散設備設施監(jiān)控系統(tǒng)，是保障一般情況下設備狀態(tài)實時監(jiān)控識
別和災害情況下有效聯(lián)動的可靠手段。針對既有同類監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，為滿足少人化、智能化運維管控的需求，開發(fā)了基于二級架構(gòu)的新型鐵路隧道防災疏散設備設施智能監(jiān)控系統(tǒng)，闡述系統(tǒng)架構(gòu)、組成、功能性能及實現(xiàn)方法。新系統(tǒng)可實現(xiàn)對隧道內(nèi)防災通風、應急照明、疏散指示、其他消防設備設施、防護門等設備設施的有效監(jiān)控，為長大隧道(群)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實施提供一定的參考。
關(guān)鍵詞：鐵路隧道；疏散；設備設施；智能監(jiān)控系統(tǒng)
0 概述
隧道內(nèi)災害主要有火災、水災、有毒氣體、地震、塌方等。據(jù)各類文獻調(diào)研濕示1-4，鐵路隧道運營期防災應以隧道火災為要點。隧道內(nèi)火災起火原因復雜多樣，炯氣濃度大、溫度高、火焰蔓延迅速、人員疏散閑難、滅火難度大。針對上述特點，長大隧道應采用輔助疏散和滅火的防災疏散設備設施，要安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、使用維修方便。本著簡單可靠的原則，隧道內(nèi)應設置防災通風、應急照明、疏散指示、防護門等其他消防設備設施?；馂陌l(fā)生后通常需要經(jīng)過發(fā)現(xiàn)一判識一告警一啟動設備設施等環(huán)節(jié)，而防災監(jiān)控系統(tǒng)就能起到舉足輕重的作用(見圖3)。一般該系統(tǒng)直接監(jiān)控隧道內(nèi)各設備設施的運行狀態(tài)，包括防災通風設備、應急照明設備、緊急疏散設備、防護門及各類機箱機柜和交換機等，災害情況下需要參與應急疏散工作，其預先設置的預案及應急步驟可決定能否快速組織。
1 既有隧道監(jiān)控系統(tǒng)分析
國內(nèi)外典型長大隧道監(jiān)控系統(tǒng)實施現(xiàn)狀參見表2。由于對災害應急處置的管理模式差異，國外監(jiān)控系統(tǒng)更重視災害的預防與應急處置，監(jiān)控中心有輔助功能，但對設備設施本身的工作狀態(tài)和健康狀態(tài)重視不足；國內(nèi)隧道監(jiān)控系統(tǒng)存在監(jiān)控設備類型不足、軟硬件聯(lián)動不協(xié)調(diào)、技術(shù)發(fā)展不均衡等問題。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)當前363座隧道設置防災通風監(jiān)控系統(tǒng)，331座隧道設置應急照明監(jiān)控系統(tǒng)，462座隧道設置應急供電系統(tǒng)，263座隧道監(jiān)控系統(tǒng)具備遠程啟閉功能，對于一些重要軌旁設備如防護門等尚未納入監(jiān)控范圍，由于隧道修建時間的差異，軟硬件配置總體發(fā)展很不均衡。為解決當前鐵路隧道防災疏散系統(tǒng)工程實施和運維中存在的問題，更好地服務于智能鐵路建設總體布局，針對當前防災疏散設備設施監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，亟須開展以下工作：一方面統(tǒng)一建設平臺，梳理平臺系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)要求、功能要求以及接口規(guī)范，建立功能完備的隧道防災疏散設備設施智能化監(jiān)控系統(tǒng)，并實現(xiàn)智能化運維管理功能；另一方面，系統(tǒng)軟硬件綜合統(tǒng)一實施，從實際運營和防災需求出發(fā)，對機電設備功能、性能、環(huán)境適應性等進行梳理，使硬件與軟件合理匹配。
2 新型隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)設計
新型隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)對隧道防災疏散機電設備設施實行一體化集中管控，采用2級架構(gòu)，第1級為局中心監(jiān)控主站、監(jiān)控終端設備，第2級為隧道端監(jiān)控設備，局中心監(jiān)控主站應統(tǒng)一設置于集團公司中心機房或調(diào)度所應急指揮中心，實現(xiàn)1局1中心的管理模式。隧道端監(jiān)控設備設置于隧道內(nèi)，監(jiān)控終端設置在行車調(diào)度所或應急指揮中心、工務段、維護工區(qū)或相關(guān)車站，實現(xiàn)對管轄范圍內(nèi)隧道防災疏散的監(jiān)控。監(jiān)控主站預留與外部信息系統(tǒng)的接口，網(wǎng)絡采用冗余設置。監(jiān)控主站通過接口服務器與外部信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，采用TCP／IP協(xié)議。接口協(xié)議內(nèi)容依據(jù)具體實際業(yè)務需要制定。主控制器與隧道端監(jiān)控設備的接口網(wǎng)絡采用冗余設置，采用TCP／IP協(xié)議，接口協(xié)議內(nèi)容應包含與機電設施的所有接口內(nèi)容、隧道端監(jiān)控設備狀態(tài)及各網(wǎng)絡節(jié)點狀態(tài)。監(jiān)控主站與隧道端現(xiàn)場設備的接口采用TCP／IP協(xié)議，網(wǎng)絡采用冗余設計。中心監(jiān)控系統(tǒng)通過應用服務器和主控制器進行通信。監(jiān)控主站與隧道端主控制器通過實體定義實現(xiàn)標準化，通過各個模塊軟件如防災通風監(jiān)控軟件實現(xiàn)各個模塊的遠程監(jiān)控，通過TCP／IP方式連接，使用OPC技術(shù)實現(xiàn)局中心監(jiān)控系統(tǒng)和隧道端監(jiān)控設備間的信息交互，通信接口軟件遵守OPC標準，具備互聯(lián)互通功能。
3疏散模型的建立
人員疏散模型的建立需要考慮眾多因素，如疏散空間虛擬化、疏散路徑的選擇、疏散過程中人員的行為規(guī)則、人員路徑?jīng)_突問題以及各種因素的影響 [5] 。文章主要為了揭示疏散照明指示燈在地鐵站人員疏散過程的影響，在本章中引入了指示燈的概念。
4智能應急疏散照明系統(tǒng)在設計中應注意的幾個問題
在智能應急疏散照明系統(tǒng)的設計工作中．筆者常會遇到以下幾個問題，特提請注意：
a．集中應急電源供電的燈具內(nèi)不帶蓄電池。 一般來說，設計人員對傳統(tǒng)型應急疏散照明燈具比 較熟悉，設計繪圖也比較熟練，而一旦采用智能型應急 疏散照明系統(tǒng)進行設計，往往會運用傳統(tǒng)系統(tǒng)中的一些圖例圖標進行設計繪制。而忽略智能應急疏散燈具應該標明不帶蓄電池而采用集中EPS供電的細節(jié)。
b． 區(qū)域配電小間應預留足夠的空間預備EPS配電箱安裝。 智能應急疏散照明系統(tǒng)中集中電源EPS和應急照明分配電箱往往是按防火分區(qū)設置，每個防火分區(qū)內(nèi)應設置配電小間放置相關(guān)的設備。在規(guī)劃配電小間的位置時 還應考慮預留足夠的空間，滿足安裝施工以及通風散熱 的要求。
c．EPS容量計算應考慮可靠系數(shù)K。JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》第6．2．2條“EPS的額定輸出功率不應小于所連接的應急照明負荷總?cè)萘康?.3倍?！痹谪摵捎嬎銜rEPS總?cè)萘啃璩艘?.3的可靠系數(shù)，這個問題在設計時常被忽略，應加以注意。
5安科瑞智能照明及疏散系統(tǒng)功能及選型
5.1系統(tǒng)簡介
消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)配合火災警示主機的使用，在火災時刻，能夠準確給出好的疏散路徑指示，智能打開消防應急標志燈的指示方向以及應急照明燈，幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線，指引逃生方向，保障群眾的人身安全，為各商家擔心的安全問題解決了后顧之憂。該系統(tǒng)主要應用于機場、軌道交通、地道、客運樞紐、醫(yī)院、學校、體育館、展覽館、酒店等場所。
消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)由主機（主機）、集中電源（供電）和燈具（疏散指示燈、應急照明燈）等幾部分組成。如下圖：
5.2系統(tǒng)功能
① 聯(lián)動警示功能——主機能與火災自動警示系統(tǒng)聯(lián)動，發(fā)生火災時，自動接收火災警示系統(tǒng)的信息，并發(fā)出聲光警示信號，同時顯示屏指示警示地點，記錄警示時間，聲音警示將一直保持，直至點擊“消音”按鈕實現(xiàn)消音。
② 系統(tǒng)監(jiān)控功能——主機可對系統(tǒng)內(nèi)部的所有組件工作狀態(tài)進行24小時監(jiān)控，實時檢測其工作狀態(tài)是否正常，包括集中電源、燈具。
③ 故障警示功能——當系統(tǒng)組件之間的通訊線或電源線發(fā)生短路、斷路故障時，主機會發(fā)出聲光警示信號，并在顯示屏上指示故障發(fā)生時間、故障設備、故障類型以及故障區(qū)域。
④ 自檢功能——自動檢查主機中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭、打印機是否正常。自檢功能分為常規(guī)自檢、月檢和一年一檢查，定期檢查電路故障，去掉隱患。常規(guī)自檢方式為所有指示燈閃亮、顯示器、音響器件發(fā)聲；月檢方式為上電48h后，每隔30天應急工作30~180秒；一年一檢查方式為每年應急工作時間不少于30min。
⑤ 備電功能——內(nèi)置備用電源，主電源供電不足時，備電源自動切換，切換過程中系統(tǒng)保持平穩(wěn)運行狀態(tài)，可以保證系統(tǒng)可靠運行，且備用電源至少保證應急照明主機正常工作3h。
⑥ 記錄存儲與查詢功能——當系統(tǒng)發(fā)生應急啟動、故障等事件時，主機能自動記錄事件類型，事件發(fā)生時間，事件發(fā)生區(qū)域以及事件的詳細信息，可在日志記錄中自定義查詢?nèi)掌诩胺秶?，主機能存儲事件記錄超過10000條。
⑦ 導光流功能——主機可通過軟件界面設置燈具順序閃亮的頻率，2～32Hz可設。
⑧ 權(quán)限控制功能——為確保系統(tǒng)的運行，操作權(quán)限分為“administrators級別”、“操作員級別”和“值班員級別”三個級別，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。日常用戶級：實時狀態(tài)監(jiān)視及操作、事件記錄查詢、監(jiān)控模塊遠程復位；監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視及操作、事件記錄查詢、監(jiān)控模塊遠程復位、設備自檢；系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、終端遠程復位、設備自檢，主機系統(tǒng)參數(shù)查詢、主機各模塊單獨檢測、普通用戶添加與刪除。
5.3產(chǎn)品選型表
② 燈具選型表
6 結(jié)語
智能應急疏散照明系統(tǒng)充分彌補了傳統(tǒng)應急疏散照明的不足．適用于大型商業(yè)建筑等此類人員密集型場所，在應急逃生方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著社會安全意識的不斷提高，智能應急疏散照明系統(tǒng)將會得到越來越廣泛的應用。
參考文獻：
[1]馬偉斌.新型鐵路隧道防災疏散設備設施智能監(jiān)控系統(tǒng)研究
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6月版.
[3]安科瑞消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2020.8月版.
作者簡介：宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監(jiān)測及剩余電流監(jiān)測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）
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