摘要：在地铁环境与设备监控系统中，需结合地铁的实际情况，运用正确的方法进行选择，才能够确保地铁的安全稳定运行，促进我国社会经济的长远发展。因此，本文对地铁环境与设备监控系统方案进行了具体的分析和研究。
关键词：地铁环境；设备监控；系统方案
1、引言
近几年，地铁建设得到了大力推广，除了北京、上海、广州等一线城市外，我国很多二线城市也相继开始修建地铁。环境与设备监控系统（BAS）是地铁运营中应用时间比较短的系统之一，国内最早建设的地铁环境与设备监控系统到现在只有十年左右。它的主要功能是对隧道通风系统设备、车站通风空调大系统、通风空调小系统、空调水系统设备、给排水设备、自动扶梯、电梯、乘客导向系统、照明系统、事故电源、区间给排水等进行全面的运行管理与控制，并在灾害发生时能够及时迅速地进入防灾运行模式，保证人员的生命安全和减少财产损失，改善地铁环境的舒适度，提高地铁自动化运行的水平，起到安全、可靠、节能的作用。
2、系统方案
2.1全线系统构成
环境与设备监控系统是由综合监控系统组建的全线监控系统，采用分层分布式系统结构，包括中央级、车站级和现场级3层，具有较强的独立性，既可以脱离综合监控系统(ISCS)独自实现车站BAS的主要监控功能，又可以在ISCS的统一调度和协调下实现车站之间的联动功能。
中央级：BAS 的中央级主要是控制中心 (OCC) 的调度工作站，由综合监控系统实现。车站级：包括车站级综合监控功能和车BAS监控功能，正常情况下，车站级综合监控功能由综合监控系统完成。车站BAS监控功能以车站BAS维护终端、BAS监控工作站、32位PLC控制器为平台实现。现场级：位于车站各监控点或数据采集点，包括传感器、执行器、远程I/O模块、接口模块等。BAS 网络采用分层分布式现场总线结构，由PLC 控制设备、现场传感器、维护终端等组成。监控的对象包括各个车站的区间隧道通风系统、公共区通风空调系统、车站设备管理用房区通风空调系统、空调水系统给排水系统、电扶梯系统、低压动力照明系统等设备。
2.2车站级系统构成
与车站控制室同在一端的BAS冗余PLC控制器将作为车站级BAS主控制器，提供标准的、开放的网络接口，用于接入ISCS交换机。车站两端的冗余PLC控制器通过现场总线通讯模块组成环型网络。综合后备盘（IBP）盘内PLC与BAS主控制器通信连接，将IBP 盘面上的模式指令下发至主控制器，再通过现场总线网络下发至相应的现场级远程I/O模块中。车站级BAS主控制器留有与车站级火灾报警控制器的通信接口，用于接收确认的火灾报警信息和火灾联动模式指令。中央级BAS的各种模式指令及车站级火灾联动模式指令将通过主控制器处理、分发、下传至现场级远程I/O模块中，实现火灾工况下对共用设备的联动控制，协同车站级FAS完成防救灾工作。
3、设备监控系统中的网络配置方案
环境与设备监控系统中使用的通信方式可以分为总线网络方案和以太网方案等两种网络配置方案。
3.1总线网络配置方案
该方案的建设理念是通过总线将PLC控制器的各个远端I/O以及智能通信设备和一些小型的控制设备、控制器等设备统一接入交换机，实现对所有机电设备进行统一的管理和监控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总线网络方案是采用传统的总线接入方式，该方案具有实时性好、可靠性高、成熟性、总线网络自愈能力比较强等特点，而且该方案的建设成本比较低，在方案中采用的通讯介质主要以同轴电缆、双绞电缆为主，网络通讯速率可以达到5Mbps，是我国地铁站内常采用的网络配置方案。
3.2以太网网络配置方案
在采用以太网方案的过程中，其与总线网络的建设原理基本一致，但相比较总线网络方案而言，以太网方案主要具有如下几个方面的优势，以太网方案是采用以太网的接入方式来实现网络控制的，以太网方案具有网络自愈能力较强、一网到底的特点。但是，该方案的建设成本比较高，方案建设中采用的网络通讯介质主要以以太网为主，同时还需采用工业以太网的标准协议，方案中需应用到工业交换机，虽然该方案的成本比较高，可通讯速率是比较可观的，大约在100Mbps 左右。因此，在实际的选择上，需要根据地铁实际的规模的大小，选择合理的方案，才能够进一步促进地铁的良好运行
4、地铁环境下监控设备的BAS方案
车站BAS方案建设主要是通过车站两端设置的冗余PLC控制器与网络配置相结合，主要分为PLC控制器与总线网络控制层、PLC控制器与工业以太网等两种BAS方案。
4.1 PLC控制器与总线网络控制层的配置方案
该方式是需要分别在车站两端的环控电控室各设置冗余PLC控制器，车站两端的PLC控制器分为一主一从，将靠近综合控制室一端的作为主控制器，另一端的作为从控制器。该方案是通过总线将车站两端的PLC控制器的各个远端I/O以及智能通信设备和站内一些小型的控制设备、控制器等设备统一接入车站现场交换机。如通风空调设备、电扶梯、给排水设备、水冷设备、安全照明灯等与火灾报警和在火灾情况下使用的机电设备。在车站内监控系统中采用的FAS系统以及BAS控制器都存在接口，实现在车站发生火灾的情况下，FAS系统将火灾模式命令下发到BAS控制器，在此情况下BAS控制器将运转模式转为火灾模式，并且启动相关的机电设备等。
4.2 PLC控制器与工业以太网的配置方案
该方案主要是将工业以太网应用到车站BAS系统构建中，实现BAS系统的地城网络系统。该方案的主要原理是将车站两端的环控电控室、站内车控室以及其他的设备附近设立工业以太网的交换机，组成一个光纤互联的工业以太网通讯系统。在车站内监控系统中采用的FAS系统以及BAS控制器都存在接口，实现在车站发生火灾的情况下，FAS 系统将火灾模式命令下发到BAS控制器，在此情况下BAS控制器将运转模式转为火灾模式，并且启动相关的机电设备等。该方案在地铁站中被广泛的应用，是地铁车站BAS系统发展的标志。
结束语
地铁站内环境复杂，机电设备种类和数量众多，环境与设备监控系统涉及许多系统的设备监控，有其特殊性。随着自动控制、计算机、通信、网络等技术的不断发展和应用，地铁自动化运营更加可靠，安全，节能。在新线实践中，根据地铁的实际情况，应最大限度的提高地铁环境控制系统的自动化水平。
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]吴辉.地铁机电设备监控系统设计与实现[D].广东：广东工业大学，2005.
[3]曲立东.地铁车站BAS的结构设计[J].机电工程.2007（1）：83-85.
[4]曲立东.城轨交通环境与设备监控系统的结构比较[J]．机电工程，2006（3）：90-92.
论文作者:唐耀斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：车站论文; 方案论文; 控制器论文; 地铁论文; 系统论文; 监控系统论文; 以太网论文; 《基层建设》2019年第19期论文;