淺談疏散照明指示系統(tǒng)在鐵路隧道防災(zāi)救援設(shè)備的應(yīng)用
李茫茫
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隧道內(nèi)設(shè)置防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)，是保障一般情況下設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控識
別和災(zāi)害情況下有效救援聯(lián)動(dòng)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(yùn)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(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)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(shí)現(xiàn)方法。新系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對隧道內(nèi)防災(zāi)通風(fēng)、應(yīng)急照明、疏散指示、其他消防設(shè)備設(shè)施、防護(hù)門等設(shè)備設(shè)施的有效監(jiān)控，為長大隧道(群)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)施提供一定的參考。
關(guān)鍵詞：鐵路隧道；疏散救援；設(shè)備設(shè)施；智能監(jiān)控系統(tǒng)
0 概述
隧道內(nèi)災(zāi)害主要有火災(zāi)、水災(zāi)、有毒氣體、地震、塌方等。據(jù)各類文獻(xiàn)調(diào)研濕示1-4，鐵路隧道運(yùn)營期防災(zāi)應(yīng)以隧道火災(zāi)為要點(diǎn)。隧道內(nèi)火災(zāi)起火原因復(fù)雜多樣，炯?xì)鉂舛却?、溫度高、火焰蔓延迅速、人員疏散閑難、滅火救援難度大。針對上述特點(diǎn)，長大隧道應(yīng)采用輔助疏散和滅火的防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施，要安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用維修方便。本著簡單可靠的原則，隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置防災(zāi)通風(fēng)、應(yīng)急照明、疏散指示、防護(hù)門等其他消防設(shè)備設(shè)施?；馂?zāi)發(fā)生后通常需要經(jīng)過發(fā)現(xiàn)一判識一告警一啟動(dòng)設(shè)備設(shè)施等環(huán)節(jié)，而防災(zāi)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(shè)備設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，包括防災(zāi)通風(fēng)設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備、緊急疏散設(shè)備、防護(hù)門及各類機(jī)箱機(jī)柜和交換機(jī)等，災(zāi)害情況下需要參與應(yīng)急疏散救援工作，其預(yù)先設(shè)置的救援預(yù)案及應(yīng)急步驟可決定能否快速組織救援。
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(shí)施現(xiàn)狀參見表2。由于對災(zāi)害應(yīng)急處置的管理模式差異，國外監(jiān)控系統(tǒng)更重視災(zāi)害的預(yù)防與應(yīng)急處置，監(jiān)控中心有輔助救援功能，但對設(shè)備設(shè)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(shè)備類型不足、軟硬件聯(lián)動(dòng)不協(xié)調(diào)、技術(shù)發(fā)展不均衡等問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)當(dāng)前363座隧道設(shè)置防災(zāi)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，331座隧道設(shè)置應(yīng)急照明監(jiān)控系統(tǒng)，462座隧道設(shè)置應(yīng)急供電系統(tǒng)，263座隧道監(jiān)控系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程啟閉功能，對于一些重要軌旁設(shè)備如防護(hù)門等尚未納入監(jiān)控范圍，由于隧道修建時(shí)間的差異，軟硬件配置總體發(fā)展很不均衡。為解決當(dāng)前鐵路隧道防災(zāi)疏散救援系統(tǒng)工程實(shí)施和運(yùn)維中存在的問題，更好地服務(wù)于智能鐵路建設(shè)總體布局，針對當(dāng)前防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)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(shè)平臺(tái)，梳理平臺(tái)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(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施智能化監(jiān)控系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維管理功能；另一方面，系統(tǒng)軟硬件綜合統(tǒng)一實(shí)施，從實(shí)際運(yùn)營和防災(zāi)需求出發(fā)，對機(jī)電設(shè)備功能、性能、環(huán)境適應(yīng)性等進(jìn)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(shè)計(jì)
新型隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)對隧道防災(zāi)疏散救援機(jī)電設(shè)備設(shè)施實(shí)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(shè)備，第2級為隧道端監(jiān)控設(shè)備，局中心監(jiān)控主站應(yīng)統(tǒng)一設(shè)置于鐵路局集團(tuán)公司中心機(jī)房或調(diào)度所應(yīng)急指揮中心，實(shí)現(xiàn)1局1中心的管理模式。隧道端監(jiān)控設(shè)備設(shè)置于隧道內(nèi)，監(jiān)控終端設(shè)置在行車調(diào)度所或應(yīng)急指揮中心、工務(wù)段、維護(hù)工區(qū)或相關(guān)車站，實(shí)現(xiàn)對管轄范圍內(nèi)隧道防災(zāi)疏散救援的監(jiān)控。監(jiān)控主站預(yù)留與外部信息系統(tǒng)的接口，網(wǎng)絡(luò)采用冗余設(shè)置。監(jiān)控主站通過接口服務(wù)器與外部信息系統(tǒng)進(jìn)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(shí)際業(yè)務(wù)需要制定。主控制器與隧道端監(jiān)控設(shè)備的接口網(wǎng)絡(luò)采用冗余設(shè)置，采用TCP／IP協(xié)議，接口協(xié)議內(nèi)容應(yīng)包含與機(jī)電設(shè)施的所有接口內(nèi)容、隧道端監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)及各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。監(jiān)控主站與隧道端現(xiàn)場設(shè)備的接口采用TCP／IP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)采用冗余設(shè)計(jì)。中心監(jiān)控系統(tǒng)通過應(yīng)用服務(wù)器和主控制器進(jìn)行通信。監(jiān)控主站與隧道端主控制器通過實(shí)體定義實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通過各個(gè)模塊軟件如防災(zāi)通風(fēng)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過TCP／IP方式連接，使用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)局中心監(jiān)控系統(tǒng)和隧道端監(jiān)控設(shè)備間的信息交互，通信接口軟件遵守OPC標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)急疏散照明系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題
在智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中．筆者常會(huì)遇到以下幾個(gè)問題，特提請注意：
a．集中應(yīng)急電源供電的燈具內(nèi)不帶蓄電池。 一般來說，設(shè)計(jì)人員對傳統(tǒng)型應(yīng)急疏散照明燈具比 較熟悉，設(shè)計(jì)繪圖也比較熟練，而一旦采用智能型應(yīng)急 疏散照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，往往會(huì)運(yùn)用傳統(tǒng)系統(tǒng)中的一些圖例圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)繪制。而忽略智能應(yīng)急疏散燈具應(yīng)該標(biāo)明不帶蓄電池而采用集中EPS供電的細(xì)節(jié)。
b． 區(qū)域配電小間應(yīng)預(yù)留足夠的空間預(yù)備EPS配電箱安裝。 智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)中集中電源EPS和應(yīng)急照明分配電箱往往是按防火分區(qū)設(shè)置，每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置配電小間放置相關(guān)的設(shè)備。在規(guī)劃配電小間的位置時(shí) 還應(yīng)考慮預(yù)留足夠的空間，滿足安裝施工以及通風(fēng)散熱 的要求。
c．EPS容量計(jì)算應(yīng)考慮可靠系數(shù)K。JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第6．2．2條“EPS的額定輸出功率不應(yīng)小于所連接的應(yīng)急照明負(fù)荷總?cè)萘康?.3倍。”在負(fù)荷計(jì)算時(shí)EPS總?cè)萘啃璩艘?.3的可靠系數(shù)，這個(gè)問題在設(shè)計(jì)時(shí)常被忽略，應(yīng)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(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)配合火災(zāi)警示主機(jī)的使用，在火災(zāi)時(shí)刻，能夠準(zhǔn)確給出好的疏散路徑指示，智能打開消防應(yīng)急標(biāo)志燈的指示方向以及應(yīng)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(dān)心的安全問題解決了后顧之憂。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于機(jī)場、軌道交通、地道、客運(yùn)樞紐、醫(yī)院、學(xué)校、體育館、展覽館、酒店等場所。
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)由主機(jī)（主機(jī)）、集中電源（供電）和燈具（疏散指示燈、應(yīng)急照明燈）等幾部分組成。如下圖：
5.2系統(tǒng)功能
① 聯(lián)動(dòng)警示功能——主機(jī)能與火災(zāi)自動(dòng)警示系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，自動(dòng)接收火災(zāi)警示系統(tǒng)的信息，并發(fā)出聲光警示信號，同時(shí)顯示屏指示警示地點(diǎn)，記錄警示時(shí)間，聲音警示將一直保持，直至點(diǎn)擊“消音”按鈕實(shí)現(xiàn)消音。
② 系統(tǒng)監(jiān)控功能——主機(jī)可對系統(tǒng)內(nèi)部的所有組件工作狀態(tài)進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)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(dāng)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(shí)，主機(jī)會(huì)發(fā)出聲光警示信號，并在顯示屏上指示故障發(fā)生時(shí)間、故障設(shè)備、故障類型以及故障區(qū)域。
④ 自檢功能——自動(dòng)檢查主機(jī)中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭、打印機(jī)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(yīng)急工作30~180秒；一年一檢查方式為每年應(yīng)急工作時(shí)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(shí)，備電源自動(dòng)切換，切換過程中系統(tǒng)保持平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，可以保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，且備用電源至少保證應(yīng)急照明主機(jī)正常工作3h。
⑥ 記錄存儲(chǔ)與查詢功能——當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生應(yīng)急啟動(dòng)、故障等事件時(shí)，主機(jī)能自動(dòng)記錄事件類型，事件發(fā)生時(shí)間，事件發(fā)生區(qū)域以及事件的詳細(xì)信息，可在日志記錄中自定義查詢?nèi)掌诩胺秶?，主機(jī)能存儲(chǔ)事件記錄超過10000條。
⑦ 導(dǎo)光流功能——主機(jī)可通過軟件界面設(shè)置燈具順序閃亮的頻率，2～32Hz可設(shè)。
⑧ 權(quán)限控制功能——為確保系統(tǒng)的運(yùn)行，操作權(quán)限分為“administrators級別”、“操作員級別”和“值班員級別”三個(gè)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(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視及操作、事件記錄查詢、監(jiān)控模塊遠(yuǎn)程復(fù)位；監(jiān)控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視及操作、事件記錄查詢、監(jiān)控模塊遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢；系統(tǒng)管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、終端遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，主機(jī)系統(tǒng)參數(shù)查詢、主機(jī)各模塊單獨(dú)檢測、普通用戶添加與刪除。
② 燈具選型表
6 結(jié)語
智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)充分彌補(bǔ)了傳統(tǒng)應(yīng)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(yīng)急逃生方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著社會(huì)安全意識的不斷提高，智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬偉斌.新型鐵路隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施智能監(jiān)控系統(tǒng)研究
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.6月版.
[3]安科瑞消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2020.8月版.
