城轨车辆火灾报警系统的分析与故障处理

龚雪飞   郭荣  李应召

中国中车株洲电力机车有限公司 湖南省株洲市 412001

摘 要：本文主要针对城轨车辆火灾综合报警系统的应用原理进行分析和火灾报警系统的故障排查方法。

关键词：城轨车辆 火灾综合报警应用 故障分析

引言：

随着社会的发展和人民的生活水平的提高，人们对交通环境，日常出行条件的要求越来越高，城市公共交通的安全防护要求更高，高性能的烟火报警系统作为保障城轨车辆行车安全的重要组成部分，可以防患于未然，大大的减少火灾事故的发生，有效降低火灾造成的损失。

一 火灾综合报警系统的组成

车辆烟温探测系统由火灾报警主机、温烟复合探测器等设备组成。每列车有2个火灾报警控制器主机布置于两个TC车115继电器柜内。两个主机之间通过CAN总线通讯，主机与TCMS（列车控制与管理系统Train Control and Management System）系统通过MVB接口，以实现在HMI上实时显示火警和故障信息。

1.1火灾报警主机介绍

采用高速、低功耗的STM32微处理器作为核心CPU，由中央处理单元、 显示单元、火警输出继电器控制电路、回路控制单元、稳压电源等组成一个实时工作系统。各接口单元之间采用总线串行通讯方式进行数据传输。中央处理单元将回路接口单元采集的数据进行处理、判断后，确定报警回路总线上编址单元的状态，同时将结果送显示接口单元显示，发出声、光报警信号。

1.2烟温组合探测器

深圳六节编组车辆火灾综合报警系统由44个火灾综合探头组成。探头的分布是A车9个、B车7个、C车6个。布置于司机室顶部、信号柜、低压柜、控制柜、微机柜、升弓柜及客室内部。每个探头自带有两个连接器（Y1/Y2）。Y1连接器用于连接上一个探测器，Y2用于连接下一个探测器，44个探测器形成列车火灾检测回路的冗余结构。

二 技术特点

2.1故障冗余性

火灾报警系统配置两台主机，主机间采用CAN总线进行通讯，两台主机互为冗余。火灾报警探测器采用环路连接，任何一个探测器发生故障不会对其它设备工作造成影响，CAN总线在其中故障任何一个设备的连接处出现单点故障均不会扩散，整个系统仍能够保持正常工作。

2.2探测器的高可靠性

根据车辆运营实践数据统计，车辆火灾报警系统在城市轨道交通列车触发的报警信号大多为误报，其主要原因是车辆在运行时探测器容易受到干扰，灵敏度和可靠性之间无法找到平衡点。因此车辆对探测器的可靠性要求更高，车辆的设计要求采用烟温复合探测器。

三 火灾报警系统功能调试方法

3.1故障模拟

拆下其中一个探测器的探头（如某节车1#），本节车厢火灾报警控制器故障指示灯闪烁并伴随故障提示音，HMI面板上显示断线设备地址、设备类型、故障发生时间、类型、故障发生总数，TC车主控制器显示故障信息，HMI上将显示相应位置有探测器报故障。逐个从探头底座拆下探测器探头，模拟探测器故障，观察系统状态。将1#探测器探头重新装上，探测器指示灯恢复闪烁，火灾报警控制器面板上区域1故障指示灯熄灭，系统恢复正常状态，说明系统故障测试功能正常。

当控制回路出现短路故障时，控制器和HMI会显示“火灾回路故障”，提示列车员注意列车火灾系统状态。

3.2感烟探测功能

使用烟雾探测器测试剂（或使用同等功能的发烟装置）对单个探测器进行测试（如某节车1#），1min 内探测器输出火灾报警信号，探测器上指示灯红色常亮，相应控制器上火警指示灯亮，蜂鸣器动作，LCD显示屏上显示1#报火警，TC车主控制器同样显示相应报警信息，HMI上将显示相应车有火警，此时说明感烟探测功能正常。待烟雾散尽，探测器处于正常状态，需由人工在控制器面板上进行复位操作，或司机台上进行复位操作。说明系统感烟控制功能正常。

3.3感温探测功能

使用专业加温工具（或使用同等功能的加温装置）对单个探

测器加温（如某节车1#），1min 内探测器输出火灾报警信号，探

测器上红色指示灯常亮，控制器上火警指示灯亮，LCD显示屏上

显示1#报火警，TC车主控制器同样显示相应报警信息HMI上将显

示相应车有火警。撤去加温工具，待温度降至正常室温时，探测器处于正常状态，需由人工在控制器面板上进行复位操作，或司机台上进行复位操作，报警信号消失，说明系统感温控制功能正常。若在模拟感温探测功能时，控制器主机报故障，但HMI没有报故障，说明故障信息没有通过MVB传输到TCMS，或TCMS没有把火警故障传到HMI，这时司机可以观察网络拓扑图，查看火灾主机状态。

四 典型案例分析

4.1故障案例分析

4.1.1故障描述

HMI报火灾主机控制器通信故障1.主机程序未成功下载；2.MVB通讯线路故障；3.主机网卡板故障；4.TCMS模块故障

4.1.2分析与处理

第一步：先从HMI上观察分析可能出现的故障点。若HMI监控网络拓扑图A1/A2车火灾报警控制盒在线状态，绿色表示状态正常，红色表示无通讯，则TCMS与火灾主机之间的通讯正常；若监控网络拓扑图发现A1车火灾主机正常，车辆其它设备都正常，但A2车火灾主机为红色，且无软件版本显示，则初步判断问题在A2车。

第二步：车辆断电，用万用表测量两个火灾主机的MVB插头电阻，A通道、B通道都是60欧，检查MVB插头接线正确，无毛刺，线路故障排除，恢复插头，紧固到位。

第三步：给火灾主机更新软件，调试软件显示下载成功，但HMI上仍未显示A2车火灾控制器的软件版本，说明A2车的主机有故障。

第四步：将A1与A2车火灾主机对调，如果故障转移，说明A2车的火灾控制主机内部故障。

第五步：根据火灾主机控制器内部结构分析，网卡板故障的可能性较大，如果更换网卡后故障消失，则说明网卡板硬件故障。

4.2.3故障总结

火灾主机控制器通信故障是火灾功能试验中最常见的一类故障。我们不仅需要熟悉车辆各功能的状态流程，而且能够根据HMI上各个界面的状态显示与故障信息提示来分析故障原因，最后结合电气原理图，灵活选用检查方法来查找故障，解决问题。

五 论文小结

通过对火灾综合报警系统的介绍与常见故障分析与处理，不难发现做火灾报警试验时出现的故障点基本有三类，第一是线路故障，开路或短路故障；第二是硬件设备本身的问题，如：火灾控制盒主机，探头和探头底座损坏；最后就是软件方面的问题。

在排查故障时应理清思路，熟悉原理图，仔细观察故障现象，从易至难的排查。在排查线路故障时应按中间断开法排查故障点，以此确定故障点在哪部分，接着再按对半原则进一步缩小故障范围，这样才能快速锁定故障点。

总的来说，试验不分大小，地铁车辆的任何试验点都至关重要，火灾报警试验关乎所有司乘人员的人身安全，我们在今后的调试过程中要秉着严谨的态度，不断的学习，不断的进步，及时发现问题，解决问题，为客户调试出更多舒适，安全，可靠的城轨地铁。

致谢：

感谢各位同事及领导对我一直以来工作上的支持和帮助，感谢各位老师给与我此次考试及论文的指导和提出的宝贵建议，我将一直保持对工作的高度热情，更加努力的工作来回馈大家!本文的不足之处，还望指正!

参考文献：

[1] 深圳258项目火灾报警系统检修维护手册

[2] 深圳258项目火灾报警系统原理图

[3] 深圳258项目火灾报警系统调试试验规程

[4] 深圳258项目火灾报警系统调试试验记录