机电设备监控与火灾报警系统.docx

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机电设备监控与火灾报警系统

14机电设备监控与火灾报警系统

14.1综合监控系统

Ⅰ一般规定

14.1.1城市轨道交通新建线宜设置综合监控系统（ISCS），设备系统应纳入ISCS的监控和管理；设备系统宜组建ISCS平台和监控界面，共享信息资源。

14.1.2控制中心、车站、车辆综合基地宜设置ISCS。

ISCS应满足控制中心、车站实时监控功能要求。

14.1.3与行车指挥、防灾和安全及乘客服务管理等有关的信息宜纳入ISCS。

并将各相关系统的信息进行整合，提供完整的人机界面，方便操作。

14.1.4ISCS在控制中心和车站应侧重于进行模式控制和群组控制，反映各相关系统的工作状态。

各相关系统的安全联锁应由各相关系统完成。

ISCS中的PSCADA侧重于在控制中心控制

14.1.5ISCS应实现对各个集成或互连系统的数据信息接口，实现无缝连接，满足整体性能要求。

14.1.6ISCS实时监控信息和事务管理信息应严格分开。

14.1.7ISCS设备宜采用工业级产品，保证能全天候不间断地运行。

14.1.8ISCS应采用模块化设计，易于扩展。

并能为今后线路的扩展以及其它线路的接入及与更高管理系统连接预留条件。

Ⅱ系统组成及功能

14.1.9ISCS应由中心ISCS、车站ISCS、车辆综合基地ISCS、网络管理系统、培训管理系统、设备维护管理系统等组成。

应增加备用中心ISCS

14.1.10ISCS体系结构，可采用集中式监控系统、分布式监控系统或集中分布式监控系统。

14.1.11ISCS应采用主备、冗余、分层、分布式C/S结构，开放的、标准的通信协议，并应采用行之有效的故障隔离和抗干扰措施。

14.1.12ISCS硬件应分为两层：

中心级ISCS；车站级（车辆段综合基地）ISCS。

14.1.13ISCS软件应至少包括数据接口层、数据处理层、人机接口层三个层面。

14.1.14ISCS网络应至少由主干层、局域层和现场层三个网络层组成。

1主干层用于控制中心与各车站、车辆段综合基地局域网的互连，主干网由ISCS或通信专业构建；

2局域层用于控制中心、车站、车辆段综合基地、网络管理、培训管理、设备维护管理的局域网。

控制中心宜采用冗余的交换式100Mbps/1000Mbps以太网，车站、车辆段综合基地、网络管理、培训管理、设备维护管理系统宜采用冗余的交换式100Mbps以太网；

3现场层各子系统执行层面上的网络宜采用工业控制网络或现场总线。

14.1.15ISCS在控制中心宜设置大屏幕系统，大屏幕规模显示宜以信号系统、闭路电视系统为主，兼顾其他设备系统。

14.1.16系统优先级应满足下列要求：

1正常运营模式下系统控制的优先级顺序应为中心级调度员、车站级调度员、紧急控制盘（IBP盘）、现场级。

2异常运营模式下系统控制的优先级顺序应为现场级、IBP盘、车站级调度员、中心级调度员。

14.1.17车站级ISCS应配置对本车站进行应急管理的IBP盘。

IBP盘的设置应满足下列要求：

1IBP盘上应设置紧急控制按钮、状态指示灯等设备。

2IBP盘应设有开启/闭锁转换开关，防止误操作。

3IBP盘宜实现以下系统的基本控制功能：

（1）信号系统；

（2）环境与设备监控系统；

（3）火灾自动报警系统；

（4）变电所综合自动化系统；

（5）自动售检票系统；

（6）屏蔽门（安全门）系统；

（7）闭路电视控制系统。

14.1.18网络管理系统应具有网络管理、配置管理、网络监控、故障报告、事件记录、参数调整、创建、编辑和删除数据库等基本功能。

14.1.19设备维护管理系统应具有下列基本功能：

1设备维护管理系统用来保存控制中心级、车站级各类基础设备技术资料和维护历史记录，设备运行状态信息，统计设备运行时间和次数。

2分专业保存操作信息、报警信息、故障信息、设备状态信息、维修信息等的历史记录；采用自动或手动方式录入数据，生成检修工作票，建立各种档案报表。

可进行定时和随时打印。

14.1.20培训管理系统应具有下列基本功能：

1系统应具有操作人员、运行维护人员进行培训功能。

2模拟培训功能和运行状态的切换应方便，并保证系统的安全运行。

ⅢISCS软件系统

14.1.21服务器操作系统应采用不低于64位Unix或32位Windows操作系统；操作站应采用不低于64位Unix或Windows简体中文操作系统；前端处理器应采用嵌入式实时多任务操作系统或64位Unix或32位Windows操作系统。

14.1.22系统软件平台应采用成熟产品，并应能根据用户需求进行二次开发的软件平台。

系统软件平台应基于开放系统软件结构和实时数据技术，协调并提供每一功能模块的公用数据的访问。

14.1.23应用软件应支持独立进行组态、画面编辑、系统维护等操作。

Ⅳ电缆电线配置

14.1.24ISCS的信号线与电源线不应共用一条电缆，不应敷设在同一金属管路内。

14.1.25ISCS布线应考虑周围环境电磁干扰的影响。

14.1.26采用屏蔽布线系统时，应保持屏蔽层的连续性，满足系统接地的可靠性。

14.1.27ISCS的电缆屏蔽层采用一点接地。

14.1.28控制电缆宜采用低温无卤阻燃或低温无卤耐火型软电缆，其控制电缆截面积宜选用1.5mm2。

14.1.29模拟信号线宜采用低温无卤阻燃屏蔽电缆，屏蔽层单端接地，信号电缆截面积宜选用1.0mm2。

14.1.30通讯电缆宜采用光缆、同轴或双绞屏蔽电缆，屏蔽层单端接地。

Ⅴ系统供电与接地

14.1.31ISCS负荷等级应为一级负荷，ISCS在控制中心、车站、车辆段综合基地内由低压配电系统提供电源。

ISCS应设置不间断电源系统，后备时间1小时。

14.1.32系统接地应符合下列要求：

1ISCS应采用综合接地，接地电阻不大于1Ω；

2ISCS应在中心级、车站级、车辆段综合基地设置接地端子箱，并将专用接地干线接至综合接地弱电端子处，专用接地干线截面不小于25mm2的塑料绝缘铜芯电线（电缆）两根。

3所有ISCS现场机柜均应接地。

14.2环境与设备监控系统

Ⅰ一般规定

14.2.1环境与设备监控系统（BAS）针对线路特点和城市的气候环境条件、经济情况，设置不同水平的BAS，确保系统的实用性、经济性、可靠性和先进性。

14.2.2地下车站、区间隧道、控制中心应设置BAS，地面车站和高架车站、车辆综合基地应结合实际情况设置。

14.2.3系统应充分满足运营管理的需要，通过对设备的可监、可控、可调达到车站环境舒适、节约能源、降低运营成本、提高管理水平。

14.2.4BAS应遵循分散控制、集中管理、资源共享的基本原则。

Ⅱ系统设计原则

14.2.5BAS宜采用分布式计算机系统，由中心管理级、车站监控级、现场控制级及相关通信网络组成。

14.2.6在地下线路连续设置的车站少于4座时，可不设置中心管理级系统，仅设车站管理级工作站。

14.2.7BAS本着组网灵活、技术先进、便于扩展、运营可靠、管理方便、节约投资的原则进行设计。

14.2.8车站级BAS应采用模块化、标准化设计。

14.2.9BAS独立设置时，应与外系统设置可靠性通信接口；防排烟系统与通风系统合用的设备由BAS统一监控，火灾工况由FAS发布火灾模式指令，BAS优先执行相应控制程序。

14.2.10FAS、BAS集成时，集成平台应为车站级及以上平台。

14.2.11系统监控对象包括如下系统设备：

1通风空调系统。

2给排水系统。

3照明系统。

4乘客导向系统。

5自动扶梯、电梯系统。

6电保温系统。

7屏蔽门、防淹门等。

Ⅲ系统基本功能

14.2.12系统应具有中心和车站二级管理三级控制的功能；

14.2.13BAS控制命令应能分别从中心工作站、车站工作站和车站紧急控制盘（IBP盘）人工发布或由程序自动判定执行，并具有越级控制功能，以及所需的各种控制手段；

14.2.14BAS应具有以下基本功能：

1机电设备监控；

2执行防灾及阻塞模式；

3环境监控与节能运行管理；

4设备管理及维护。

14.2.15中心级功能应符合下列规定：

1显示管理：

宜采用彩色动态图形方式、趋势图方式、文本方式分级分画面显示全线机电设备的运行状态、故障状态和各种工况及环境状况；

2工艺模式管理：

可修改和添加BAS运行模式；

3节能管理：

中心级可预设多组运行模式，控制模式的定时切换；

4设备维护管理：

设备的日常保养管理和维修管理。

统计设备的累计运行时间和相关故障信息；

5数据查询管理：

设备的运行记录、故障记录、维修保养记录进行查询；

6报表及打印管理：

对故障、维护报表等的班报、日报、月报和年报存储或打印；

7时钟管理：

中心级BAS或ISCS与时钟系统进行对时，并将正确的时间统一下达至车站；

14.2.16车站级功能：

1车站级正常运行受控于中心级，系统网络故障时应具备离网独立工作能力；

2接收BAS或ISCS中心级的监控指令与运行模式指令，更改运行参数，调整运行工况；

3对车站管辖范围内设备进行点动或自动等控制，车站BAS具备选择中心级或车站级两种控制模式转换功能；

4监测车站环境质量，对参数采样点与调控点进行巡回检测，记录整理并将数据实时报送中心；

5当全线通信网络故障时，数据库暂存历史数据和监控信息，当全线通信网络贯通后，将暂存数据信息传送至中心。

短期归档信息可定期自动刷新；

6车站级监控机具有设备动态图形显示、故障报警、数据查询和报表打印等功能；

7车站级具有对各种模式进行切换的功能；

8接收本站FAS发送的报警指令，优先执行灾害模式，BAS向FAS返回指令的执行信号。

14.2.17执行防灾及阻塞模式应具有下列功能：

1接收FAS车站火灾信息，执行车站消防联动模式；

2接收区间阻塞信息，执行阻塞联动模式；

3监控车站导向系统和应急照明系统；

4监视各类水泵房危险水位。

Ⅳ系统构成

14.2.18中心级监控管理操作工作站与车站级监控管理操作工作站经全线信息传输信道联网，组成BAS。

14.2.19中心级系统信道应符合以下要求：

1传输距离不应小于线路全长；

2传输速率为≥100Mbps；

3传输信道纳入ISCS（或传输系统）通信信息传输总信道，不另行设置。

14.2.20中心级系统设备配置应具备可靠性、容错性、可维护性、可扩展性和工业级的控制产品；事故通风与排烟系统宜采取冗余措施。

配置设备应满足以下要求：

1应配置两台操作工作站，并列运行或其它冗余技术；

2宜配置一台维护工作站或与ISCS共用，监视全线BAS运行情况；

3可配置两台冗余工控机或服务器（与ISCS共用）；

4配置事件打印机与报表打印机；

5配置在线式不间断电源。

14.2.21车站级监控管理操作工作站与车站设置的检测元件、现场设备的监控单元等联网，组成BAS车站级系统。

车站级信息传输信道应满足以下要求：

1传输距离以车站管范围为限不应少于2.5km；

2传输速率为10Mbps；

3系统网络应简单、清晰；

4网络配置力求简单，接口开放，技术先进，性能可靠，扩展方便。

14.2.22车站级系统应按下列要求配备：

1配置工业控制级操作工作站；

2配置在线式不间断电源；

3配置事件打印机与报表打印机；

4配置车站紧急控制室IBP盘（或与ISCS共用），其操作权限高于车站级和中心级工作站，盘面应以火灾工况操作为主，操作程序应力求简便、直接。

5操作工作站不应兼有网关功能。

14.2.23现场设备、硬件应按下列要求配备：

1可选用分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）作为BAS控制设备；

2控制器宜采用可扩展、易维修的模块化结构并具有远程编程功能；

3输入输出（I/O）模块可具有带电插拔功能及必要的隔离措施；

4传感器的输出应选用标准电信号；

5系统应具有抑制变频器谐波及防噪声干扰的措施。

14.2.24车站设备集中处应配置现场控制箱。

14.2.25控制设备的设置应符合以下原则：

1环控电控室设置冗余的热备用的DCS或PLC；

2现场配置室内外环境及机组参数检测元件。

Ⅴ软件基本要求

14.2.26软件系统应与硬件系统配置相适应，应在成熟、可靠、开放的监控系统软件平台的基础上，按地铁功能需求开发应用软件。

14.2.27软件系统应采用模块化结构，应具有良好的开放性和扩展性。

14.2.28应用软件应按中心级、车站级、现场控制级三层次编制。

14.2.29软件体系应具备完整的系统维护和诊断功能及良好的人机界面。

Ⅵ系统网络结构与功能

14.2.30网络结构应符合下列规定：

1中心级与车站级之间的传输网络应由ISCS（或通信）系统提供；

2满足中心级和车站级监控的功能需要；

3实现"集中管理，分散控制"；

4系统应具有良好的可靠性、开放性和可扩展性。

14.2.31系统网络结构应采用分层分布式网络结构。

其系统网络由ISCS（通信）传输网、中心级和车站级监控网（局域网）及现场总线组成。

14.2.32中心级网络应具有下列功能：

1中心级监控网通过ISCS（或通信）传输网与车站级监控网相连。

车站工作站及中心工作站的退出，均不应造成网络通信中断；

2ISCS（或通信）传输网为BAS数据传输提供的通信速率宜不低于10Mbps。

14.2.33车站级网络应具有下列功能：

1车站级局域网连接控制器、操作站和通信设备，必须保证数据传输实时可靠，并应具备开放性和采用标准通信协议；

2车站级局域网应具有抗电磁干扰能力。

14.2.34系统主控制器与远程控制器或远程I/O模块通过现场总线连接，现场总线应具有以下功能：

1实现系统的分散控制；

2可连接智能化仪表；

3连接远程I/O和控制器；

4适应地铁现场环境及具有抗电磁干扰能力。

14.2.35系统网络的技术指标应满足下列要求：

1冗余热备设备的切换时间0s；

2画面刷新时间：

不大于2s；

3系统平均无故障时间大于10000h；

4系统平均修复时间不大于0.5h。

Ⅶ电缆电线配置

14.2.36系统布线应考虑周围环境电磁干扰的影响。

14.2.37系统的信号线与电源线不应共用一条电缆，也不应敷设在同一根金属套管内。

14.2.38采用屏蔽布线系统时，应保持系统中屏蔽层的连续性，以满足系统接地的可靠性。

14.2.39控制电缆宜采用低温无卤阻燃或低温无卤耐火型软电缆。

14.2.40模拟信号线宜采用低温无卤阻燃屏蔽电缆，屏蔽层单端接地。

14.2.41通讯电缆宜采用光缆、同轴或双绞屏蔽电缆，屏蔽层单端接地。

14.2.42控制电缆截面积宜选用1.5mm2。

14.2.43信号电缆截面积宜选用1.0mm2。

Ⅷ系统供电与接地

14.2.44BAS负荷等级应为一级负荷，其控制中心、车站、车辆综合基地内的设备由低压配电系统提供电源，并宜采用不间断电源系统，后备时间1小时。

14.2.45系统接地应满足下列要求：

1采用综合接地，接地电阻不大于1Ω；

2中心、车站、车辆段综合基地设置或共用接地端子箱，采用专用接地干线接至综合接地弱电端子，专用接地干线应选用截面不小于25mm2的塑料绝缘铜芯电线（电缆）两根。

14.3火灾自动报警系统

Ⅰ一般规定

14.3.1城市轨道交通应设置火灾自动报警系统（FAS），其内容应包括火灾的自动报警、手动报警、电话通信报警和网络信息报警及防救灾设备的联动控制。

14.3.2FAS的设计应针对北京市轨道交通工程的特点和环境条件，遵循国家有关政策和消防管理部门的有关法规，并得到北京消防部门的认可，做到安全可靠、方便适用、技术先进、经济合理。

14.3.3FAS的设计按照一条线路全线同一时间内发生一次火灾的能力考虑。

系统应具备早期发现、及时报警和迅速投入救助的功能。

换乘站按同一时间内发生一次火灾考虑。

14.3.4地铁车站、区间隧道、控制中心、车辆综合基地、主变电所应设FAS。

14.3.5城市轨道交通FAS保护对象的保护等级应符合下列规定：

1地下车站和区间隧道，保护等级为一级。

2设有集中空调系统或每层封闭的建筑面积超过2000m2，但不超过3000m2的地面车站、地上高架车站，保护等级为二级。

3控制中心、车辆综合基地的保护等级应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116—98的规定。

14.3.6FAS监控范围为车站及两端区间隧道消防联动设备。

ⅡFAS基本功能

14.3.7FAS由设置在控制中心的中心监控管理级、设置在车站、车辆段综合基地的车站监控管理级、现场控制级以及相关网络和通信接口等组成。

14.3.8FAS设备应包括火灾报警装置、消防控制设备及其他具有辅助功能的装置。

14.3.9中心级是全线FAS的调度中心，对全线报警信息及消防设施有监视、控制及管理权，对车站级的防救灾工作有指挥权，并应具备下列功能：

1与各车站、车辆段综合基地等FAS进行通讯联络；

2编制、下达全线FAS运行模式。

火灾时确定全线FAS的运行模式，监视运行工况；

3接收各车站级报送的火灾信息和防救灾设备的运行状态，并记录存档，按信息类别管理历史资料档案及全线消防设施日常监控管理；

4对区间消防设备发布消防联动模式命令；

5对火灾点涉及的车站发布救灾运行模式控制指令；

6接收列车无线电话报警；

7应对本系统网络和设备的状态监视和报警；

8接收市防洪指挥部门、地震检测中心、消防局l19火警通信的自然灾害预报信息，并实施防救灾的对外界联络。

14.3.10FAS的车站级和现场级由火灾探测器、火灾报警控制器、监控管理工作站、打印机等组成，车站监控管理级应具备下列功能：

1与FAS中心级以及本车站其它设备监控系统间进行通信；

2接收FAS中心级控制指令或独立组织、管理、指挥防救灾工作；

3自动监视车站火灾灾情和消防救灾设施的工作状态；

4向本站ISCS或BAS发布报警信息指令，BAS或FAS控制防救灾设备进入救灾消防模式运行；

5FAS在车站控制室应能控制专用消防设备的启、停，显示运行状态；

6按防火分区与配电形式关停非消防设备，切断非消防电源；

7接收气体自动灭火区域火警信息和放气信号；

8控制公用广播切换为救灾疏散播音，切换闭路电视系统为消防使用；

9向乘客信息系统发布火灾报警信号等。

14.3.11车辆段综合基地FAS由火灾探测器、火灾报警控制器等设备组成，并应具备下列功能：

1与FAS中心级进行通信；

2监视火灾灾情，并报送FAS中心级；

3控制消防设备启停；

4切断相关区域的非消防电源。

14.3.12地铁全线火灾报警与联动控制的信息传输网络可利用地铁公共通信网络，不宜独立配置；但FAS现场级网络应独立配置。

Ⅲ防灾通信

14.3.13公用通信的程控电话应具有火警时能自动转换到市话网的“119”的功能。

同时应配备在发生灾害时供救援人员进行地上、地下联络的无线通信设施。

14.3.14控制中心应设置防灾无线控制台，列车司机室应设置防灾无线通话台，车站控制室、站长室、保安室及车辆段综合基地值班室应设置无线通信设备。

14.3.15控制中心应设置防灾广播控制台（可共用），车站控制室，车辆段综合基地值班室应设置广播控制台（可共用）。

14.3.16控制中心和车站控制室应设置监视器和控制键盘，供防灾调度员监视。

14.3.17应设消防专用调度电话，防灾调度电话系统应在控制中心设调度电话总机，在车站及车辆段综合基地设分机。

14.3.18车站应设消防对讲电话。

14.3.19通信系统的设计，应具备火灾时能迅速转换为防灾通信的功能。

Ⅳ消防联动控制

14.3.20对消防水系统的控制应满足下列要求：

1控制消防泵的启、停；

2消火栓处应设消火栓报警按钮，向消防控制室发送要求启动消防泵的信号；

3操作工作站应能显示消防泵的工作、手/自动开关位置和故障状态、消火栓按钮工作位置。

14.3.21车站级FAS应控制消防给水干管电动阀门的开关，并显示其工作状态。

14.3.22FAS对气体自动灭火系统的监控应符合下列规定：

1气体自动灭火系统的控制和显示，宜配置专用独立监控设备，并应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116—98的规定；

2车站FAS应显示保护区的报警、放气、风机和风阀状态、手/自动放气开关所处位置。

14.3.23FAS对排烟系统与正常排风系统合用设备的控制应符合下列规定:

1由FAS确认火灾，发布预定义的消防联动模式指令；

2由ISCS或BAS接收指令执行联动控制；

3ISCS或BAS接受火灾控制指令后，应优先进行模式转换，并反馈指令执行信号；

4运行模式状态应在操作工作站上显示。

14.3.24根据火灾涉及区域，按供电配电范围，消防控制设备应在配电室或变电所切断相关区域非消防电源，接通应急照明灯和疏散标志灯电源，监视工作状态。

14.3.25自动水喷淋系统、专用排烟系统、挡烟垂壁、防火卷帘等其他消防设备的联动控制和显示应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116—98的规定。

14.3.26车站FAS对消防泵和专用排烟风机除设自动控制外，还应设手动控制。

14.3.27车站FAS在紧急控制盘（IBP盘）上应设有消防泵、专用排烟风机、喷淋泵开启控制装置，并显示工作状态。

Ⅴ系统构成

14.3.28中心级的监控管理工作站经通信网络与车站级监控管理工作站联网，组成全线FAS。

14.3.29当设有ISCS时，FAS的中心级监控管理工作站、车站级监控管理工作站宜由ISCS设置；当独立设置FAS时，宜由FAS自行设置。

14.3.30中心级系统信道应符合以下要求：

1传输距离：

线路全长；

2传输速率：

通用速率；

3全线系统设主备双环信道（由通信专业构建），自动切换；

4接口：

RS232、RS485、RS422，并提供开放的、标准的通讯协议；

5传输方式：

半双工、异步传输；

6系统应具有较强的抗干扰能力；

7火灾自动报警设备响应时间要满足系统下传和上传时间均不大于2s；

14.3.31中心级应配置互为热备份的中心监控管理工作站及其相关软件、显示终端、全线FAS直通电话总机、列车无线电话分机、119火警电话、打印机、UPS电源、全线防灾闭路电视监视终端及相关配套设备等。

14.3.32车站级火灾自动报警控制器，与车站管辖范围内火灾自动报警探测器、手动报警按钮、防救灾设备、现场各种监控模块等联网，组成车站级火灾报警系统。

14.3.33车站级信道应符合以下要求：

1传输距离：

以车站管辖范围为限，不少于2.5km，宜为环形总线网；

2传输速率：

不小于1200bps；

3接口：

RS232、RS485、RS422，并提供开放的、标准的通讯协议。

网络配置力求简单，接口开放，技术先进，性能可靠，扩展方便。

4传输方式：

半双工、异步传输；

5系统应具有较强的抗干扰能力。

14.3.34车站级配置主要设备应包括车站级FAS设置监控管理工作站及其相关软件、火灾报警系统控制器、消防电话主机、打印机和相关配套设