地铁火灾自动报警环境与设备监控及门禁系统.docx

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地铁火灾自动报警环境与设备监控及门禁系统

第十八章　火灾自动报警、环境与设备监控及门禁系统

18.1火灾自动报警系统（FAS）

18.1.1概述

为了保护人身和财产安全,防止和减少火灾危害,给乘客创造安全的乘车环境，苏州轨道交通2号线设火灾自动报警系统，对全线进行火灾探测、报警及联动控制。

本系统主要考虑防火灾的功能，对风灾、水灾、地震等灾害，详见第二十六章。

车站内的商铺报警纳入车站FAS系统，与地铁车站出入口或通道相连的物业不纳入本系统，但车站FAS系统预留与物业火灾报警系统通信的接口。

火灾自动报警系统（FireAlarmSystem---简称FAS）设中央级和车站级二级监控方式，对地铁全线进行火灾探测、报警和控制。

火灾自动报警系统及环境与设备监控系统（BAS）是二个相对独立的系统，这二个系统在不同的工况下能正确地协调工作，并能对各自系统内的设备进行控制、检测和报警，从而确保整个系统的可靠性。

设计范围包括控制中心中央级（由综合监控系统设置）、车站、主变电所、车辆段及地下区间隧道。

18.1.2设计原则

1）火灾自动报警系统设计应贯彻“预防为主、防消结合”的消防工作方针。

2）2号线FAS系统按同一时间内发生一次火灾考虑。

3）系统消防设备必须是经国家有关产品质量监督检测单位检验合格的产品，并通报认定产品。

4）系统应具有高可靠性及稳定性，技术先进，组网灵活，容易维护及具有扩展功能，抗电磁干扰能力强，能实现全线时间同步。

5）火灾自动报警系统设置控制中心中央级和车站级二级监控管理模式。

第一级为中央级，作为FAS系统集中监控中心，设置于控制中心中央控制室（OCC）；第二级为车站级，作为本地FAS系统消防控制室，设置于车站控制室、车辆段、主变电所消防控制室。

苏州轨道交通2号线火灾自动报警系统为集中监控系统，全线消防系统所有的指挥调度权在中央级。

控制中心作为消防指挥中心，实现对地铁全线的消防集中监控管理。

各车站的车站控制室、车辆段和主变电所的消防控制室，均能够接受消防控制中心的消防救灾指令并对其所管辖范围独立地进行消防监控管理。

6）正常工况和火灾工况兼用的设备，如防排烟风机、自动扶梯等，正常工况由环境与设备监控系统监控管理，火灾自动报警系统与环境与设备监控系统之间设通信接口。

FAS系统监视车站消防设备运行状态，接收车站火灾报警信号，并显示报警部位，通过控制盘的数据接口向环境与设备监控系统（BAS）发出模式指令，由BAS系统启动消防联动设备，火灾工况具有优先权。

7）火灾报警保护等级：

地下车站和区间隧道、车辆段车辆停放和检修车库、燃油车库、可燃物品库房、其它重要用房按火灾报警一级保护对象设计，高架车站、车辆段一般生产和办公用房按火灾报警二级保护对象设计。

8）地下车站重要设备用房设置自动灭火系统保护，该系统为独立系统，自动灭火系统与火灾自动报警系统间设接口。

9）火灾自动报警系统设计的方案应符合有关规范、标准、法规和行业管理的要求，并要征得苏州市消防部门的同意。

10）FAS系统在各车站不单独设置消防广播，消防广播与车站广播系统合用。

平时为车站广播，火灾时，能在车站控制室将广播系统自动转入消防广播状态，车站广播系统的敷线应满足消防要求。

在车辆段等相关地面建筑单独设置消防广播。

车站设备房走廊及地面建筑设置警铃。

11）同期实施的换乘站（只设置一处车控室）设置一套FAS系统，并预留与不同线路综合监控系统的通信接口；分期实施的换乘站（分设车控室）FAS系统预留与不同线路FAS系统互通报警信息的接口。

12）FAS系统在各车站不单独设置闭路电视监控系统，与各车站闭路电视监控系统实现联动控制。

火灾时，能在车站控制室将闭路电视监控系统强制转入消防监视状态。

13）FAS系统监视通风空调系统防火阀的开关状态；控制车站防火分隔和疏散通道的防火卷帘的下降，接收其反馈信号；设有消防泵的车站，FAS系统控制消防水泵的启、停，接收消防水泵的运行、故障信号；设有电梯的地面建筑物设电梯回降控制装置。

14）地面站（高架）与地下站FAS系统设计主要区别：

（1）火灾报警保护等级设计的不同。

（2）地面站一般不监控通风空调系统设备，主要是给排水消防泵联动控制。

（3）地面站一般不设自动灭火系统保护故不设置自动灭火主机。

（4）火灾报警系统规模较小。

15）设置电气火灾监控系统。

18.1.3设计标准

1）《地铁设计规范》（GB50157-2003）

2）《火灾自动报警设计规范》（GB50116-98）

3）《火灾自动报警系统施工验收规范》（GB50166-92）

4）《人民防空工程设计防火规范》（GB50166-98）（2001版）

5）《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005版）

6）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2005版）

7）《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16806-1997）

8）《线型感温火灾探测器》（GB16280-2005）

18.1.4系统功能及配置

1）控制中心中央级（由综合监控系统实现）

消防指挥中心设消防值班员，负责管理全线的火灾报警；确认火灾灾情，向车站级发出消防救灾指令，指挥救灾工作的开展。

（1）接收、显示并储存全线主要火灾报警设备的运行状态。

（2）接收由车站级设备传送的各探测点的火灾报警信号,显示报警部位可自动记录、打印，并能进行历史档案管理。

（3）有自动和人工手动确认火灾报警的功能和火灾事故广播的功能。

（4）根据火灾发生的实际情况，自动选择预定的解决方案，向各消防控制室发出消防救灾指令和安全疏散命令。

（5）通过电话及时向当地市消防局119报警台进行火灾报警，向消防部门通报灾情。

（6）接收主时钟的信息，使FAS系统时钟与主时钟同步。

2）车站级

车站级系统是FAS系统的基本组成单元，也是FAS系统最关键环节。

主要监视灾情，自动化管理排烟、消防灭火、疏散救灾等设备。

地下车站的车站级控制管辖范围为车站及车站相邻区间隧道的一半。

系统功能：

（1）各车站、车辆段及主变电所消防控制室不设专职消防值班员，而由值班站长或值班员兼任，监视火灾报警、确认火灾灾情、报告消防指挥中心、监视车站及所辖区间报警设备的运行状态。

（2）接收车站及所辖区间火灾报警或重要系统设备房间的报警，并显示报警部位。

（3）向消防指挥中心报告灾情，接收消防指挥中心发出的消防救灾指令和安全疏散命令。

（4）通过车站级的消防联动控制盘接口向环境与设备监控系统发出救灾模式指令，由设备监控系统启动消防联动设备。

（5）通过消防广播系统、乘客信息系统和闭路电视监视系统，对乘客进行安全疏散引导。

设备配置：

1）车站系统设备配置

在各车站的车站控制室配和各消防控制室分别设置一台火灾报警控制盘（FACP）和火灾报警主机，FACP具有先进的微处理器、LCD显示器和紧急供电装置。

2）现场主要设备配置

（1）车站的公共区、出入口通道、办公用房设置带地址码的智能光电式感烟探测器；设备用房设感烟与感温探测器组合进行火灾探测。

对于洗手间、污水泵房、气体灭火系统的气瓶间不设探测器。

（2）受气体灭火系统保护房间的火灾探测器按气体自动灭火设备要求配置。

（3）站台下电缆通道、变电所电缆夹层和强电电缆竖井应设电缆型感温探测器。

（4）FAS系统在地铁车站公共区不设警铃，只在办公区走廊、控制中心、车辆段及主变电所设置警铃。

（5）设有消火栓泵的车站需设置消火栓泵启动按钮。

（6）区间隧道不设火灾自动报警探测器，设疏散诱导指示标志和手动报警按钮，手动报警按钮宜设置在消火拴按钮近旁，但不可由消火拴按钮代替。

设置火灾自动报警的场所均设置手动报警按钮。

（7）防火卷帘的两侧设置温、烟感双重火灾探测器。

（8）有煤气的场所设煤气探测器，有挥发或泄露可燃性气体的库房，根据可燃气体的性质，设置相应探测器。

18.1.5系统构成方案

方案一：

利用综合监控系统（ISCS）全线冗余的光纤网络组成FAS系统全线监控环网，网络采用以太网（TCP/IP）传递监控及FAS维修信息，不再单建维修信息网络。

火灾自动报警系统设控制中心中央级和车站级二级监控管理方式，中央级实现对全线防灾系统集中监视和管理，并纳入综合监控系统，车站级在各车站、车辆段、主变电所的消防控制室设火灾报警控制器,它能对其所管辖范围独立执行消防监控管理。

火灾自动报警系统中央级系统管理工作站，与车站、车辆段等车站级管理工作站联网，组成全线火灾报警系统。

综合监控系统给火灾自动报警系统提供可靠传输通道，使全线火灾自动报警系统正常运行，综合监控系统在控制中心管理工作站实现火灾自动报警系统中央级的功能。

各车站、车辆段和主变电所的火灾报警控制器与各类火灾报警探测器、手动报警按钮、电话插孔、消防电话、各类功能模块等设备联网构成车站级系统，详见图18.4-1。

方案二：

FAS系统独立组网，传输光纤由通信专业提供。

采用具有多重优先令牌传递访问方式。

FAS系统的管理工作站和各车站级FACP盘分别是网络上的一个节点，各节点均为同层网络；同时在各车站级FAS系统受综合监控系统的集成，综合监控系统通过交换机将各站部分与行车直接相关的信息自行上传到综合监控系统在OCC的环调工作站，详见图18.4-2。

系统构成方案比较表表18.1-1

方案

项目

方案1

方案2

通信协议

TCP/IP

令牌传送

可靠性

高

高

通信能力

较高

高

系统复杂程度

简单

复杂

系统投资

低

较高

经比较推荐选用方案一。

18.1.6管理组织

1）运营管理定员

消防指挥中心位于控制中心大楼的中央控制室，设专职消防值班员，负责监控全线FAS系统，火灾时负责指挥全线消防救灾的开展，贯彻消防法规和有关部门消防指示，全天24小时值班，定员4人。

各车站和车辆段的FAS系统运营管理均由兼职人员担任，不单独设置定员。

2）检修维修定员

在车辆段的FAS维护中心，设置FAS检修工区，负责全线系统的设备检修及维修工作，设置定员10人。

18.1.7系统供电和接地

1）供电电源

FAS系统设备的供电按一级负荷考虑，由低压配电专业在各车站控制室及消防控制室设置电源切换箱供给。

电压等级：

交流AC220V。

在车站设置UPS备用电源，要求采用高可靠性、在线式不间断电源，后备时间满负荷不低于60分钟。

2）接地

（1）采用共用接地装置（综合接地），接地电阻值不大于1Ω。

（2）在各车站车控室及各消防控制室设置接地端子箱，接地端子不少于十个，保证设备可靠接地。

18.2环境与设备监控系统（BAS）

18.2.1概述

为确保苏州市轨道交通2号线运营安全，并提供舒适的工作和乘车环境，建立一个先进的环境与设备监控系统是必要和合适的。

2号线全线各车站和车辆段均设置环境与设备监控系统，对全线车站、车辆段和区间的通风空调设备、给排水设备、照明设备、导向设备、自动电扶梯等机电设备进行控制和监测，以创造舒适、安全可靠的乘车环境。

特别是在地下车站发生火灾的情况下与火灾报警系统（FAS）密切配合，使有关救灾设施按照设计的工况运行，保障人身安全。

18.2.2设计主要原则

1）环境与设备监控系统应本着组网灵活，技术先进，便于扩展，运营管理方便，节约投资的原则进行设计，系统采用开放性的工业控制系统，监控点规划预留10%至15%的余量。

2）环境与设备监控系统设置控制中心和车站控制室二级管理，设置控制中心中央级、车站集控级及就地控制级三级控制的模式。

3）地铁工程的防排烟与送排风系统的风机和风阀有兼顾共用设备，执行正常和救灾两种运行模式，正常运行模式由环境与设备监控系统监控管理，火灾自动报警系统和环境与设备监控两系统间设可靠接口，火灾运行模式时，由火灾自动报警系统发出指令，环境与设备监控系统启动相关的救灾模式，火灾运行模式具有优先权。

4）主变电所不设置环境与设备监控系统；控制中心大楼与1号线合建，不再设置环境与设备监控系统，但接受控制中心发出的中央级（综合监控系统设置）指令。

5）车站管理级的环境与设备监控系统设备，与车站行车、防灾报警联合设置于车站控制室；控制中心管理级的环境与设备监控系统设备与防灾报警、行调、电调联合设置在控制中心的中央控制室。

6）2号线按同一时间只发生一次火灾考虑救灾能力，车站和区间均有救灾能力，具备早期发现，及时救护功能，以减少损失。

7）车站机电设备（包括通风设备、空调设备、给排水设备、照明设备、自动扶梯、电梯等）纳入车站环境与设备监控系统进行自动监控，在满足环境调控的同时尽量考虑节省能源。

8）地铁区间的防灾和环控设备纳入就近的车站监控。

9）2号线全线防灾指挥中心设在控制中心大楼，区间火灾和列车阻塞停车时，隧道通风、排烟控制程序命令由防灾指挥中心发布，车站监控系统接收命令并执行。

10）系统设计、配置设备均应具备较强的抗电磁干扰能力，满足国家相关的标准和规范要求，具有防尘、防潮功能，高架站设备同时具有防雷功能，确保在地铁特殊环境条件下能正常使用。

11）同期实施的换乘站（只设置一处车控室）设置一套BAS系统，并预留与不同线路综合监控系统的通信接口；分期实施的换乘站（分设车控室）BAS系统预留与不同线路BAS系统互通信息的接口。

12）BAS工作站选用汉化软件，方便实现人机对话。

软件配置包括系统软件、应用软件、数据库生成和管理软件、通信管理软件、故障自诊断、系统调试与维护软件等。

13）地下区间设置分布式光纤温度监测系统，监测区间隧道温度变化。

14）地面站（高架）与地下站BAS系统设计区别：

（1）地面站一般不监控通风空调系统设备统设备，主要是对给排水设备、电扶梯、低压配电的监控。

（2）BAS系统规模较小。

18.2.3设计标准

1）《地铁设计规范》（GB50157-2003）

2）《火灾自动报警设计规范》（GB50116-98）

3）《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16806-1997）

4）《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

5）《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

6）《远动终端设备》GB/T13729-2002

7）《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》GB/T13926-92

18.2.4系统功能

BAS系统采用计算机和网络技术对地铁环控设施按设置功能、系统运行工况和地铁环境标准等要求进行监测、控制和科学的管理，以达到舒适、安全、高效、节能的目的，为地铁创建舒适、安全的乘车环境；减少由于管理人员工作失误造成的环境调控不当、设备失控或损坏，以降低设备损耗，延长设备使用寿命、有效节约能源以及大幅度减少管理人员，为地铁运营管理带来直接效益。

1）中央级（由综合监控系统实现）

灾害时中心控制功能：

区间灾害事故时需启停的相邻车站设备，均由中央直接控制，如：

区间火灾及列车阻塞的通风排烟需左右车站统一组织运行工况。

与区间有关的救灾设备由控制中心发布救灾指令，并下达到车站设备监控系统执行。

正常时日常管理功能：

中央通过车站收集有关环境参数、灾害故障、设备运行累积记时等资料，作打印记录。

根据收集的各种信息，进行全线研究、分析环境温度趋势，制定合理的系统运行计划。

并根据设备正常运行时间、故障次数安排维修和主备设备的切换报告。

并作运行管理档案和历史资料档案存档管理。

监视全线设施正常和故障状态。

监视中央下达的运行工况执行情况。

2）车站级

车站将受监控设备运行状态和事故信号报送中央。

监控范围为车站和左右相邻区间隧道的一半。

具体功能如下：

（1）接收中央发布的环控系统监控管理命令，执行其下达的工况运行模式。

（2）接收中央发布的救灾命令，按预先设定的区间火灾防排烟和阻塞通风工况程序先执行。

（3）与本站火灾自动报警系统之间设接口，接受FAS系统发送的救灾指令，并优先执行。

（4）对通风、空调设备监控功能

监控通风空调系统各种设备，进行故障报警，按维修设定计划提供检修报告。

检测环境参数，并进行逻辑运算和数据处理。

冷冻系统：

冷冻系统包括冷水机组、冷冻水循环系统、冷却水循环系统及冷却塔，其监测、控制内容如下：

各个冷水机运行状态、过载报警、冷冻水进出口温度、压力、冷水机的负载

冷负荷及冷冻水循环水量

各水泵的冷却水循环水量、冷却塔风机运行状态等

冷负荷量控制冷水机组及冷冻水泵的自动启停台数

累积设备运行时间、开列保养及维修报告

显示各设备监测参数状态、报警及动态显示控制流程图

空调系统：

通过由空气处理机，向特定区域提供经过处理空气对它的控制是通过监测送风温度和特定区域温度与设定值比较控制空气处理机上的冷却设备来实现的，监测控制功能如下：

空气处理机的运行状态、过载报警、室外空气温度、送回风温度、湿度、过滤器堵塞状态等运行参数的监测

按程序控制送风机启停

根据室内温度与设定值比较，按照PID规律调节冷水调节阀，使室内温度保持在设定范围之内

根据室内湿度控制加湿阀，使室内湿度保持在设定范围之内

空调机组根据室内温度与设定值和室外温度比较调节新回风阀门开启度，控制新回风比例

累积风机运行时间、开列保养及维修报告

显示风机参数状态和报警

通风系统：

监测地铁环境相关参数，送排风机运行状态和过载报警

根据测量参数开/关送、排风机

风机累积运行时间、开列保养及维修报告

（5）对给排水设备监控功能

对给水引入管上的电动蝶阀进行自动监控，并按给定运行小时数作定期备用切换。

监视车站或区间水泵运行状态，进行危险水位报警和自动运行计时。

（6）对自动电/扶梯监控功能

对车站自动扶梯运行状态进行监视，故障报警。

火灾情况下控制车站电梯运行至安全层。

（7）对车站应急照明电源监控功能

对车站应急照明电源的运行状态监视和设备故障报警。

（8）对导向系统监控功能

根据导向模式要求对车站的导向系统设备实现监控。

（9）对车站照明监控功能

根据设定的运营模式对车站的照明设备进行监控。

（10）车站控制室环境与设备监控系统图形工作站（综合监控系统设置）出现故障时，可通过操作IBP盘的手动按钮，紧急控制通风排烟设备按火灾模式运行。

18.2.5系统构成

全线环境与设备监控系统设置控制中心、车站控制室二级管理，设置控制中心中央级、车站集控级、就地控制级三级控制。

1）全线系统构成

利用综合监控系统（ISCS）全线冗余的光纤网络组成BAS系统全线监控环网及全线维修信息网络。

详见图18.4-4。

2）车站系统构成

2号线车站的环境与设备监控系统是全线系统的基本单元。

在各车站的设备房配置本系统工作站、打印机、系统电源、控制器设备等。

在受监控设备附近，设本系统现场控制器（模块）及所需的检测元件、执行设备，并与系统工作站联网，组成站内相对独立的自控系统。

在地下车站，环境与设备监控系统最主要的监控对象是通风空调系统。

根据通风空调系统是否采用一端配电的情况，配置本系统的主要控制器在车站一端或两端。

根据监控系统所监控对象的重要性，可划分为环境监控设备和其余机电设备两部分。

对环境监控子系统采用冗余总线网络配置方式，增强其可靠性；对其他设备管理子系统采用非冗余总线网络配置方式，节省投资。

在高架车站，环境与设备监控系统最主要的监控对象是电扶梯及给排水系统，在车站一端配置本系统的主要控制器，采用非冗余总线网络配置方式。

车站的环境与设备监控系统具有对被控设备单控、模式控制、模式修改功能。

对本系统设备状态进行监控、故障报警，进行系统网络负荷统计、系统程序下载等。

车站系统构成详见图18.4-5。

18.2.6管理组织

1）运营管理定员

各车站、车辆段BAS系统运营管理不单独设置定员，BAS系统的运营管理由各车站和车辆段的运营管理人员兼任。

2）检修维修定员

在车辆段的BAS维护中心，设置BAS检修工区，负责全线系统的设备检修及维修工作，设置定员10人。

18.2.7系统供电和接地

系统供电

1）车站系统主电源由低压提供220V交流电源，要求提供电源箱，按一级负荷考虑；BAS系统设备的供电由BAS专业自成配电系统，供就地监控设备。

2）在车站设置UPS备用电源，要求采用高可靠性、在线式不间断电源，后备时间满负荷不低于60分钟。

接地

（1）采用共用接地装置（综合接地），接地电阻值不大于1Ω。

（2）在车站BAS系统设备房设置接地端子箱，保证设备可

18.3门禁系统

18.3.1、概述

地铁系统线路长、车站多、管理人员少，控制中心、车辆段及各车站是地铁运行的核心，这些控制管理区域大多无人值班。

为确保地铁安全运营，保证授权人员在受控情况下方便地进入设备及管理区域，防止非授权人员进入限制区域，在车站、控制中心、车辆段的重要设备房及管理用房设置门禁系统。

18.3.2主要设计原则与技术标准

1）设计规范、标准

《地铁设计规范》GB50157-2003

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-1994

《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

《工业企业通信设计规范》GBJ42-81

《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

《大楼通信综合布线系统》YD/T926

其他相关的规范和标准

2）主要设计原则

门禁系统利用地铁综合监控系统的网络，与本线控制中心进行信息传输。

门禁系统为集中式管理系统，分为中央与车站两级管理。

门禁系统统一管理合法持卡人的访问权限。

门禁系统使用地铁员工票作为进入授权区域的门禁卡。

系统软硬件应为模块化设计，通过软件升级及硬件扩展、增加现场设备则可以实现控制点扩展的要求

3）主要技术标准

门禁系统应能适应7×24小时不间断运作。

系统设备适用于地铁的环境条件，满足以下的环境要求：

温度：

0℃～45℃

湿度：

5％～95％RH（无结露）

采用工业级控制系统，系统设计、设备配置均应具有较强的抗电磁干扰能力，满足地铁特殊环境条件下正常使用，同时应考虑防尘、防潮、防毒，确保运行安全可靠。

中央计算机与车站计算机的通信采用10M以太网进行数据传输。

系统接地电阻≤1Ω。

门禁系统可识别的门禁卡包括：

公交“一卡通”系统发行再由地铁进行二次编码的员工票，以及由地铁独立发行的专用员工票。

18.3.3系统组成及功能

1）系统组成

门禁系统主要由中央计算机系统、车站计算机系统、门禁控制器、读卡器、电子锁以及通信网络等组成。

中央计算机系统和车站计算机系统通过地铁综合监控系统提供的通信网进行数据交换。

车站计算机通过门禁控制器连接就地级设备。

2）系统功能

（1）系统运行模式

系统运行模式分为在线、离线、火灾三种模式。

在线模式为读卡器读取门禁卡信息，中央级、车站计算机、门禁控制器根据授权规则向读卡器下达执行命令。

离线模式为当车站计算机与中央级的通信发生中断时，或门禁控制器与车站计算机的通信发生中断时，可自行根据授权规则确定执行动作。

灾害模式为发生火灾时，对断电释放式的电子锁统一断电，实现防灾联动。

（2）中央计算机系统

中央计算机系统可以使用门禁系统的数据库建立授权档案，其主要功能是：

对门禁卡的授权处理。

授权档案数据库的管理。

传递授权信息。

系统报表生成。

通过地铁综合监控提供的网络连接车站计算机系统。

（3）车站计算机系统

主要功能是：

监控门禁控制器和就地级设备的运行状态。

采集读卡器读取门禁卡及相应动作的数据，并将数据上传到中央计算机。

接收中央计算机下载的系统参数，将相关参数下传至门禁控制器和就地级设备。

对需要更高安全等级的区域，通过实时显示及打印的方式进行监控。

在必要时，授权人员可临时设置本车站内区域及进出权限。

（4）门禁控制器、读卡器及电子锁

门禁控制器作为车站