基于无线技术的铁路客车火灾报警装置设计概述

张锋 刘东

1. 沈阳中科奥维科技股份有限公司 辽宁 沈阳 110179；2. 奥维通信股份有限公司 辽宁 沈阳 110179

1 技术背景

目前，我国高铁动车组及25T型车体均已配备了较为先进的火灾报警系统，能够有效起到火灾早期报警作用，但尚在运行的大量的25K和25G型车体，仍缺乏相应设备，如果安装25T型客车使用的火灾探测系统，则需要对车体进行大范围的改造，存在时间、人员及安全成本偏高的问题，因此需要研制一套适用于25G和25K型客车车体改造现状的铁路客车车辆火灾报警装置。

2 火灾报警装置的硬件组成

铁路客车火灾报警装置主要由控制主机、控制分机、烟感探测器、手持报警器和移动式参数设置器组成。

①控制主机主要功能是对各控制分机进行管理，如设备组网，通信状态巡检，火灾报警检测，报警信息读取、显示及存储，数据转发等功能。②控制分机与感烟探测器间采用信号线连接，其主要功能是采集感烟探测器的报警信息。发现报警信息后，及时将信息发送给控制主机。同时控制分机能够接收来自控制主机的管理命令并进行相关操作，如定时接收控制主机的工作状态问询并回复、采集报警信号并发出语音报警信息等。③烟感探测器具备声光报警及复位功能，发生火灾报警时能够对控制分机输出一个开关量信号，表示有火灾报警产生。④手持报警器能够实时接收主机发出的报警信息并发出语音报警提示。⑤移动式参数设置器采用液晶触摸屏，主要功能是配置设备的网络参数和判断系统故障。

3 火灾报警装置的软件技术

铁路客车火灾报警装置的软件技术主要包括编组测试、日常轮询、告警处理。

（1）在列车车厢的重新编组后，系统需要对控制主机和分机进行编组测试。编组测试的目的是为了测试列车内部控制主机与各分机间的通信连通情况，形成固定网络，及时排除通信故障。列车编组完成后，使用移动式参数设置器依次录入各车厢的车厢编号和烟感位置编号，录入时要与车厢在编组内的顺号一一对应。对于新安装的分机需要给它配置本节车厢的车厢编号和烟感位置编号。使用移动式参数设置器统一将各车厢的顺号及分机编号、烟感位置编号发送给控制主机。通过人工操作按键触发控制主机下发组网命令，控制主机依据各车厢顺号下发命令并等待应答[1]。分机收到组网命令，识别报文中的车厢编号与自己是否相同，如果相同则向控制主机发送应答。控制主机在超时时间内接收到应答，判定组网命令下发成功且与该分机通信链路正常，并点亮该分机对应的通信指示灯。控制主机在超时时间内没有接收到应答，重复发送一个组网命令，如果组网命令依然没有收到应答，则判定该分机通信链路异常，点亮该分机对应的故障指示灯并发出语音提示。

控制主机对所有分机的一轮编组测试结束后，技术人员可通过控制主机界面的指示灯点亮情况对故障分机进行维护。

（2）系统通常在没有探测到火灾发生时处于轮询阶段。轮询的目的是常规检测控制主机与各分机通信链路的连通性，技术人员可根据轮询结果对系统进行维护。轮询周期为10分钟，每次轮询采用 “星型+链型”的通信方式。每个轮询周期内最多对每个控制分机进行2次“星型+链型”轮询。控制主机依据与分机的距离，由远及近以星型方式依次向分机发送轮询报文。分机收到控制主机的轮询报文后，向控制主机发送应答。控制主机在超时时间内接收到应答，判定与该分机通信链路正常，点亮该分机对应的通信指示灯并开始向下一个分机发送轮询报文。控制主机在超时时间内没有接收到应答，将该分机视为星型链路异常。控制主机向所有分机发送完一轮星型轮询后，检查各分机的应答记录，如果记录中存在没有应答的分机，则依据与分机的距离由远及近以链型方式依次向分机发送轮询报文。链路路径是从控制主机向被轮询分机方向上的与主机相邻的分机开始，由各相邻车厢内分机向目标分机传递轮询报文。控制主机在超时时间内接收到应答，判定与该分机通信链路正常，点亮该分机对应的通信指示灯并开始向下一个分机发送轮询报文[2]。控制主机在超时时间内没有接收到应答，则将该分机视为链型链路异常并记录。控制主机向所有分机发送完一轮链型轮询后，检查各分机的应答记录，如果记录中仍存在没有应答的分机，则再次进行“星型+链型”的流程。如果在此过程中收到被轮询分机的应答，则判定控制主机与该分机的通信链路正常，否则点亮该分机对应的故障指示灯、同时发出语音提示。以上流程结束后，视为当前轮询周期结束，技术人员可通过控制主机界面指示灯的点亮情况，对故障分机进行维护。

（3）在列车正常行进中，若分机检测到火警警情则立即上报。分机检测到烟感报警器的火警信号电平后，封装火警上报报文，并向控制主机方向的相邻分机发送，如果相邻车厢是控制主机所在车厢，则直接发送给控制主机。火警源车厢相邻分机收到火警上报报文后发送应答报文，并向控制主机方向的控制分机传递该火警报文。在传递过程中，源分机发送报文后在超时时间内没有收到应答，则重复发送该火警上报报文。控制主机接收到火警报文后会产生一个相同火警信息的报文并发送，先向与火警源反方向的相邻车厢分机发送，再向与火警源同方向的相邻车厢分机发送，各重复发送10轮。每个车厢分机接收到下发报文后都会向远离主机方向分机转发该报文，该报文会逐级发送到所有车厢。各分机与手持报警器收到火警报文后，均发出语音报警提示，持续3分钟。列车工作人员发现火警警情后，可及时处理。处理后可按下主机火警取消按钮，停止所有设备的语音播报。

4 结束语

铁路客车火灾报警装置的应用与其特有的优势，弥补了25G和25K型客车车体火灾检测的缺陷，无论是在性能上还是成本上都具有相当大的竞争力。由此可见，无线火灾报警装置有着广阔的市场前景，铁路客运的安全性有了显著的提升，为旅客出行提供了应有的保障。