光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在軌道交通的應(yīng)用研究

1、光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在軌道交通的應(yīng)用研究陳銀春【摘要】軌道交通屬于人流量密集的公共場(chǎng)所，隨著線路不斷增多，其平安性更是成為相關(guān)平安部門(mén)工作的重中之重。目前，軌道交通的隧道區(qū)間消防報(bào)警手段較為薄弱，而作為試點(diǎn)，光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的補(bǔ)充在12號(hào)線得以成功實(shí)施并通過(guò)驗(yàn)收進(jìn)入運(yùn)營(yíng)階段。文章介紹了光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用在12號(hào)線的方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)安裝及使用情況，對(duì)進(jìn)一步完善軌道交通火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)起到了借鑒作用?！娟P(guān)鍵詞】軌道交通；隧道區(qū)間；光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；火災(zāi)探測(cè)中圖分類號(hào)：J905文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2457202120-0112-002ResearchonApplicationo

2、fOpticalFiberTemperatureMonitoringSysteminRailTransitCHENYin-chunShanghaiShentongSubwayGroupCo.，Ltd.，Shanghai202103，China【Abstract】Railtransportationisapublicplacewithabundanttraffic.Withtheincreasingnumberoflines，itssafetyisthemostimportanttaskoftherelevantsecuritydepartments.Atpresent，therailtrans

3、ittunnelfirealarmmeansisrelativelyweak，andasapilot，opticalfibertemperaturemonitoringsystemasafirealarmsysteminthe12linetobesuccessfullyimplementedandthroughtheacceptanceintotheoperationalphase.Thispaperintroducesthedesign，fieldinstallationanduseoffibertemperaturemonitoringsysteminline12，whichcanbeus

4、edasareferenceforfurtherimprovingtherailtrafficfirealarmsystem.【Keywords】Railtransit；Tunnelinterval；Opticalfibertemperaturemonitoringsystem；Firedetection0引言軌道交通由于具有運(yùn)量大、速度快、平安、準(zhǔn)時(shí)、綠色無(wú)尾氣污染等一系列優(yōu)點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)城市郊區(qū)開(kāi)展，促進(jìn)城市由單中心向多中心開(kāi)展具有非常重要的意義。鑒于地鐵火災(zāi)平安的重要性，為了有效地保護(hù)人民生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)平安，研究一種適合在地鐵隧道安裝運(yùn)行的，能及時(shí)地反映地鐵火災(zāi)發(fā)生的位置、災(zāi)情的區(qū)域大小、火

5、勢(shì)的大小、火勢(shì)的蔓延方向、延誤漂流方向等的火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將給救災(zāi)指揮部門(mén)實(shí)時(shí)提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，可利于救災(zāi)工作有條不紊的開(kāi)展，盡可能減少人員傷亡、社會(huì)公共財(cái)產(chǎn)損失。光纖的抗電磁干擾能力、組網(wǎng)方便及其固有的大信號(hào)傳輸帶寬等優(yōu)點(diǎn)，使得光纖溫度傳感器突破了光電式溫度傳感器的限制，為地鐵隧道等存在強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的環(huán)境提供了非常有效的溫度測(cè)量方法。上海申通地鐵集團(tuán)選取12號(hào)線作為試點(diǎn)，采用的光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以下簡(jiǎn)稱DTS能覆蓋全行車(chē)區(qū)間及電纜通道，對(duì)原有的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)起到了很好的補(bǔ)充作用。1系統(tǒng)構(gòu)成及方案1.1系統(tǒng)構(gòu)成光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由測(cè)溫主機(jī)、感溫光纖和相應(yīng)的輔助配件等組成。1測(cè)溫主機(jī)：用于光電轉(zhuǎn)換及

6、信息處理，可對(duì)所監(jiān)控區(qū)域火災(zāi)情況進(jìn)行預(yù)報(bào)警和報(bào)警，可監(jiān)測(cè)自身設(shè)備故障，有自動(dòng)增益溫度校準(zhǔn)功能，保證長(zhǎng)期溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。2感溫光纖：在石英玻璃光纖外加金屬護(hù)套組成，既是現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)探測(cè)設(shè)備又是系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道，具有良好的抗嚙咬、抗震特性，比較適用于軌道交通隧道內(nèi)的惡劣環(huán)境3輔助配件：含光纖接線盒及測(cè)溫軟件等。1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案上海軌道交通12號(hào)線共設(shè)計(jì)車(chē)站32座，全部為地下車(chē)站。按一站一主機(jī)設(shè)置車(chē)站DTS感溫光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)車(chē)站與車(chē)站之間的行車(chē)區(qū)間及電纜通道進(jìn)行溫度在線監(jiān)測(cè)，探測(cè)主機(jī)采用英國(guó)Sensa公司的DTS200-240光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)主機(jī)。測(cè)溫主機(jī)輸出4路繼電器信號(hào)給自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)FA

7、S主機(jī)，左右兩邊上下行區(qū)間各為一個(gè)探測(cè)回路，通過(guò)旁通道聯(lián)通上下行區(qū)間。測(cè)溫主機(jī)通過(guò)MODBUS接口串口上傳信號(hào)給EMCS系統(tǒng)的PLC，由EMCS系統(tǒng)集成商進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，將DTS主機(jī)的溫度信息顯示在EMCS監(jiān)控工作站，光纖感溫系統(tǒng)不另設(shè)顯示工作站。光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與EMCS及FAS系統(tǒng)的關(guān)系示意圖如圖1所示。2設(shè)備安裝1測(cè)溫主機(jī)：測(cè)溫主機(jī)不單獨(dú)設(shè)置機(jī)柜，而是與弱電綜合機(jī)房的設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)EMCS機(jī)柜合用，空間為4U。2感溫光纖：現(xiàn)場(chǎng)感溫光纖的布置結(jié)合地鐵隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行全面覆蓋。為準(zhǔn)確定位地鐵隧道內(nèi)出現(xiàn)的溫度異常點(diǎn)，光纖采用直線懸吊于隧道頂部的安裝方式，用Z型支架以懸吊的方式將感溫光纖沿隧道

8、直線敷設(shè)，感溫光纖距安裝頂部75150mm，以保持良好的通風(fēng)與快速響應(yīng)時(shí)間。每隔1到1.5米安裝一個(gè)支架，現(xiàn)場(chǎng)施工較為簡(jiǎn)單。endprintZ型支架安裝的位置為上下行內(nèi)側(cè)，在滿足限界要求的前提下，盡可能遠(yuǎn)離接觸網(wǎng)支架。現(xiàn)場(chǎng)安裝如圖2所示。上海軌道交通12號(hào)線共敷設(shè)光纖約11千米，覆蓋除折返站外的所有行車(chē)區(qū)間及電纜通道。3系統(tǒng)功能3.1溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)1EMCS系統(tǒng)人機(jī)界面可以顯示DTS所探測(cè)的溫度報(bào)警和設(shè)備故障等信息。2DTS通過(guò)溫度報(bào)警值來(lái)判斷和分析火災(zāi)情況，DTS的溫度報(bào)警信息會(huì)傳輸?shù)紼MCS系統(tǒng)，通過(guò)在EMCS系統(tǒng)工作站上人工進(jìn)行確認(rèn)。消防聯(lián)動(dòng)指令由EMCS系統(tǒng)匯總DTS系統(tǒng)的溫度報(bào)警信號(hào)并

9、通過(guò)FAS系統(tǒng)端做出消防聯(lián)動(dòng)。3DTS正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)感溫光纖對(duì)地鐵隧道區(qū)間的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)，測(cè)溫主機(jī)對(duì)其進(jìn)行采集和分析，并將溫度報(bào)警信息、火災(zāi)報(bào)警信息以及系統(tǒng)故障信息送至車(chē)站級(jí)EMCS系統(tǒng)。車(chē)站級(jí)和中央級(jí)EMCS系統(tǒng)將顯示所上傳的信息。4當(dāng)DTS的測(cè)溫主機(jī)判斷地鐵隧道區(qū)間溫度異常時(shí)，溫度的報(bào)警信息被傳輸?shù)杰?chē)站EMCS系統(tǒng)，當(dāng)由有人工確認(rèn)為火災(zāi)時(shí)，EMCS系統(tǒng)可根據(jù)具體防火分區(qū)的劃分情況，進(jìn)行相關(guān)聯(lián)動(dòng)操作。5車(chē)站感溫光纖溫度分布采用柱狀圖表示。6畫(huà)面實(shí)時(shí)監(jiān)控感溫光纖分區(qū)感溫溫度、定溫報(bào)警、升溫報(bào)警。7感溫光纖測(cè)溫范圍是0-100，分區(qū)溫度值為3個(gè)等級(jí)，分別為：，正常0-45度綠色；預(yù)警45-

10、55度黃色；報(bào)警55-100度紅色。8X組表示感溫光纖分區(qū)分布，Y組表示感溫光纖分區(qū)分布感溫溫度值。9感溫光纖系統(tǒng)綠色表示“通信正常，藍(lán)色表示“通信失敗，黃色表示“系統(tǒng)故障或光纖斷裂故障。10發(fā)生報(bào)警時(shí)，在畫(huà)面的下方的報(bào)警欄中會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信息，會(huì)顯示報(bào)警時(shí)間，報(bào)警狀態(tài)，報(bào)警級(jí)別，報(bào)警值，報(bào)警詳細(xì)描述等。3.2溫度趨勢(shì)顯示以趨勢(shì)曲線的形式顯示當(dāng)前感溫光纖所有的實(shí)時(shí)或歷史溫度信息?？蛇x擇不同顏色曲線代表不同分區(qū)的溫度，鼠標(biāo)移動(dòng)到曲線上的某個(gè)點(diǎn)時(shí)，那么可顯示該點(diǎn)的相關(guān)信息如：溫度、記錄時(shí)間等用戶可用工具欄放大鏡工具選取區(qū)域放大查看曲線；點(diǎn)工具欄上其它快捷按鈕，可進(jìn)行另存、頁(yè)面設(shè)置、打印等操作。車(chē)站的歷

11、史數(shù)據(jù)將在本地保存一個(gè)月，中央的歷史數(shù)據(jù)將在歷時(shí)效勞器中保存一年。3.3溫度報(bào)警記錄在中央級(jí)和車(chē)站級(jí)的EMCS平臺(tái)上，用戶可以按照車(chē)站名稱、系統(tǒng)、指定的時(shí)間段、報(bào)警級(jí)別和報(bào)警類型等查詢條件，對(duì)報(bào)警記錄進(jìn)行查詢輸入，當(dāng)輸入查詢條件后，點(diǎn)擊“查詢，即可查詢所需要的實(shí)時(shí)報(bào)警。車(chē)站的歷史報(bào)警數(shù)據(jù)在本地EMCS的狀態(tài)記錄里保存一個(gè)月，中央的歷史數(shù)據(jù)在EMCS的歷史效勞器中保存一年。目前12號(hào)線沒(méi)有DTS的運(yùn)營(yíng)報(bào)表，也沒(méi)有EMCS的運(yùn)營(yíng)匯總報(bào)表，因當(dāng)初運(yùn)營(yíng)方?jīng)]有提出此功能要求，故沒(méi)有開(kāi)發(fā)此匯總統(tǒng)計(jì)報(bào)表，運(yùn)行一年以來(lái)只有一次報(bào)警記錄，如上圖截圖所示。4系統(tǒng)應(yīng)用情況上海地鐵軌道交通12號(hào)線光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于分

12、別于2021年及2021年分期投入使用，車(chē)站設(shè)備運(yùn)行及報(bào)警數(shù)據(jù)傳輸均尚屬正常。2021年7月3號(hào)夜間，楊高北路站DTS主機(jī)曾有升溫報(bào)警記錄，后經(jīng)工作人員查實(shí)為現(xiàn)場(chǎng)維保人員在該區(qū)域施工作業(yè)導(dǎo)致區(qū)域溫度突變引起，這些報(bào)警記錄同時(shí)也從側(cè)面證實(shí)了DTS系統(tǒng)的設(shè)備，準(zhǔn)確地對(duì)差溫、溫升進(jìn)行報(bào)警。5結(jié)論上海軌道交通12號(hào)線光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)DTS系統(tǒng)通過(guò)了相關(guān)系統(tǒng)測(cè)試和消防檢測(cè)，正式運(yùn)營(yíng)之后，對(duì)地鐵區(qū)間隧道的溫度、火災(zāi)進(jìn)行可靠地、準(zhǔn)確地監(jiān)視及預(yù)警、報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了全線車(chē)站聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和信息化管理，全面提升運(yùn)行平安，保障地鐵正常有序地運(yùn)營(yíng)，具有顯著的社會(huì)綜合效益。該系統(tǒng)對(duì)地鐵區(qū)間隧道的溫度、火災(zāi)進(jìn)行可靠的監(jiān)視及預(yù)警、報(bào)警，防止或降低災(zāi)害情況下的人員和財(cái)產(chǎn)損失。光纖感溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所具有的溫度在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、高可靠性、技術(shù)先進(jìn)、擴(kuò)展方便、智能化程度高、便于調(diào)試、維護(hù)和管理、布線簡(jiǎn)單、不受高壓電磁干擾、隧道內(nèi)惡劣環(huán)境對(duì)探測(cè)器本身及探測(cè)精度影響甚小或無(wú)影響、使用壽命長(zhǎng)、誤報(bào)率低等特點(diǎn)，可為其在軌道交通隧道區(qū)間的進(jìn)一步拓展應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。【參考文獻(xiàn)】【1】朱麗娟.軌道交通區(qū)間隧道感溫光纖系統(tǒng)設(shè)置及應(yīng)用.山西建筑J.2021，3914：175-176.【2】上海軌道交通隧道區(qū)