解卓军

摘要：文章介绍了GMC96B型钢轨打磨列车火灾报警系统和视频监控系统的方案，对联动系统的组成、工作原理、联动功能进行了初步研究。

关键词：GMC96B型钢轨打磨列车;视频监控;火灾报警;联动

中图分类号：U285 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）12-0179-03

GMC96s型钢轨打磨列车是北京二七机车有限责任公司引进瑞士SPENO公司技术并联合设计、生产的一种线路维修机械，它主要能在作业运行中对线路上的钢轨进行磨削，能对线路上的钢轨波浪型磨耗、钢轨肥边，马鞍型磨耗、焊缝凹陷及鱼鳞裂纹等病害进行打磨，从而改善轨头工作部分的轮廓。

GMC96B型钢轨打磨列车由不同功能的7节车组成：B1-C1-A-C2-C3-C4-B2。其中一节动力车，其余六节均为打磨作业车，一般隋况打磨作业时有大量的打磨火花飞溅，整车包含多组柴油机、辅助发电机等热源，且装有大量的燃油和液压油，一旦发生火灾会造成严重的铁路交通事故，因此防火防爆成为了铁路安全作业的重要环节之一。故所有铁路大型养路机械均采取各种安全防范措施来减少火灾和人员伤亡事故的发生。

1问题的提出

根据中国铁路总公司关于铁路大型养路机械提升消防能力的会议要求，视频监控可在既有视频系统基础上采用多路公用方式，能实现人工切换，在烟雾报警时优先显示发动机间视频。为减少事故的发生、提高事故处理速度和减少车辆损伤，现有车辆设有烟雾报警系统。同时为协助操作人员工作时直观地监视车辆运行和作业状态、正确判断养护机械及车辆运行状况，在所有发动机间和作业器具相关位置设有视频监控系统。当车辆发生火灾事故时，烟雾报警和视频监控系统起到了一定的提示、预警和降低事故损失的作用。

2独立设置存在的问题

GMC96B型钢轨打磨列车分别安装有烟雾报警系统和视频监视系统，但由于这两个系统各自均为独立、完整的系统，相互之间没有联动功能，当发生火灾报警时需要由操作人员对照两个系统进行人工验证，导致事故发现延时，处理不及时等原因，扩大了事故范围。如果能够根据现有车辆的实际情况，分析并改造两个系统，使其实现联动功能，就能够提高事故处理速度，降低事故损失。

3视频监控与火灾报警系统联动方案

3.1概述

GMC96B型钢轨打磨列车已经交付使用多年，视频监控系统和火灾报警系统已部署完毕，整列打磨车辆长145米，设备安装分散，布线困难，因此在改造方案设计上，不但要考虑联动功能的实现，还要考虑不影响车辆的正常打磨作业，尽量减少加装改造的施工作业，尽量避免对车辆供电系统，通信系统的改动。通过了解外部通讯接口，视频监控系统和火灾报警系统两者的通讯接口不—致，两者不能实现联动。现交付车辆安装情况如下：视频监控系统为模拟信号视频，全车共安装15个探头，监控范围能覆盖动力间等热源集中的区域，火灾报警为感烟探测器，全车共安装10个，不能全部覆盖所有热源区域且报警条件单一。

鉴于以上，我们采取了对现有火灾报警系统更换为复合探测器，数量增加到13路。对视频监控设备进行软件升级，并且增加视频存储功能和远程传输功能，复用现有视频监控设备的通信端口等方式，实现火灾报警系统与视频监控系统的报警联动功能，报警联动连接示意图如图1所示。

3.2联动系统组成

视频和火灾报警联动系统主要由火灾监测主机、火灾探测器、车载监视器、车载摄像机、中央控制器、前端控制器、视频传送器、视频存储单元等组成。

3.3联动系统工作原理

火灾报警系统与视频监控系统的联动方式为通过B1和B2司机室的视频监控键盘485通讯接口，通过485通信的方式，将火灾报警主机产生的报警信息发送至视频监控系统中央控制主机，对视频监控系统的中央控制主机进行软件升级，复用连接键盘的485接口，监听来自司机室的通信指令，一旦发生火隋，火灾报警器将发送报警点信息至视频监控系统，视频监控系统解析了火灾报警点信息后，再发送对应摄像机的切换命令至两个司机室的监视器上，从而完成了火灾报警信息与视频监控图像的联动控制功能。当多路火灾探测器同时发生报警时，报警主机将以5秒间隔，按照火情发生顺序，依次发送报警点位置信息至视频监控系统，视频监控系统也将以5秒间隔，依次轮询显示各火灾报警点图像信息，持续至报警结束。在报警持续期间，视频报警主机将持续发送报警图像切换命令，直至报警解除。系统联动工作原理见图2所示。

34火災报警系统功能

考虑到GMC96B型钢轨打磨列车作业过程的特殊性，在作业过程中会产生大量火花，造成大量的铁屑、烟尘。动力间内冷却风扇工作造成室内负压大，火灾烟雾及容易被吸出室外，可能会造成不成程度的误报或者不报警，故火灾报警系统包含以下几项内容：

（1）快速通讯，一个区域内会有多个探头和地址模块，探头回路采用高速防火总线。系统对外与485通信接口与车载视频监控系统连接，同时具有较高通讯速率和较好的通用性。

（2）高可靠性，线路短路、断路回路模块能够自动识别，并上报给主机，不会造成探头或者地址模块的物理损毁。高速通讯总线上采用双主机备份工作机制。在同一时间只有B1主司机室主机处于主控状态，B2司机室主机处于监听状态。一旦出现物理断裂，处于监听状态的主机自动切换为主控状态。

（3）按照要求选择不同模式的复合型火灾探测器探测器，如表1所示，安装于动力间内的，由于打磨车过程中产生大量的粉尘，且间内负压较大，所以装在电气柜中的探测器推荐采用模式1。

安装于电器柜内的探测器，由于电器柜内处于相对封闭的环境，在火灾发生的情况下烟雾会伴随热力上升至电气柜顶部。空气流动较为简单，干扰少。所以装在电气柜中的探测器推荐采用模式2。

安装于司机室、会议室和休息间的探测器，需要通过空调系统产生的稳定气流，将客室内的烟雾颗粒带入探测器内。但跟随空调气流—起流入的，还包含大量的灰尘颗粒，或者炎热潮湿天气下空调系统产生的水雾。这些因素都极易造成探测器误报警。所以装在客室中的探测器推荐采用模式3。

（4）探测器参数要求

3.5联动系统的功能

（1）联动控制主机

联动控制主机是整个系统的核心控制部分，负责处理探头所采集到的信息，并通过屏幕显示给用户。控制主机提供连接电脑的串口，通过PC端的维护软件对系统信息进行查询，历史日志进行打印等功能。同时提供USB接口，可以直接将记录等信息拷贝到u盘中。

（2）指示灯

维护指示灯：当黄色维护指示灯亮起时，表明有探测器污染过度，需要清洁或更换;在主机自检时维护指示灯以1Hz的频率进行闪烁。火警指示灯：当红色火警指示灯常亮，表明有火情。故障指示灯：当黄色故障指示灯常亮，表明有故障。回路指示灯：探头回路开路则常亮;探头回路短路则0.5Hz闪烁。

（3）具有蜂鸣器、复位按钮、消音按钮等功能

当有任意探测器报火警时，蜂鸣器长鸣。故障时，蜂鸣器间隙鸣响。当系统故障、报警发生后，通过复位按钮将两端主机上的故障信号或报警指示全部消除。当蜂鸣器鸣响时，按下消音按钮蜂鸣器停止鸣响;当有新的原因触发蜂鸣器鸣响，蜂鸣器正常鸣响;若需蜂鸣器停止鸣响，需再次按下消音按钮。

（4）扩展功能

系统采用模块化方案，可根据用户需求对接入数量、系统功能、外部通讯接口等进行扩展。改造方案只实现了火灾探测器与视频的联动，考虑到GMC96B型钢轨打磨列车作业环境的复杂性，预留64位接入口，今后可针对系统接入其他介质的报警探测器，例如：CO等。同时预留外部通讯接口，可以为增加自动灭火系统提供控制端口，进而形成一整套完整的联动控制方案。

4结束语

此改造方案只作为GMC96B型钢轨打磨车的视频防火联动设计的初探，目前只采集火灾作为探测依据，需要在后续使用过程中根据实际作业工况论证可行性，预留扩展接口，可为后续持续改进提供需求。