关于地铁防淹门水位报警系统的优化

孙娟娟

摘 要：论述地铁防淹门系统的组成及功能。分析目前防淹门系统常见故障，针对目前防淹门水位报警系统缺陷提出优化改进方案，确保防淹门水位报警系统的正常运行。

关键词：防淹门；可编程控制器；水位计

根据《地铁设计规范》的相关设计要求，对于需要穿越江河湖海等水域的地铁建设工程，必须在穿越该水域的进出口两端的合适位置实施相应的防淹措施或者加装防淹门装置[1]。防淹门水位报警系统是地铁的重要防淹设备，当穿越水域的区间隧道发生水灾事故时能够及时阻止水流灌入地铁隧道与站台的有效保障。在蓄水地下区域隧道内加装防淹门水位报警系统，能够有效防止因突发意外事故而导致洪水进入地铁，从而避免引发大范围的地铁财产损失与人身伤亡，有效保障地铁内相关设备与地铁乘客的人身安全。

1 地铁防淹门水位报警控制系统概况

1）地铁防淹门水位报警控制系统的组成。

防淹门水位报警控制系统主要由中央级控制、车站级控制以及现场三级监控和车站级控制、现场二级监控。防淹门水位报警控制系统将每一扇防淹门设计为相对独立的单个子系统，则每一扇门的开启与关闭互相独立。中央级、车站级的监控与检测数据的传输网络设备则是由综合监控系统来实现，而现场设备则包含防淹门的PLC控制器[2]、控制按钮、水位探测器、UPS电源设备、警笛警铃指、示灯等组成。

2）地铁防淹门水位报警控制系统的主要功能。

地铁防淹门水位报警控制系统的主要功能是：不断采集水位信息，对区间的水位实行预报警、危险水位报警并对区间水位的上涨速度报警；实现防淹门门体水位控制并显示水位状态；实现防淹门系水位报警控制系统与其相关控制系统的信号传送与接收。

3）地铁防淹门水位的自动检测分析与报警。

当前国内外地铁建设工程中的水位自动检测分析报警主要包含两种方式。第一种水位自动检测分析报警方式是由防淹门水位报警控制系统负责在防淹门位置设置水位检测、分析与报警，将采集到的水位数据进行分析处理之后上传到车站级控制与中央级控制， 防淹门的开启与关闭由中央级控制发出指令控制。第二种水位自动检测分析报警方式是区间水位的检测只能由防淹门水位报警控制系统现场进行设置，但检测到的水位数据系统无权进行分析，必须立即将检测到的书记上传到车站级控制与中央级控制， 最后由BAS系统对数据进行相应的分析和处理，提供报警命令，由相应的信号系统下发开启指令与关闭指令。

2 地铁防淹门水位报警控制系统故障分析

1）地铁防淹门水位报警控制系统的故障分类。

（1）电气设备出现故障误报故障信息。

（2）防淹门系统与信号系统（发出请求或允许关闭的信息）的接口有故障。

（3）在紧急状态下不能及时关闭防淹门。

（4）当危险解除后不能将关闭的防淹门开门并复位到正常的位置。

2）地铁防淹门系统的故障影响。

当防淹门需要紧急关闭时不能关闭，则可能导致大量水流灌入地铁隧道与站台，造成设备损坏、财产损失与人员伤亡等严重影响。假如由于防淹门设备故障导致系统误报故障信息或者在防淹门需要打开时却不能打开，则区间的防护信号机会自动关闭，从而导致信号系统不能正确排列列车的进路，将直接影响行车的正常运行。由此可见，防淹门的水位报警系统的正常运作尤其重要。

3 地铁防淹门水位故障报警系统优化

1）地铁防淹门水位故障报警系统现状。

防淹门自动报警装置由设于区间隧道内左线隧道水位探测器SB07、SB05，右线隧道水位探测器SB02、SB04，和设置于防淹门控制室的PLC机及其他外部设备组成。

车控室及防淹门控制室均装设有报警电铃和电笛。主要完成隧道内轨底面20mm至轨面400mm范围内的水位4级检测（只作大于或等于设定水位上涨速度的检测），即检测1级报警后，1与2级报讯点水位上涨速度大于某值时，系统自动进行2级报警；检测一级报警后，二与三报讯点间水位上涨速度大于某值时，系统自动进行二级报警，当隧道内水位上升至轨顶400mm处时，系统发出水灾及隧道安全行车的二级报警信号。

随着时间的推移，地铁防淹门系统慢慢的出现水位计故障，故障原因为浮球水位开关线缆老化，电缆变硬了，测量不出准确的状态信息，在参考线范围中不能反馈水位信息，而且还有较大偏差，有时未到设定水位，就引起水位报警，而且水从入水口流下泵房，引起集水井水位水浪翻涌會出现重复的报警信息出现，导致反馈到PLC的信号不稳定，从而不能正确处理故障。

2）地铁防淹门水位故障报警系统优化改造。

为保证浮球水位计能够及时准确地实现报警动作，本次对浮球水位计改造将从以下几个步骤进行改造设计：

（1）由于原报警系统为四级报警系统，井水位在左右两侧分别设置两种级别报警监控，出现浮球不能正常动作的现象，为了避免浮球不能正常动作，在原有左右两侧分别设置两种级别报警监控的设计基础上分别将左右两侧改造为四种级级别的报警监控，如下图所示，形成全新的检测报警系统，既井水位左右两侧均有四级报警监控，报警系统提升为八级检测报警系统。

（2）防淹门系统的PLC程序的改造。

改造水位计之后，原防淹门系统的PLC程序已不适用，须对原程序进行编程修改[3]，将同水位两个浮球的启动报警设置为“与”关系，使得同水位两个浮球能够同时动作，并发出报警命令。

（3）防淹门水位故障报警系统水位计优化改进后，需进行手动注水模拟测试，首先，注满水池到参考水位1～4级水位分别完成所需报警状态，手动将四个水位短时间动作，完成上涨超速报警，完善了多级水位状态，最终确保防淹门水位报警系统的正常运行。

4 结语

通过对防淹门水位故障报警系统改造，更换原有的缺陷水位计，修改PLC程序使设备更稳定的运行。保证了地铁防淹门水位故障报警系统的功能可靠，同时操作简单，改造成本低，具有很好的推广价值和使用前景。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部.GB50157—2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[2]孙承志.施耐德PLC 基础与应用技术.北京：机械工业出版社，2009.

[3]王伟.可编程控制器的使用和维护.北京：化学工业出版社，2005.