【摘 要】市域铁路新的线路特点和多样化的车站型式对火灾自动报警系统（FAS）设计提出了新的要求。本文通过对市域铁路FAS设计特点的分析，提出了市域铁路FAS组网和控制的设计方案，该方案能够满足市域铁路运营及安全需求，有较高的适应性和经济性。
【关键词】市域铁路；火灾自动报警系统（FAS）
1引言
市域铁路系统是联系城市边缘以及边缘组团的轨道交通系统【1】，运营时速在80～160之间，站间距较小，这种线路一般都直接进入市区，是介于城市轨道交通（地铁、轻轨）和城际高速铁路之间的新型运输模式。
市域铁路既有城区地下线路，也有郊区高架及地面线路，车站形式也分为地下车站、地面车站及高架车站，其火灾自动报警系统（FAS）设计是参考地铁采用集中组网系统还是参考城际铁路分散站点系统需结合市域铁路线路、车站特点及投资经济性综合分析。
2市域铁路FAS设计特点分析
市域铁路线路大多穿越城区和郊区，在城区多为地下线路，车站形式多为地下车站，在郊区多为高架或地面线路，车站形式多为高架或地面站，是介于城际铁路和地铁之间的一种城市轨道交通线路；其FAS设计与常规地铁和城际铁路比较主要有以下特点：
（一）规范适用
由于市域铁路是一种新型的铁路，现没有专门对应的国家标准和设计规范，其适用规范和标准的选择是市域铁路FAS设计的一大难点。
在城区的地下区段和地下车站部分可参考《地铁设计规范》设计，而在郊区的高架线路和高架车站部分可参考《建筑设计防火规范》进行设计；在二者出现矛盾的部分可按要求较高者执行。
（二）系统构成。
地铁FAS由设置在控制中心的中央级监控管理系统、车站和车辆基地的车站级监控管理系统、现场级监控设备及相关通信网络等组成【2】；而城际铁路FAS按各车站分散设置，不组成全线统一网络，这和城际铁路线路较长，穿越不同城市，地方消防管理部门不同相关。
市域铁路线路长短不一，其FAS设计应根据线路长度、车站数量及地方消防行政管理划分来确定组网方案。大多数市域铁路不会超出一个城市的范围，其FAS宜参考地铁设计组成全线统一网络，方便运营和管理。
（三）消防联动。
地铁车站大多为地下车站，车站内需消防联动的设备较多，且有排烟风机、隧道风机等双工况（正常工况/火灾工况）设备，其FAS与环境与设备监控系统（BAS）之间设置通信接口；火灾工况由FAS发布火灾模式指令，环境与设备监控系统优先执行相应的控制程序【2】。而市域铁路多数为高架车站，车站内需消防联动的设备少，无隧道风机等双工况设备，其FAS的消防联动可无需设置与BAS之间的通信接口，消防设备直接由FAS联动，系统可靠性更高。
（四）外部接口
地铁大多设置有综合监控系统（ISCS），其FAS纳入ISCS管理，除需消防联动的消防设备外，FAS与通信、信号等系统的外部接口较少；而市域铁路为满足投资控制的要求，大多不设置ISCS，火灾自动报警需自成系统，在各车站需参考城际铁路车站一样设置FAS监控工作站，监控管理本站的火灾情况。这就使得FAS需设置与通信、信号等专业间接口，接口关系较为复杂。
3市域铁路FAS组网方案
由于市域铁路在城区一般采用地下线路形式，当地下区间隧道发生火灾时，需两端车站均参与火灾救援，并将火灾信息上传至运营控制中心来协调火灾救援。所以FAS需组成全线统一网络来完成各车站相互间的消防联动和火灾救援的配合工作。参考地铁设计，FAS组网主要有一下三种方案：
（一）方案一：采用通信系统提供的逻辑上独立的专用通信通道
FAS采用通信系统提供的冗余以太网通道进行数据传输，通信系统在控制中心、车辆段、各车站为FAS提供冗余的以太网接口，FAS中央级主机及车站级控制器通过以太网接口与通信传输系统连接，组建全线FAS网络，如下图3-1所示：
图3-1 FAS组网方案一
（二）方案二：采用通信系统提供的光纤组建光纤以太单环网
FAS通过通信系统提供的光纤组建全线光纤以太单环网。通信系统为FAS提供独立光纤传输介质，接口采用光口的方式。每个车站设一台光纤交换机作为一个网络节点，通过通信专业提供的光纤，以沿线跳接方式，构成一个环形以太网络，如下图3-2所示：
图3-2 FAS组网方案二
（三）方案三：采用通信系统提供的光纤组建光纤令牌环网
FAS通过通信系统提供的光纤组建全线光纤令牌环网。通信系统为FAS提供独立光纤传输介质，接口采用光口的方式。每台火灾报警控制器均作为一个网络节点，通过通信专业提供的光纤，以沿线跳接方式，构成一个对等式环形网络。火灾报警控制器本身直接支持通过光纤组成火灾报警专用网络，在组网时不必过多配置其他的硬件设备，具备高可靠性，如图3-3所示：
图3-3 FAS组网方案三
三种FAS组网方案的经济技术比较详见下表：
表3-1 FAS组网方案对比表
项目方案一方案二方案三
系统可靠性较高高高
系统独立性中高高
系统复杂程度中中低
扩展难度低低高
工程投资中中低
对消防规范的适应性需征得消防部门同意适应适应
从上表中可以看出，方案一FAS组网利用通信专业的冗余通道虽能节省通信光纤的投资，但组成的FAS网络独立性不强，容易受到其他共用通信通道系统的干扰；而方案三仅依靠火灾自动报警控制器组建的光纤令牌环网扩展性不强，在系统接口较少时比较适用，但市域铁路FAS与其他系统接口较多，采用这种单一的令牌环网无法满足工程实际需求；方案二组建的光纤以太单环网既能满足FAS传输通道独立性的要求，在各站点设置光纤交换机组网又能有很好的灵活性和扩展性，能够很好适应市域铁路FAS设计的要求。
4 市域铁路FAS控制模式
市域铁路既有高架站、地面站，也有地下站、地下区间，其FAS控制模式应针对不同车站形式的消防联动要求设置。对于地上站、地面站按照经济、实用原则设置：消防设备全部由FAS直接监控， FAS、BAS车站级配置可适当从简，无需冗余配置。而地下站和地下区间FAS需参照地铁规范设计，BAS作为FAS的联动控制子系统，由FAS发出指令，BAS启动相关的救灾模式，BAS监控设备及网络按冗余原则配置，以保证监控系统的可靠性。
市域铁路FAS控制模式如下：
（一） 火灾报警确认
火灾报警的确认有自动确认和人工确认两种方式。
（1）自动确认
在同一个探测区域，如果有两个感烟探测器同时报警（含气体灭火控制盘发出确认报警信号）或有一个感烟探测器或感温探测器报警，同时有一个手动报警按钮报警，则为自动确认报警，FAS自动发出火灾模式指令，启动消防联动模式。
（2）人工确认
当只有一个探测器或手动报警按钮报警时，系统只向消防控制室发出火灾预警信号，需要人工对火灾预警信号进行确认。在人工确认为火灾时，由人工选择相应的火灾模式，并向联动系统发出火灾模式指令。
（二） 系统协调
火灾情况下，各系统之间协调由FAS实现。
（三） 联动控制
地下车站联动控制输出由BAS和FAS联合执行；地上车站及建筑联动控制由FAS执行。但地下车站联动FAS、BAS有区分：所有专用消防设备的火灾联动控制由FAS直接联动，其余火灾情况下需启动的机电设备由BAS联动。车站的消防广播、门禁系统、自动售检票系统等的联动控制均由FAS完成。
（1）高架及地面车站内火灾时的消防联动控制
1）自动控制
车站FAS检测到火灾信号并自动确认后，由车站FAS上传火灾信息至中央级FAS，并自动下达火灾模式控制指令给消防联动设备，消防联动设备执行火灾模式后，将火灾模式指令执行信息反馈给FAS。
2）控制中心手动模式控制（半自动）
控制中心FAS接收到高架或地面车站火灾信号并确认后，实时监视报警车站消防联动状态，在必要的情况下，可以给相邻车站FAS下达火灾辅助救援指令。
3）车站手动模式控制（半自动）
车站FAS检测到火灾信号并经人工确认后，车站级FAS操作员工作站自动弹出相应窗口，值班员根据接收到的火灾模式信息，下达火灾控制指令给消防联动设备，消防设备执行后将执行信息反馈给FAS。
4）车站综合后备盘手动模式控制（手动）
车站FAS检测到火灾信号并经人工确认后，车站值班员可通过综合后备盘手动按钮直接控制消防水泵、排烟风机等消防设备。
5）就地点动控制
如果上述自动、手动方式均无法启动相关的火灾模式时，可由人工在消防设备控制柜上直接操作，单台启停控制相应设备。
（2）地下车站及地下区间内火灾时的消防联动控制
1）自动控制
车站火灾时，由车站FAS上传火灾信息至中央级FAS，并下达火灾模式控制指令给BAS，BAS自动进入火灾模式控制程序，并将指令执行信息反馈给车站FAS。
2）控制中心手动模式控制（半自动）
隧道火灾时，由控制中心根据区间火灾具体情况，通过中央级BAS人工给相应车站级BAS发送区间火灾模式指令，由车站BAS执行控制指令，并将火灾模式指令执行信息反馈给控制中心和车站FAS。
3）车站手动模式控制（半自动）
车站或区间火灾时，车站级FAS操作员工作站自动弹出相应窗口，值班员根据接收到的火灾模式信息，下达火灾模式控制指令给BAS，BAS自动进入火灾模式控制程序，并将指令执行信息反馈给FAS。
4）车站综合后备盘手动模式控制（半自动）
由控制中心授权，车站值班员可通过综合后备盘手动按钮，下达火灾模式控制指令给BAS，BAS自动进入模式控制程序，并将指令执行信息反馈给综合后备盘。
5）就地点动控制
如果上述自动、手动方式均无法启动相关的火灾模式时，可由人工在环控电控柜、消防设备控制柜上直接操作，单台启停控制相应救灾设备。
地下车站及区间火灾报警系统联动框图见下图3-4：
图3-4 地下车站及区间火灾报警系统联动框图
5 结论
本文通过对市域铁路火灾自动报警系统特点的分析，提出了市域铁路火灾自动报警系统的组网和控制设计方案。该方案能够满足各相关规范和国家标准的要求，具有很好的适应性和经济性。
参考文献：
[1]沈海剑.《市域铁路车站设计研究》[J].北京：铁道标准设计，2012（4）.
[2]《地铁设计规范》GB50157-2013，北京：中国建筑工业出版社，2014.
[3]《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013，北京：中国计划出版社，2014.
[4]《建筑设计防火规范》GB50016-2014，北京：中国计划出版社，2015.
[5]《铁路工程设计防火规范》TB10063-2007，北京：中国铁道出版社，2008.