CN208092902U - 一种智能总线式烟火报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能总线式烟火报警系统，包括：系统控制主机(1)、若干火灾探测器(2)、总线(3)；所述智能总线式烟火报警系统在列车两端各设置一台系统控制主机(1)；所述系统控制主机(1)包括：电源板(11)、主机核心板(12)、UI交互板(13)；所述智能总线式烟火报警系统采用两级总线，所述系统控制主机(1)之间采用两条CAN总线(31)互联；所述系统控制主机(1)与所述火灾探测器(2)之间采用所述APB总线(32)总线互联。实现给予列车快速、准确的火灾隐患预警，但同时又力争将误报警的几率降到最低，拥有广泛的兼容性，操作简单，运行稳定。

Description

一种智能总线式烟火报警系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通车辆消防领域，具体涉及一种智能总线式烟火报警系统。

背景技术

列车、地铁等轻轨运输线为现代都市和长途出行带来了极大的便利，但是地铁或者火车等大规模运输乘客的大型交通工具，其安全性是极为重要的问题。承载旅客的列车作为大众化交通工具，担负着确保旅客列车安全的重要使命。面对旅客列车人员密集，活动空间小、相对封闭和高速运动的不利条件及不确定因素，有效确保旅客列车消防安全，是必须应对和做好的重点工作。但是除了上述所提及的列车消防隐患外，列车上不稳定的环境因素、人员杂乱不稳定因素都是影响消防安全的重要因素，如何构造适用于列车可靠稳定的消防安全产品也是现有技术中亟需解决的实际问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能总线式烟火报警系统，并使之具有广泛的兼容性，操作简单，运行稳定的特点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能总线式烟火报警系统，包括：系统控制主机1、若干火灾探测器2、总线3；所述智能总线式烟火报警系统在列车两端各设置一台系统控制主机1；所述总线包括CAN总线31、APB总线32；所述系统控制主机1包括：电源板11、主机核心板12、UI交互板13；所述火灾探测器2包括：点式光电感烟探测器21、点式烟温复合探测器22、线型感温电缆23；所述智能总线式烟火报警系统采用两级总线，所述系统控制主机1之间采用两条CAN总线31互联；所述系统控制主机1与所述火灾探测器2之间采用所述APB总线32总线互联。

进一步地所述系统控制主机1之间采用两条CAN总线31互联，具体为：CAN1总线连接两块UI交互板13和两块主机核心板12，CAN2总线连接两块主机核心板12；

进一步地，所述系统控制主机1采用标准19英寸机箱，模块化板卡设计。

进一步地，所述电源板11完成系统供电，电源板11从车辆取DC110V电源，转换为本系统各子模块需要的DC24V电源；所述UI交互板13进行信息显示和人机交互，与所述主机核心板12通过CAN总线连接；主机核心板12通过APB总线获取探测器数据并处理汇总报警信息，通过CAN总线与所述UI交互板13完成信息交互，通过MVB总线与列控系统传递实时信息，通过以太网传递历史记录信息。

进一步地所述系统控制主机1管理探测器，收集整理探测器信息，并向列控系统报告分析结果。

进一步地，所述火灾探测器2中：点式光电感烟探测器21：客室内乘客区域内烟监测和空调外烟监测，感知所安装位置的烟浓度，并根据主机的要求上传烟浓度信息；点式烟温复合探测器22：司机室区域监测和电器柜内监测，感知所在位置的烟、温信息，并根据主机的要求上传感知信息；线型感温电缆23：车下电气箱内温度监测，结合输入模块，感知所在位置的温度是否超过阈值，并根据主机要求上报报警信息。

本实用新型的有益效果是：提供一种智能总线式烟火报警系统，该系统的目的是给予列车快速、准确的火灾隐患预警，但同时又力争将误报警的几率降到最低。按功能拆分的模块化板卡，并且经过了抗震性能测试、抗电磁干扰性能测试、抗高温严寒性能测试等，能够符合铁路、城市轨道交通等一系列车辆火灾防护的需求。它拥有广泛的兼容性，操作简单，运行稳定。高可靠性的设备：采用SIL2等级的核心部件，确保系统的高可靠性，方便使用维护：系统具有自诊断、自检测功能，系统容易检测、维修。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的总体系统示意图；

图2为本实用新型的系统控制主机示意图

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和2所示，一种智能总线式烟火报警系统，包括：系统控制主机1、若干火灾探测器2、总线3；所述智能总线式烟火报警系统在列车两端各设置一台系统控制主机1；所述总线包括CAN总线31、APB总线32；所述系统控制主机1包括：电源板11、主机核心板12、UI交互板13；所述火灾探测器2包括：点式光电感烟探测器21、点式烟温复合探测器22、线型感温电缆23；所述智能总线式烟火报警系统采用两级总线，所述系统控制主机1之间采用两条CAN总线31互联；所述系统控制主机1与所述火灾探测器2之间采用所述APB总线32总线互联。

具体地所述系统控制主机1之间采用两条CAN总线31互联，具体为：CAN1总线连接两块UI交互板13和两块主机核心板12，CAN2总线连接两块主机核心板12；

具体地，所述系统控制主机1采用标准19英寸机箱，模块化板卡设计。

具体地，所述电源板11完成系统供电，电源板11从车辆取DC110V电源，转换为本系统各子模块需要的DC24V电源；所述UI交互板13进行信息显示和人机交互，与所述主机核心板12通过CAN总线连接；主机核心板12通过APB总线获取探测器数据并处理汇总报警信息，通过CAN总线与所述UI交互板13完成信息交互，通过MVB总线与列控系统传递实时信息，通过以太网传递历史记录信息。

具体地所述系统控制主机1管理探测器，收集整理探测器信息，并向列控系统报告分析结果。

具体地，所述火灾探测器2中：点式光电感烟探测器21：客室内乘客区域内烟监测和空调外烟监测，感知所安装位置的烟浓度，并根据主机的要求上传烟浓度信息；点式烟温复合探测器22：司机室区域监测和电器柜内监测，感知所在位置的烟、温信息，并根据主机的要求上传感知信息；线型感温电缆23：车下电气箱内温度监测，结合输入模块，感知所在位置的温度是否超过阈值，并根据主机要求上报报警信息。

具体实施例一：

系统控制主机采用标准19英寸机箱，由按功能拆分的模块化板卡组成，方便系统的安装维护，并为将来系统扩展功能预留IO端口。

系统控制主机对外提供以太网、CAN总线等网络接口，与上层系统进行互联，通过载波总线接口连接控制数量不等的探测器，可灵活应用于多种车型，方便用户的灵活配置及可定制的应用需求。

系统在列车两端各设置一台控制主机，用于显示全列车的烟火报警系统信息，以及对系统进行查询、设置等操作。

系统采用两级总线，控制主机之间采用两条CAN总线互联，控制设备与前端探测器之间采用载波总线互联，对外预留以太网接口。

系统采用三种前端探测设备：

1)点式光电感烟探测器：客室内乘客区域内烟监测和空调外烟监测；

2)点式烟温复合探测器：司机室区域监测和电器柜内监测；

3)线型感温电缆：车下电气箱内温度监测；

系统由主机和若干火灾探测器组成，能够准确探测到列车内部各区域早期火灾的发生。系统冗余设计，主机支持热备。主机能提供中文显示的报警和故障信息并声、光报警，同时将有关信息通过MVB接口实时上传至列车网络并在司机室的HMI上显示。

系统主机由电源板(POW)、主机核心板(CORE)、UI交互板(UI)组成。POW完成系统供电；UI负责信息显示和人机交互，与CORE通过CAN总线连接；CORE通过APB总线获取探测器数据并处理汇总报警信息，通过CAN总线与UI完成信息交互，通过MVB总线与列控系统传递实时信息，通过以太网传递历史记录信息。

FAS系统内部，两主机间通过两条CAN总线互联。主机与探测器之间采用APB总线互联。

系统由两台主机和若干探测器组成，其中主机自主研发设计，探测器外部采购。

系统中的两台主机通过CAN总线互联，两台主机内的CORE和UI均各自互为主备机，CORE主备切换和UI主备切换没有关联。

CAN1总线上有连接UI板、核心板，共四块板。用于核心板与UI板之间的信息交换。

CAN2总线连接两个核心板，用于两个核心板之间的信息同步。

主机负责管理探测器，收集整理探测器信息，并向列控系统报告分析结果。

探测器的功能：1.感烟探测器：感知所安装位置的烟浓度，并根据主机的要求上传烟浓度信息；2.感烟感温复合探测器：感知所在位置的烟、温信息，并根据主机的要求上传感知信息；3.感温电缆：结合输入模块，感知所在位置的温度是否超过阈值，并根据主机要求上报报警信息。

系统中两台热备工作的主机通过CAN总线互联，CAN1总线连接两块UI板和两块CORE板，CAN2总线连接两块CORE板。CAN1总线协议为应答协议，由其中的一块UI板控制。控制总线的UI板定义为“主”，监听总线的UI板定义为“备”。工作过程中两台主机的CORE无论主备均响应两台主机UI的查询指令，响应信息中包含CORE自身的工作状态，由UI自动识别并处理显示相关信息。CAN2总线协议为广播协议，对等结构，不存在主备关系。系统的探测器由APB总线连接。APB总线由其中的一个CORE板进行实证控制。另外一个CORE板备用。即系统中存在主备关系的位置有两个：CAN1总线的主备控制；APB总线的主备控制。两台主机中的UI板主备切换方式：主备的工作差异：主发送轮询命令，并接收反馈做信息处理；备同步接收反馈并做信息处理，但不做主动轮询。切换方式：初始上电，均从备模式开始启动。根据安装位置信息进行延时，到达延迟时间后，切换为主模式。在上述步骤的延时过程中，如果收到其他UI板的心跳包，则延时计时器清零，继续以备机模式工作。当运行过程中延时到时，并在延时过程中没有收到过其他UI心跳包，则切换为主模式。在备机工作时，如果有人为操作UI屏幕，并且需要获取主权限时，会主动通过CAN1握手抢占为主。原来的主切换为备。

烟火报警系统功能的设计，有两个基础的出发点：第一：烟火报警系统的目的是给予列车快速、准确的火灾隐患预警，但同时又力争将误报警的几率降到最低。第二：烟火报警系统必须达到SIL2要求。系统控制的主机采用标准19英寸机箱，按功能拆分的模块化板卡，并且经过了抗震性能测试、抗电磁干扰性能测试、抗高温(严寒)性能测试等，能够符合铁路、城市轨道交通等一系列车辆火灾防护的需求。它拥有广泛的兼容性，操作简单，运行稳定。当烟火报警系统发现车内或车外发生火灾时，系统通过MVB网络向TMS和OCC发送火警信号。并由OCC判断后续应急措施。系统采用可编址的总线型探测器，所有前端探测设备均带有唯一的地址。每个探测器发生火警，系统均可准确定位。基于上述功能，火警系统将整列车划分为不同的区域，并能准确的定位哪个区域发生火灾。烟火报警系统包括两级火警分区，一级火警分区状态信息上报TMS，二级火警分区状态仅在FACU上显示。当一级分区内的任意一个二级分区发生火警时，一级分区状态判定为火警。二级区域内可能有一个探测器或多个探测器。当只有一个探测器的时候，探测器报告火警，则此二级区域为火警；当有多个探测器时，有两个或两个以上的探测器报火警时，此二级区域为火警。只有一个探测器报警时，为“预警”状态。预警状态只在主机上显示，不上报给TMS。当二级区域中的探测器存在故障，但仍有正常探测器存在的时候，报告为非安全故障，所剩余的探测器依照上述的规则进行报警。

烟火报警系统包含两台烟火报警控制主机，两台烟火报警控制主机采用主/从方式工作，从机保持热备。主机负责对探测器的管理，从机监测主机是否在正常的管理探测器。主从机同时接收并分析、显示探测器及其对应保护区域的状态。当主机管理探测器的功能失效后，从机会在30s内启动对探测器的管理。烟火报警系统包含两条总线，一条回路总线用于连接所有前端探测设备，一条通讯总线用于共连接两台烟火报警控制主机。为主的烟火报警主机负责监控全部前端探测器状态，并通过通讯总线将探测器状态信息共享给从机，以保持两台烟火报警控制主机内部记录的一致性。为从的烟火报警控制主机也可以通过通讯总线向主机发送操作命令，实现两台主机都可以操作和查看烟火报警系统。

探测器由三种前端探测设备组成：

1)点式光电感烟探测器：客室内乘客区域内烟监测和空调外烟监测；型号：58000–600；品牌：Apollo

2)点式烟温复合探测器：司机室区域监测和电器柜内监测；型号：58000–700；品牌：Apollo

3)感温电缆：连接输入模块，进行车下电气箱内温度监测，通过输入模块上传报警信息；输入模块型号：55000-847；品牌：Apollo。

探测器均为外购标准器件，安装时按车型配置表设置对应地址安装即可。

系统设计要满足功能安全SIL2等级要求。产品功能要求中有分为两大类别，一类是功能安全相关要求，一类是非功能安全相关需求。与系统实时报警相关的功能需求属于功能安全相关需求，与系统实时报警处理无关内容为非功能安全相关需求。

设计中将功能安全相关内容通过CORE板卡来处理，其他功能由UI板卡来处理。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的有益效果是：提供一种智能总线式烟火报警系统，该系统的目的是给予列车快速、准确的火灾隐患预警，但同时又力争将误报警的几率降到最低。按功能拆分的模块化板卡，并且经过了抗震性能测试、抗电磁干扰性能测试、抗高温严寒性能测试等，能够符合铁路、城市轨道交通等一系列车辆火灾防护的需求。它拥有广泛的兼容性，操作简单，运行稳定。高可靠性的设备：采用SIL2等级的核心部件，确保系统的高可靠性，方便使用维护：系统具有自诊断、自检测功能，系统容易检测、维修。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种智能总线式烟火报警系统，其特征在于，包括：系统控制主机(1)、若干火灾探测器(2)、总线(3)；所述智能总线式烟火报警系统在列车两端各设置一台系统控制主机(1)；所述总线包括CAN总线(31)、APB总线(32)；所述系统控制主机(1)包括：电源板(11)、主机核心板(12)、UI交互板(13)；所述火灾探测器(2)包括：点式光电感烟探测器(21)、点式烟温复合探测器(22)、线型感温电缆(23)；所述智能总线式烟火报警系统采用两级总线，所述系统控制主机(1)之间采用两条CAN总线(31)互联；所述系统控制主机(1)与所述火灾探测器(2)之间采用所述APB总线(32)总线互联。

2.如权利要求1所述的一种智能总线式烟火报警系统，其特征在于，所述系统控制主机(1)之间采用两条CAN总线(31)互联，具体为：CAN1总线连接两块UI交互板(13)和两块主机核心板(12)，CAN2总线连接两块主机核心板(12)。

3.如权利要求2所述的一种智能总线式烟火报警系统，其特征在于，所述系统控制主机(1)采用标准19英寸机箱，模块化板卡设计。

4.如权利要求3所述的一种智能总线式烟火报警系统，其特征在于，所述电源板(11)完成系统供电，电源板(11)从车辆取DC110V电源，转换为本系统各子模块需要的DC24V电源；所述UI交互板(13)进行信息显示和人机交互，与所述主机核心板(12)通过CAN总线连接；主机核心板(12)通过APB总线获取探测器数据并处理汇总报警信息，通过CAN总线与所述UI交互板(13)完成信息交互，通过MVB总线与列控系统传递实时信息，通过以太网传递历史记录信息。

5.如权利要求4所述的一种智能总线式烟火报警系统，其特征在于，所述系统控制主机(1)管理探测器，收集整理探测器信息，并向列控系统报告分析结果。

6.如权利要求5所述的一种智能总线式烟火报警系统，其特征在于，所述火灾探测器(2)中：点式光电感烟探测器(21)：客室内乘客区域内烟监测和空调外烟监测，感知所安装位置的烟浓度，并根据主机的要求上传烟浓度信息；点式烟温复合探测器(22)：司机室区域监测和电器柜内监测，感知所在位置的烟、温信息，并根据主机的要求上传感知信息；线型感温电缆(23)：车下电气箱内温度监测，结合输入模块，感知所在位置的温度是否超过阈值，并根据主机要求上报报警信息。