浅析地铁火灾报警系统的风险管理
摘 要：为保证地铁火灾报警系统安全、稳定运行，通过RAM 分析办法确定现有系统存在较大运行风险，再运用风险矩阵分析找出风险关键点，结合成都地铁火灾自动报警系统特点，从设计、建设、运营维护各环节采取措施，最大限度降低设备故障发生概率，达到可接受的风险等级，从而提高系统整体可靠性，确保地铁运营安全。
关键词：成都地铁；火灾自动报警系统；RAM；风险矩阵；风险管理
火灾报警系统（Fire Alarm System，以下简称FAS）在发生火灾后能自动启动报警装置并联动相关环控设备，如果火灾探测报警系统可靠性问题导致系统报警延误，将延迟乘客的疏散时间，严重时将导致人员伤亡。因此FAS系统的可靠性直接影响地铁运营安全，如何提高该系统的稳定性并降低风险就显得日益迫切。
1 成都地铁火灾报警系统简介
成都地铁1号线FAS系统由17个车站、车辆段、控制中心的火灾报警控制主机、扩展工作站、综合监控系统工作站、综合监控为FAS提供的网络和FAS系统现场设备探测设备等组成，负责监控防火阀、消火栓、水泵、消防喷淋泵等的动作状况，对各建筑物的公共区、设备用房、电缆井和电缆夹层等进行火情探测，并接受现场火灾报警信号、显示报警部位、警示人们及时疏散或采取相应措施。
2 RAM分析
2.1 等效可靠性框图
FAS 系统中的关键性硬件设备：专用火灾报警主机、回路总线（含线缆和回路卡）、输入/输出模块。因回路总线线缆在无外力作用下不会出现损坏或故障，所以在计算FAS系统回路总线的RAM值时，不考虑电缆本身的故障，只考虑FAS主机中的回路卡的故障率，就此可对典型车站FAS控制系统的可靠性框图进行简化，可靠性框图如图1所示。本文主要对FAS系统简化版可靠性展开分析。
系统硬件配置及各设备MTBF（平均无故障时间）、λ（故障率）、MTTR（系统平均修复时间）以及RT（故障响应时间）参数如表1所示。
2.2 RAM指标计算
由以上可知，单车站FAS子系统的故障率λ单为
λ单=λ1+12×λ２+ 80×λ3=1.157 41×10-5+12×1.141 55×10-5+80×1.574 1×10-5=1.074 49×10-3
单车站系统平均无故障时间：
全线17个站FAS子系统的故障率λ为：
λ=17×λ单=17×1.074 49×10-3=1.826 63×10-2
全线FAS子系统平均无故障时间：
系统可用性
硬件方面的硬盘及板卡模块可以迅速使用备用件替换，恢复过程小于1 h；工程承建公司和运营维保公司均拥有充足的工作经验丰富的技术人员和维保队伍，在系统出现故障后，能迅速响应到达现场，RT≤2 h。
所以系统可用性为
通过RAM计算分析后，发现FAS系统由于探头数量太多，无法满足可用性大于99.98%的地铁运营要求，存在较大风险。
3 风险矩阵分析
基于RAM计算分析的结果，再次运用风险矩阵对FAS 系统主要构成设备由下而上地进行分析，分析结果如表2所示。
通过分析，表2中主要设备风险等级为R3，其中专用火灾报警主机失效将会导致整个FAS系统失效，因此降低专用火灾报警主机的风险等级是整个FAS系统可靠性提升的关键。
4 解决措施
本文从FAS 系统设计、建设、运营维护等方面入手，通过甄选性能稳定可靠的元器件、优化网络连接方式、加强运营维保管理等方法降低故障发生频率来降低系统风险等级，提升系统可用性。
①在国内其他城市地铁实践基础上，选用可靠性高的CS51系列火灾报警主机、消防电话系统、ZA9341A消防联动控制盘，以上产品质量在多个地铁火灾报警系统的实施中得到验证。
②在设计中为保证火灾报警信息的传输和火灾模式的多重启动，成都地铁在FAS主机与综合监控系统相连的同时，还采用硬线与环控监控系统连接，降低了系统整体失效的机率。
③紧急广播在平时作为车站正常广播使用，火灾时由综合监控自动将广播音响强制切换到火灾事故广播状态，此设计既可满足消防预警需要，同时设备运行状态每天都能得到有效验证，从而降低该设备的故障发生机率。
④消防联动控制盘采用间隔回路的方法设置探测器，能预防单个回路的失效导致整个消防联动控制盘失效，降低该设备失效机率。
⑤在运营维保中为100%兑现预防性检修计划，引入EAM系统科学管理计划性检修工单。该系统自动提前将检修计划作业工单弹出，作业人员作业完毕后，由生产调度关闭工单，实现对检修工单闭环式管理。
⑥强化运营维保人员业务技能、应急处置能力培训。围绕设备故障处置频繁开展劳动竞赛、应急演练等活动，增强员工动手能力，提高应急应变素质。
5 改进结果
在设计、建设、运营维护各环节采取一系列措施后，重新对上述设备进行了评定，评定结果如表3。
从改进前后风险矩阵对比可以发现，各主要设备的风险发生频率降低，其风险等级均降至R4，达到了安全风险等级。
成都地铁１号线FAS系统自2010年9月份底开始试运行已逾500天，系统运行平稳，未出现一起消防设备事故。
6 结语
通过对FAS系统实施风险管理，在设计、建设、运营维保全过程采取有效的措施，最大限度降低了设备故障发生概率，提高了FAS系统可靠性，切实保障了地铁运营安全。
参考文献：
［1 ］ 张文昱. 风险矩阵方法和模糊风险矩阵方法的若干拓展及其在应急管理评估中的应用［R ］. 武汉：中国科学院科技政策与管理科学研究所，2010.
［2］ EN50126-1999，应用于铁路的可靠性、可使用性、可维修性、安全性（RAMS）规范及验证［S］.
［3］ 黄宏伟，叶永峰，胡群芳. 地铁运营安全风险管理现状分析［J］. 中国安全科学学报，2008，18(7).
［4］ 章 扬，陈 辉，田 源. 地铁综合监控系统的可靠性、可用性、可维修性、安全性设计［J］. 城市轨道交通研究，2009(4).
［5 ］ 魏晓东. 城市轨道交通自动化系统与技术［M ］. 北京：电子工业出版社，2004.
［6］ 王海燕，郭晓蒙. 地铁火灾自动报警系统探讨［J］. 消防科学与技术，2010，29(3).
京公网安备 11010202007575号