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[摘 要]以广州地铁六号线黄陂站消防水泵系统作为研究对象，针对现有消防水泵报警信息不够直观的难题，提出一个引入声光报警强提醒装置的优化方案，实现车站控制室综合后备盘设备运行超时报警及一键复位功能。同时，通过软件实现泵组超时故障自动巡查功能，提醒现场车站人员、OCC调度人员予以关注并及时安排处理，对后续地铁新线建设过程中同类设备的设计要求、功能需求以及验收等具有一定的指导意义。
[关键词]火灾自动报警系统;消防水泵;IBP盘;超时监测
[中图分类号]TU89 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（21）04–0–02
Optimization Scheme of the Automatic Monitoring Device for the Overtime
Operation of the Fire Pump Set of Guangzhou Metro Line 6
Chen Xiao-song
[Abstract]This article takes the fire water pump system of Huangpi Station on Guangzhou Metro Line 6 as the research object. Aiming at the problem that the alarm information of the existing fire water pump is not intuitive， it proposes an optimized scheme that introduces the sound and light alarm strong reminder device to realize the comprehensive backup panel of the station control room （Hereinafter referred to as IBP disk） The equipment runs overtime alarm and one-key reset function. At the same time， the automatic inspection function of the pump unit overtime fault is realized through the software， reminding the on-site station personnel and OCC dispatchers to pay attention and arrange the treatment in time， and have certain requirements for the design requirements， functional requirements and acceptance of similar equipment in the subsequent construction of the new subway line. Guiding significance.
[Keywords]automatic fire alarm system; fire water pump; IBP panel; overtime monitoring
近年来，地铁以其便捷安全的特性成为越来越多居民出行的首选。然而，地铁车站作为大量人员聚集场所，由于其相对封闭，人员密集等特性，一旦发生火灾，后果严重，造成较大的人员生命财产损失，对社会安定将产生较大的负面影响[1]。消防水泵是火灾发生时向消防水管网系统补充消防水的设备，是地铁火灾灭火救援的重要设备。作为消防管网末端增压稳压的主要设备，稳定可靠是消防水泵性能的首要指标，也是整个消防给水灭火系统的基础[2]。因此，地铁车站对消防水泵设备实现了实时监控及应急启停功能，确保火灾工况时消防给水设备能正常使用。
1 设备状态及问题分析
1.1 现场设备状态及特点
六号线消防水泵（含稳压泵）接入FAS系统，由站级FAS系统对消防水泵和稳压泵运行、故障状态进行监视，并在FAS主机、工作站进行报警提醒;同时，监测信号也发送至综合后备盘（简称IBP盘），实现IBP盘对消防水泵运行、故障状态监视及水泵强制启停功能;此外，消防水泵狀态信息通过综合监控接口实现OCC中央级监视功能。
1.2 问题分析及整改必要性
2019年11月，六号线如意坊站、黄陂站先后出现消防水泵、稳压泵因长时间运行，现场管网泄压不及时，导致消防水管爆裂的情况。此外，水管爆裂后溢出的消防水快速侵入区间/车站，造成更大的设备安全影响。
目前，消防水泵控制箱通过硬线将消防水泵及稳压泵的运行、故障状态分别发送至站级FAS监视模块以及IBP盘，但由于现有的FAS系统未具备泵组超时运行的逻辑检测功能。同时，FAS主机每天的正常声音提醒事务较多（如气体灭火保护房间手/自动切换、FAS检修和消防检测作业），且主机报警提醒音单一，很容易忽略对泵组超时运行情况。因此，亟需寻找一种新的报警提醒方式，可快速、便捷、安全地对设备运行状态进行监视并报警，提醒车站人员迅速采取措施，消除设备安全隐患。
2 技术方案及可行性分析
根据消防水泵的设备特点，结合黄陂站FAS系统现场情况，采用基于单片机编程模块，利用光电耦合器I/O接口模块接入设备信号，通过C语言进行汇编，实现水泵运行超时及水泵频繁起泵逻辑判断（以上超时时间可根据各站实际情况进行差异化调整），通过通信接口和硬件接口，将报警信号输出至IBP盘带灯按钮，同时将报警文本信息通过通讯接口输出至语音播放装置，实现IBP盘声光报警功能。结合IBP盘带灯按钮的闭合信号输入到单片机I/O接口模块，实现IBP盘报警一键复位功能。 此外，通过软件改造，自主软件编程开发消防泵组超时运行自动检测软件，该软件借用综合监控网络，采用MODBUS TCP/IP协议每秒钟自动并行轮询全线各站FAS系统，采集各站FAS系统消防水泵、稳压泵运行、故障状态。
3 优化方案
3.1 站级设备优化（图1）
任意点的水泵动作都能实时采样、实时读取I/O接口的方向向量单元。该方向控制向量寄存器可以从该寄存器内读出方向控制向量，该方向控制向量读取后经过单片机的内部软件和自主编程的程序内部处理后按相应的要求（确认是否需要补充软件运行逻辑），写入方向控制向量寄存器输出到单片机的I/O接口一个低
电平，从而拉低光电耦合器输入端的发光二极管负极电位，使得光电耦合器发光二极管发光，耦合输出端导通后开关三极管基极得电，集电极、发射极导通继电器24 V电源线圈，接通继电器动作输出，从而控制语音播放模块得电，控制输出预制好的音频文件——“水泵长时间运行”，同时IBP盘相应的复位按钮LED灯亮，提醒车站控制室工作人员安排检查设备。车站人员确认信息后可以按复位按钮进行复位消音。
3.2 调度端辅助监测
项目使用易语言开发平台，自主编程开发消防泵组超时运行自动检测软件，该软件借用综合监控网络，采用MODBUS TCP/IP协议每秒钟自动并行轮询全线各站FAS系统，采集各站FAS系统消防水泵、稳压泵运行、故障状态。通过编程软件逻辑运算，实现消防泵组超时运行报警，并进行弹框、声音强提醒。软件完成开发和测试后，将安装到调度工作站，实时进行设备监控。
通过在调度界面上线测试使用，能快速找出链路通讯异常的站点（通过不同图层显示链路异常），帮助调度及时通知维修人员到现场检查设备并修复。软件可以实现水泵运行超时后语音报警，区分于综合监控本身的报警声音，方便调度快速知悉超时报警水泵编号，尽快通知维修人员现场检查设备。
4 方案实施和推广情况及改造效果
4.1 方案实施
2019年在广州地铁六号线黄陂站进行实例实施。采用IBP盘1#消防水泵、2#消防水泵、1#稳压泵、2#稳压泵运行信号指示灯高电平信号作为本装置4路接入信号，采用IBP盘消防水泵运行信号指示灯共同电源作为本装置24 V供电输入，实现对车站1#消防水泵、2#消防水泵、1#稳压泵、2#稳压泵运行的状态监控。长按消防水泵试灯按钮，模拟接收消防水泵1～2的启动信号和稳压泵1～2的启动信号4路信号，保持2 min（可调），触发“水泵长时间运行”语音播放，同时新增的复位按钮LED灯亮，实现水泵超时声光报警功能，如图2所示。
4.2 改造效果实例分析
2019年在广州地铁六号线黄陂站进行实例实施，黄陂站车站控制室IBP盘沿用六号线IBP盘监控策略，对车站1#消防水泵、2#消防水泵、1#稳压泵、2#穩压泵运行、故障进行状态监控，缺少泵组超时运行状态的监视功能。经过改造后，有效解决了消防水泵泵组超时运行的痛点盲点，提升了车站人员故障应急处理效率，消除了设备安全隐患。
（1）在黄陂站IBP盘柜内增加本装置，因本装置采用导轨安装，故直接将本装置安装到柜内预留导轨。
（2）新增带灯复位按钮，安装于IBP盘消防水泵区域内预留位置。
（3）线路优化改造。
（4）功能测试：长按消防水泵试灯按钮，模拟接收消防水泵1～2的启动信号和稳压泵1～2的启动信号4路信号，保持2 min（可调），触发“水泵长时间运行”语音播放，同时新增的复位按钮LED灯亮，此时可以按复位按钮进行复位消音。
（5）后续维保措施：结合主控IBP盘季检进行维保，主要验证该装置报警功能及复位按钮功能。
（6）改造效果：通过本装置逻辑计算，可以实现超时运行检测功能，并通过语音播报的方式通知现场值班员，这种语音播报形式相对其他报警方式，具有超高辨识度，可快速、便捷、安全地对设备运行状态进行监视并报警，提醒车站人员迅速采取措施，消除设备安全隐患。经现场实测，故障响应时间能从原来的3 min压缩到10 s以内，极大提升了故障响应效率。
4.3 推广情况
本方案已于2020年4月在广州跌六号线、十三号线全线推广，试用12个月后完成两线设备功能复测及项目验收。试用期设备在用情况良好，未出现因消防水泵运行异常导致的设备故障。
5 结束语
六号线消防水泵监管不到位的情况一直困扰着运营人员，本文从六号线FAS系统原理出发，提出一种声光报警强提醒装置优化方案，实现车站控制室综合后备盘设备运行超时报警及一键复位功能，具备操作快速、使用便捷、安全系数高等特点。同时，通过调度端的软件改造，对消防泵组进行实时监测，通过预防的手段辅助开展设备监管。本项目不但妥善解决了现场运营痛点，更对后续地铁新线建设过程中同类探测器的设计要求、功能需求以及验收等具有一定的指导意义。
参考文献
[1] 叶海斌.海洋公园站消防系统综合设计[D].成都：西南交通大学，2012.
[2] 翟娟.消防水泵的远程监控与管理系统[D].南京：南京师范大学，2015.
[关键词]火灾自动报警系统;消防水泵;IBP盘;超时监测
[中图分类号]TU89 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（21）04–0–02
Optimization Scheme of the Automatic Monitoring Device for the Overtime
Operation of the Fire Pump Set of Guangzhou Metro Line 6
Chen Xiao-song
[Abstract]This article takes the fire water pump system of Huangpi Station on Guangzhou Metro Line 6 as the research object. Aiming at the problem that the alarm information of the existing fire water pump is not intuitive， it proposes an optimized scheme that introduces the sound and light alarm strong reminder device to realize the comprehensive backup panel of the station control room （Hereinafter referred to as IBP disk） The equipment runs overtime alarm and one-key reset function. At the same time， the automatic inspection function of the pump unit overtime fault is realized through the software， reminding the on-site station personnel and OCC dispatchers to pay attention and arrange the treatment in time， and have certain requirements for the design requirements， functional requirements and acceptance of similar equipment in the subsequent construction of the new subway line. Guiding significance.
[Keywords]automatic fire alarm system; fire water pump; IBP panel; overtime monitoring
近年来，地铁以其便捷安全的特性成为越来越多居民出行的首选。然而，地铁车站作为大量人员聚集场所，由于其相对封闭，人员密集等特性，一旦发生火灾，后果严重，造成较大的人员生命财产损失，对社会安定将产生较大的负面影响[1]。消防水泵是火灾发生时向消防水管网系统补充消防水的设备，是地铁火灾灭火救援的重要设备。作为消防管网末端增压稳压的主要设备，稳定可靠是消防水泵性能的首要指标，也是整个消防给水灭火系统的基础[2]。因此，地铁车站对消防水泵设备实现了实时监控及应急启停功能，确保火灾工况时消防给水设备能正常使用。
1 设备状态及问题分析
1.1 现场设备状态及特点
六号线消防水泵（含稳压泵）接入FAS系统，由站级FAS系统对消防水泵和稳压泵运行、故障状态进行监视，并在FAS主机、工作站进行报警提醒;同时，监测信号也发送至综合后备盘（简称IBP盘），实现IBP盘对消防水泵运行、故障状态监视及水泵强制启停功能;此外，消防水泵狀态信息通过综合监控接口实现OCC中央级监视功能。
1.2 问题分析及整改必要性
2019年11月，六号线如意坊站、黄陂站先后出现消防水泵、稳压泵因长时间运行，现场管网泄压不及时，导致消防水管爆裂的情况。此外，水管爆裂后溢出的消防水快速侵入区间/车站，造成更大的设备安全影响。
目前，消防水泵控制箱通过硬线将消防水泵及稳压泵的运行、故障状态分别发送至站级FAS监视模块以及IBP盘，但由于现有的FAS系统未具备泵组超时运行的逻辑检测功能。同时，FAS主机每天的正常声音提醒事务较多（如气体灭火保护房间手/自动切换、FAS检修和消防检测作业），且主机报警提醒音单一，很容易忽略对泵组超时运行情况。因此，亟需寻找一种新的报警提醒方式，可快速、便捷、安全地对设备运行状态进行监视并报警，提醒车站人员迅速采取措施，消除设备安全隐患。
2 技术方案及可行性分析
根据消防水泵的设备特点，结合黄陂站FAS系统现场情况，采用基于单片机编程模块，利用光电耦合器I/O接口模块接入设备信号，通过C语言进行汇编，实现水泵运行超时及水泵频繁起泵逻辑判断（以上超时时间可根据各站实际情况进行差异化调整），通过通信接口和硬件接口，将报警信号输出至IBP盘带灯按钮，同时将报警文本信息通过通讯接口输出至语音播放装置，实现IBP盘声光报警功能。结合IBP盘带灯按钮的闭合信号输入到单片机I/O接口模块，实现IBP盘报警一键复位功能。 此外，通过软件改造，自主软件编程开发消防泵组超时运行自动检测软件，该软件借用综合监控网络，采用MODBUS TCP/IP协议每秒钟自动并行轮询全线各站FAS系统，采集各站FAS系统消防水泵、稳压泵运行、故障状态。
3 优化方案
3.1 站级设备优化（图1）
任意点的水泵动作都能实时采样、实时读取I/O接口的方向向量单元。该方向控制向量寄存器可以从该寄存器内读出方向控制向量，该方向控制向量读取后经过单片机的内部软件和自主编程的程序内部处理后按相应的要求（确认是否需要补充软件运行逻辑），写入方向控制向量寄存器输出到单片机的I/O接口一个低
电平，从而拉低光电耦合器输入端的发光二极管负极电位，使得光电耦合器发光二极管发光，耦合输出端导通后开关三极管基极得电，集电极、发射极导通继电器24 V电源线圈，接通继电器动作输出，从而控制语音播放模块得电，控制输出预制好的音频文件——“水泵长时间运行”，同时IBP盘相应的复位按钮LED灯亮，提醒车站控制室工作人员安排检查设备。车站人员确认信息后可以按复位按钮进行复位消音。
3.2 调度端辅助监测
项目使用易语言开发平台，自主编程开发消防泵组超时运行自动检测软件，该软件借用综合监控网络，采用MODBUS TCP/IP协议每秒钟自动并行轮询全线各站FAS系统，采集各站FAS系统消防水泵、稳压泵运行、故障状态。通过编程软件逻辑运算，实现消防泵组超时运行报警，并进行弹框、声音强提醒。软件完成开发和测试后，将安装到调度工作站，实时进行设备监控。
通过在调度界面上线测试使用，能快速找出链路通讯异常的站点（通过不同图层显示链路异常），帮助调度及时通知维修人员到现场检查设备并修复。软件可以实现水泵运行超时后语音报警，区分于综合监控本身的报警声音，方便调度快速知悉超时报警水泵编号，尽快通知维修人员现场检查设备。
4 方案实施和推广情况及改造效果
4.1 方案实施
2019年在广州地铁六号线黄陂站进行实例实施。采用IBP盘1#消防水泵、2#消防水泵、1#稳压泵、2#稳压泵运行信号指示灯高电平信号作为本装置4路接入信号，采用IBP盘消防水泵运行信号指示灯共同电源作为本装置24 V供电输入，实现对车站1#消防水泵、2#消防水泵、1#稳压泵、2#稳压泵运行的状态监控。长按消防水泵试灯按钮，模拟接收消防水泵1～2的启动信号和稳压泵1～2的启动信号4路信号，保持2 min（可调），触发“水泵长时间运行”语音播放，同时新增的复位按钮LED灯亮，实现水泵超时声光报警功能，如图2所示。
4.2 改造效果实例分析
2019年在广州地铁六号线黄陂站进行实例实施，黄陂站车站控制室IBP盘沿用六号线IBP盘监控策略，对车站1#消防水泵、2#消防水泵、1#稳压泵、2#穩压泵运行、故障进行状态监控，缺少泵组超时运行状态的监视功能。经过改造后，有效解决了消防水泵泵组超时运行的痛点盲点，提升了车站人员故障应急处理效率，消除了设备安全隐患。
（1）在黄陂站IBP盘柜内增加本装置，因本装置采用导轨安装，故直接将本装置安装到柜内预留导轨。
（2）新增带灯复位按钮，安装于IBP盘消防水泵区域内预留位置。
（3）线路优化改造。
（4）功能测试：长按消防水泵试灯按钮，模拟接收消防水泵1～2的启动信号和稳压泵1～2的启动信号4路信号，保持2 min（可调），触发“水泵长时间运行”语音播放，同时新增的复位按钮LED灯亮，此时可以按复位按钮进行复位消音。
（5）后续维保措施：结合主控IBP盘季检进行维保，主要验证该装置报警功能及复位按钮功能。
（6）改造效果：通过本装置逻辑计算，可以实现超时运行检测功能，并通过语音播报的方式通知现场值班员，这种语音播报形式相对其他报警方式，具有超高辨识度，可快速、便捷、安全地对设备运行状态进行监视并报警，提醒车站人员迅速采取措施，消除设备安全隐患。经现场实测，故障响应时间能从原来的3 min压缩到10 s以内，极大提升了故障响应效率。
4.3 推广情况
本方案已于2020年4月在广州跌六号线、十三号线全线推广，试用12个月后完成两线设备功能复测及项目验收。试用期设备在用情况良好，未出现因消防水泵运行异常导致的设备故障。
5 结束语
六号线消防水泵监管不到位的情况一直困扰着运营人员，本文从六号线FAS系统原理出发，提出一种声光报警强提醒装置优化方案，实现车站控制室综合后备盘设备运行超时报警及一键复位功能，具备操作快速、使用便捷、安全系数高等特点。同时，通过调度端的软件改造，对消防泵组进行实时监测，通过预防的手段辅助开展设备监管。本项目不但妥善解决了现场运营痛点，更对后续地铁新线建设过程中同类探测器的设计要求、功能需求以及验收等具有一定的指导意义。
参考文献
[1] 叶海斌.海洋公园站消防系统综合设计[D].成都：西南交通大学，2012.
[2] 翟娟.消防水泵的远程监控与管理系统[D].南京：南京师范大学，2015.