高可靠度消防及排烟容错网路系统.doc

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1、高可靠度消防及排煙容錯網路系統朱啟銘國立高雄應用科技大學電子工程系研究生jucm@lycos.com黃榮沛國立高雄應用科技大學電子工程系研究生Jphuang@bit.kuas.edu.tw黃平和國立高雄應用科技大學電子工程系研究生pHHuang@bit.kuas.edu.tw李元容國立高雄應用科技大學電子工程系研究生H500803@yahoo.com.tw鄭平守國立高雄應用科技大學電子工程系副教授pscheng@cc.kuas.edu.tw摘要根據內政部統計，火災每年造成千餘人的傷亡，比颱風所造成的傷亡人數還多。這數字可以靠消防設備的建置來降低，但

2、業主設置消防設備的目的通常只是為了應付消防檢查，平常不進行測試檢查，縱然有做檢查遇到故障也多半不會立即予以修復，更甚者乾脆關機，以致於火災發生時系統不能及時發揮應有的效用。大部分業主平常不進行測試檢查的原因是嫌麻煩，因為目前的消防系統都有相同的缺陷，就是僅能偵測火警，無法自行偵測本身的故障，必須靠人員一個一個的檢查。在人員點檢間隔期間無法隨時得知偵煙器是否已經失效，也無法隨時得知受信總機本身是否故障。在東科大樓的案例中，低樓層大火被撲滅之後，第十六樓歷經十餘小時的緩慢延燒再次復燃，並且因為消防管線間早已被底層大火吞噬，致使消防系統無法在十六樓火苗未

3、茁壯前再度發出警告。針對現有消防系統的測試繁雜，本研究提出自我診斷方式，由定址器監測感應器、中繼器輪詢定址器與受信總機輪詢中繼器，中繼器負責回報所屬定址器與感應器的狀況總成，遇有狀況才由受信總機查詢得知是那一防火區劃發生狀況，對於系統在火場存活度的問題，本研究提出採用環狀容錯網路系統，當環路中任一處線路故障時仍可由另一方向傳遞資訊，並且因採用雙主機架構，即使其中一部受信總機故障時，另一部受信總機也可以馬上接管，並發出警告。本系統已在屏東縣政府停車場完工，並且實測證明環路中任意一處開路或短路都對系統防災工作毫無影響，並可顯示出環路故障點以警告值班人員

4、通知修復。除非漠視警告不予立即修復，否則極不可能同時出現兩處故障，萬一發生有兩處故障則兩處故障之間的設備雖無法與總機連絡，但仍可由中繼器執行本地防火區劃之防災工作，故本系統可為現代生活提供一個很好的防災保障。關鍵字：受信總機，防火區劃，容錯系統壹.前言九十年五月十二日汐止東科發生台灣歷來損失最大的火災，財產損失高達百億新台幣。究其災害擴大原因，主要為管線間施工不當未以鋼板阻絕，其次為消防系統未能發揮預警作用。為避免重蹈覆轍，前者較容易檢查並要求業主補強解決，後者因業主對於電路系統的操作維護不熟悉，所以妥善率一直難以提高。本文研究的目的就是為了解決現

5、場人員對消防系統的不熟悉，而提出一套可自我診斷並具容錯功能的系統，以祈對國人生命財產的安全更有保障。全文將簡介現有的系統並檢討其弱點，然後提出我們所構想的系統，並檢討實施後所發現的問題逐一予以對策，最後以重新擬定的方案來結束本文。貳.現有的消防系統圖一，現有消防系統圖一為典型的R型消防受信系統，FAP代表火警受信總機，R為中繼器，SA代表定址偵煙器，P為集中式排煙控制器，此類系統含有三大問題。其一是受信總機與中繼器之間採用RS-485作溝通，當RS-485發生斷路故障時受信總機能發出斷線警告，但無法對斷路區域繼續進行監控。當RS-485發生短路故障

6、時受信總機僅能發出斷線警告，完全無法對現場繼續進行監控。其二是定址偵煙器事實上分兩個部分，即定址器與偵煙器，定址器故障可以被電腦偵測到，而偵煙器故障則無法以電腦偵測，必須由人工進行煙霧測試。其三是不具備排煙專用的控制機能，一旦發生火警就將排煙風扇與排煙窗全開，雖顧及到人員生命安全，但對財產安全及火勢發展沒有好處。且，排煙設備由受信總機統一指揮，遇到主機通訊故障的狀況時排煙設備根本沒有機會動作。參.容錯消防系統圖二，容錯消防系統方塊圖如圖二，SAP代表消防暨排煙受信總機，R為環型中繼器，P代表區域排煙控制器，SA為定址偵煙器，W為排煙窗。此系統的優點

7、分述如下。一，主機容錯――可在環路中任一處插入多台主機，當其中一台主機故障時可立即由另一部接管。且資訊分享，所有主機皆可查知系統狀況及同步發出警報。二，環路容錯――環路採雙向通訊，當主機無法由其中一方向獲得資訊時會嘗試由另一方向進行溝通。使得系統環路在任一處故障時主機仍能持續監控。三，本地控制――排煙控制器有專屬偵煙器，當所轄的防火區劃發生火警時，即使無法將訊號傳回受信總機，仍然可以進行單獨動作。肆.實施後發現的問題本容錯系統在九十四年十月於屏東縣政府立體停車場完工，經實測證明環路中任意一處開路或短路都對系統防災工作毫無影響，並可顯示出環路故障點以

8、警告值班人員通知修復。但其間發現若干問題必須加以修正解決。一，人員素質問題――施工期間發現配線人員素質極差，多為國中程度以