田俊

摘要：结合深圳地铁四号线二期工程龙华车辆段的实际情况，重点说明FAS和DMS系统的接口形式和DMS系统实现联动控制的流程及实现方法，从而为车辆段正常，安全地运营提供技术保障。

关键词:地铁；火灾；防排烟；联动控制；环境与设备监控系统

Abstract:WiththeactualapplicationofShenzhenMetroNO4MetroDepotOfLongHua,thepapershowsanddescribesthelinkagecontrolsflow,methodandthesolutionforinterfacebetweenDMSandFAS,therebyprovidetecbnicalsupportforthesubway'snormalandsafeoperation.

Keywords:Metro;Fire;Fume-Prevention&ExtractionLinkageControl;

中图分类号：文献标识码：A文章编号：

1系统概述

深圳地铁4号线二期工程从少年宫站（为4号线一期终点站）向北伸延，线路穿越莲花山、沿中康路向北穿越大脑壳山后，在现梅林检查站设发乐站后沿上塘路一直向北，而后右转向东沿和平路至清湖站，二期工程线路全长约16公里。

二期工程共设10个车站，除车站外，在上塘路与和平路的交汇处设车辆段，作为4号线车辆的维修及存车基地，车辆段亦将作为整条线路机电设备的维修支授中心。

4号线一期的控制指挥中心设于1號线竹子林控制中心内，与1号线共享。当二期限工程竣工后，4号线全线的控制指挥将集中于龙华车辆段内的控制中心，而将脱离1号线控制指挥中心。

根据国家消防规范和地铁设计规范的要求，车辆段必须设置火灾自动报警系统、消防系统及相关设备。根据统计在火灾事故中，造成人员伤亡多是由有毒烟气造成的，因此火灾前期的防烟与排烟至关重要，如何实现车辆段各单体防排烟系统设备的联动控制一直是业界争论的问题．在新版《地铁设计规范》（GB50157-2003）中就此明确说明，可以采取两种方式：

①FAS系统直接联动控制；

②通过环境与设备监控系统（DMS）进行联动控制．这里暂且不讨论两种方式的利弊。

龙华车辆段正是采用第一种方式，即通过FAS系统实现对防排烟系统设备进行联动控制的。

2重点与难点

采用该种方式，将面临和解决以下重点及难点问题。

2.1FAS与DMS的接口问题

车辆段办公楼设置专门防排烟系统设备，火灾情况下采用FAS系统直接发送控制指令至DDC实现直接控制，其他单体和通风系统共用设备作为防排烟系统设备，它们在正常工况下实现通风换气的功能，由DMS系统实现控制。火灾情况下则用于防排烟，此时，对于第一种联动方式，将由FAS系统实现对它们的控制，而采用第二种方式时，则还是由DMS系统实施控制，这里只讨论第二种方式。采用第二种方式时，DMS则需要解决何时进行联动控制问题，由于火灾工况的探测是由FAS系统实现的，因此这种情况下不可避免地涉及到两系统间的接口。提到接口，其实现一般有三种方式：I/O硬线接口、低速率异步通信接口和网络接口。I/O硬线接口的特点是接口简单、稳定可靠、容易实现。而另两种方式的特点是物理连接简单、信息量大，但需要进行协议转换和解释，有一定技术难度。

根据《地铁设计规范》的要求（参见19.2.7和20.2.3条款），两系统间采用通信接口，DMS系统将通过通信接口获得FAS产生的报警信息及模式联动控制命令信息。一般而言，FAS报警主机均带有通信接口，但不是为实现系统间接口设置的，而是多用于报警主机之间联网或连接其外围监控设备（如图形终端、打印机等），且协议一般是基于ASC码的不公开的专用协议。龙华车辆段FAS系统采用的是美国NOTIFIES公司原装进口NFS-3030系统设备构建FAS系统。

该系统主机带有两个异步串口（RS－232),一个设置为图形终端接口，用于连接FAS工作站，另一个设置为打印机接口，其协议是主机固有的打印机协议。DMS系统正是要利用这一接口实现和FAS连接，接收FAS信息从而实现联动控制，如何在协议层能准确接收并解释其信息是实现联动控制的关键。另外，防排烟系统设备联动控制的重要性决定了系统设计时须充分考虑DMS与FAS接口的可靠性。由于NFS-3030主机协议是无应答协议，存在丢数据的风险，因此只通过报警主机单路径和DMS接口是不够的，有必要考虑和开辟系统间的第二信息路径。

2.2接收信息的实时性及可靠性

由上可知，NFS-3030系统打印机协议是一种基于事件的无应答的协议，该协议是固有协议，应用中无法改变，协议中无握手机制，无法建立通信过程，更没有系统信息重发机制，因此如何确保DMS能可靠接收信息，是系统结构设计及信息处理方法中需要考虑的问题。

2.3实现联动控制的实时性及可靠性

当DMS系统能正确接收FAS信息后，DMS将迅速整理、分析、分拣信息，判断并生成控制命令，协调系统内相关控制器动作，从而实现联动控制，这些属于信息处理流程，同样DMS系统需要提供可靠机制和硬件平台来支持该流程的实现。

3系统整体设计

根据上面的分析，为提高两系统互连的可靠性，考虑到系统间的网络接口，利用车辆段内部局域网，作为两系统互连的另一条信息路径。如图所示，DMS和FAS有两条链路实现连接。

3.1底层路径

利用NFS-3030主机的一个RS－232异步串口和DMS系统的IQ智能控制器直接连接，该接口事先由NFS-3030系统将其配置为打印接口。

龙华车辆段项目中，DMS系统IQ智能控制器采用的是英国卓灵公司的非扩展型的16点控制器IQ3XACT控制器。该控制器通过RS232端口可连接至本地PC或显示单元。该控制器提供了丰富的扩展模板接口，龙华车辆段DMS利用该模板提供的资源，编写了NFS-3030主机打印机协议的接口驱动程序，该驱动用于NFS-3030协议应用层的解释工作，并将相关数据映射到IQ的共享内存中用于IQ程序处理。

3.2上层路径

NFS-3030主机提供另一个RS-232异步串口用于和FAS监控工作站连接，FAS监控工作站同时和DMS监控工作站接入车辆段局域网，DMS监控工作站通过局域网从FAS监控工作站获取数据，并传送至DMS的IQ控制器中，从而实现两系统通信数据路径的冗余。通过这样的系统设计，从逻辑结构上保证了DMS和FAS之间的通信可靠性，使得DMS的IQ控制器能分别通过两条路径获取数据，从而提高接收FAS数据的可靠性。

4接口协议

接口协议的转换及解释是采用这种方式实现联动控制的关键。系统在结构上实现了通信路径的冗余，接下来将面对如何可靠接收并解释FAS的专用协议，并传送至DMS的IQ智能可编程控制器中。在这两条通信路径中，涉及了2种协议，FAS专业提供了这2种通信协议：

①用于底层的无应答的NFS-3030协议；

②用于上层的有应答的基于TCP/IP协议，基于TCP/IP的控制与信息协议这里不作详细介绍，只针对NFS-3030系统的两种协议做论述。

4.1 NFS-3030协议

如前所述，NFS-3030提供的是一种基于事件的无应答的打印机协议，这就要求作为接收方的驱动必须做到接收迅速、解析准确、传送及时。首先，驱动的接收方式为中断接收，由于是通过硬件来触发的，与常规的轮询方式比，其最大的优势是延迟时间极短，延迟在纳秒（10－9秒）级；其次，解析采用了“滑动窗口”机制，对数据的解析是基于单个字节的，这样可以确保在解析时不会丢数据；最后，在解析出一帧完整的信息后，立即把数据放入IQ控制器共享内存，通知IQ有新的事件，同时，与IQ控制器的数据交换引入握手机制，可以确保数据被IQ接收。