浅析城轨交通中 FAS系统多控制器组网

黎志勇 1 杨洋 2

1. 身份证号码： 36220319810714**** 深圳地铁建设集团有限公司 2. 身份证号码： 51011319890908**** 中国水利水电第十四工程局有限公司

摘要：由于轨道交通工程车站建设规模的扩大，使得车站FAS系统出现多台控制器方能满足监控要求；且换乘站以线路为单位实施，受系统设备招标等不确定性因素影响，甚至出现同站不同品牌多台设备。本文针对多台控制器组网统一显示控制问题进行论述，对于换乘站火灾自动报警系统（FAS）而言，集中监控能起到节约运营成本、提高运营效率等作用，且换乘站拥有统一管理平台对于降低设备操作难度，增加人员通用性也是十分必要的。

Abstract: Due to the expansion of the construction scale of rail transit engineering stations, the presence of multiple controllers in the station FAS system can meet the monitoring requirements; and the transfer station is implemented in units of lines, which may even appear due to uncertain factors such as system equipment bidding. Multiple devices of different brands on the same site. This article discusses the problem of unified display and control in the networking of multiple controllers. For the automatic fire alarm system (FAS) of the transfer station, centralized monitoring can save operating costs and improve operating efficiency, and the transfer station has a unified The management platform is also necessary to reduce the difficulty of equipment operation and increase the versatility of personnel.

关键词：Notifier；组网

伴随成都轨道交通由线成网、线网不断织密，车站无论面积和规模都较以既有车站明显扩大，使得车站FAS系统控制器（本文简称控制器）监控点位需求较以往也成倍增加；再者车站向高品质、智慧化提升，助推了设备房间需求增加、亦增加了FAS控制器监控点位需求。以往单台控制器可实现对车站监控的方式已远不能满足现实需求，以成都地铁18号线普通车站为例，配置两台FAS系统控制器方能满足，如换乘站则合计需要3台甚至于4台控制器。本文阐述多台Notifier控制器组网方式及实现原理，并对线路换乘站不同品牌控制器组网实现统一显示进行技术论证。

1. 系统构成及配置现状

成都地铁FAS采用三级监控方式设置，分别为中央级、车站级与现场级，由FAS及ISCS共同实现这三级功能，第一级为中央级，由ISCS实现，作为FAS系统集中监控中心，设置于控制中心（OCC）中央控制室；第二级为车站级，由ISCS和FAS共同实现；第三级为FAS现场级，由FAS现场设备组成，全线消防系统所有的指挥调度权在中央级。其中车站级监控由控制器、图形显示装置、通信网络、不间断电源等组成，本文仅对车站级监控的控制器组网进行论述。

车站以线路形式分为普通车站和换乘站，为确保本文论述清楚明晰，故本文所列车站为普通车站，换乘站包含同期或不同期建成的线路换乘车站。

1.1车站控制器工作原理

在车站控制室设一台控制器（联动型），监视车站内FAS系统所有设备状态和部分消防设备状态，接收车站内现场设备火灾报警信号，并显示报警部位，通过RS485接口直接向BAS发送火灾模式指令，由BAS执行车站消防救灾模式，同时经FAS网关将火灾信息传给ISCS。车站消防联动控制盘功能集成于车控室IBP盘。

1.2换乘站控制器工作原理

在换乘站及相邻区间按照一次火灾设计，即按同一时间发生一处火灾。两条线的FAS系统通过接口模块或通信接口连接，互通监测范围内火灾信息，仅实现线路火灾信息的告知，不能对发生报警的设备所在区域、设备编号、平面图、详细描述等信息查询与显示。

2. 多控制器组网

2.1车站Notifier系统网络结构及设备对网络信息的应用

18号线采用Notifier火灾自动报警系统，设置两台NFS3030控制器，系统与综合监控系统的接口在车控室火灾自动报警主机端口处，火灾自动报警主机通过协议转换网关，直接连接至综合监控交换机上。车站两台FAS控制器与气灭主机基于HS-NFN网络（Ac.Net协议）成环，拓扑结构如下：

图1 Notifier车站消防设备拓扑结构

2.1.1 18号线FAS控制器组网网络及网络拓扑

采用光纤环网。网络为令牌传递对等式网络，无主从结构，传输速率100M；所用信息资源、网络控制命令全网络共享。不会因任意一台控制器故障或离线造成网络瘫痪或功能受损。

图2 18号线FAS控制器网络拓扑

2.1.2 18号线FAS控制器组网设备功能说明

网关：采用NFS-GW网关（又称超级网关），直接抓取HS-NFN网络内所用控制器信息，不依附于任意控制器。并将该信息转换为Modbus/TCP协议同综合监控通讯，进行深度集成。如图所示：

图3 Notifier NFS-GW网关

FAS扩展工作站：直接抓取HS-NFN网络内所用控制器信息及发布相关网络控制命令，不依附于任意控制器，换言之可任意安放至需求所定位置。FAS扩展工作站处配置音响提示，网络内任意控制器的触发信号均可发声提醒。且音响提示可区分火警、故障、监管、隔离等不同事件。同时扩展工作站可提供系统所有操作控制功能（确认、消音、复位、单点控制触发、隔离、查询实时状态等），对系统进行统一管理。如图所示：

图4 Notifier扩展工作站显示界面

FAS控制器：主要功能为外部设备监控及通讯，并从网络上获取自身联动所需条件并输出逻辑联动关系信号。用作网络显示时存在较大缺陷，只能实现应急控制信息显示，即基于HS-NFN网络只能映射另一台控制器信息。在控制室内的FAS控制器通过其上总线显示盘（ACM-48A）做网络上各个控制器的火警信号映射，可直观的通过总线显示盘灯显及总线盘声音提示进行相关控制器火警信息显示。并且该总线显示盘自带蜂鸣器，可进行音响提示。如图所示：

图5 Notifier总线显示盘映射界面

2.2车站Notifier系统FAS控制器组网的提升

鉴于18号线FAS控制器组网显示方式较为粗糙和简陋，对于不习惯使用图形显示器控制及操作的，可采用Notifier系统网络显示控制器：NCA-2及相关网络件。其作为网络信息获取专用设备，直接抓取HS-NFN网络内所用控制器信息及发布相关网络控制命令，不依附于任意控制器，从界面实现主从控制显示控制。其功能与前述2.1.2中FAS扩展工作站功能重叠。由于是文本显示，因此在信息量较多时需逐条翻阅。且在车控室需要考虑其安装位置及安装方式。

图6 Notifier网络显示控制器NCA-2

2.3换乘站不同品牌控制器组网

当前换乘站FAS系统是以线路为单位由综合监控集成商实施，其FAS品牌与所属线路部分的车站品牌相同，但不同线路综合监控集成商可能不同，因此出现了换乘站内FAS系统是不同品牌现象，如火车南站1号线为西门子产品、7号线为能美产品、18号为Notifier产品。那么将不同品牌控制器间的经通信协议转换统一后，实现在一个图文监控平台上对全区域火灾报警系统的统一监视是可行的吗？答案是可行的。本文以Notifier系统为基础，作为集成平台论述前述不同品牌控制器信息统一集中监控显示的可行性。

Notifier的FAS扩展工作站运行ONYX WORKS系统，并提供了NFS-GW网关，这就为集成其它品牌的如能美、爱德华等产品提供了可能。NFS-GW网关可将不同品牌主机间的通讯协议（其品牌支持Modbus协议为前提）转换成统一的HS-NFN网络协议，即可实现在运行ONYX WORKSFAS系统的扩展工作站上对全区域火灾报警系统的统一监视。整个网络分为四个组成部分：

2.3.1显示平台——FAS扩展工作站

FAS扩展工作站显示平台经扩展后成为一个总显示平台，可显示所有在HS-NFN网络上的任一个节点某个设备的详细信息，并以图文形式对实现发生监控设备的所在区域、设备编号、平面图、详细描述等信息查询与操作。

2.3.2网络布线系统

整个HS-NFN网络可以Ethernet为基础，使用Modbus/RTU或Modbus/TCP通信协议协议，通过交换机将各控制器连接，以总线型方式通过光纤主干网串联。

2.3.3不同系统控制器的接入

Notifier的火灾报警系统已基于HS-NFN网络建立，且FAS扩展工作站运行ONYXWorks Workstation系统，直接抓取HS-NFN网络内所用控制器信息及发布相关网络控制命令，不依附于任意控制器，故其他品牌控制器数据经NFS-GW网关进行通讯协议转换后实现是“无缝”接入，并在Notifier的FAS扩展工作站显示。

3. 结语

随着轨道交通建设向更高层次推进，后期车站出现多台控制器是常见现象，甚至于换乘站出现多个品牌多台控制器的复杂情况，本文仅对Notifier系统进行论述，后续将对其他品牌的控制器组网实现统一显示进行研究，以实现一平台多分支结构，契合城市轨道交通智慧消防思路，并为第四期建设线路做好先期技术研究。

参考文献：

1. 朱可.浅谈武汉轨道交通不同品牌FAS系统设备间的联网方案.铁道勘察与设计;2009年第5期

2. 王佳;王程程;张雷.地铁综合监控系统中FAS与BAS设计方案探讨.电气应用;2009年第8期

3. 樊琦.关于地铁FAS系统、BAS系统的调试方法分析.电子测试;2017年第1期