摘要：环境与设备监控系统（ＢＡＳ）作为地铁机电系统中重要的组成部分，其在改善地铁的乘车环境、提高防灾自救能力、节能减排等方面起着关键性的作用。但就目前部分已运营数年和新建的一些地铁线路ＢＡＳ的使用情况来看，其在火灾专用设备的监控方式、通风空调系统结构与ＢＡＳ节能控制策略结合等方面仍存在一些问题。对这些问题一一做了分析和讨论，并提出了解决方案。
关键词：地铁；机电设备；监控系统
作为现代城市公共交通的重要组成部分，地铁的建设是城市现代化的重要标志。通过对欧美国家地铁发展的文献资料收集与整理可以看出，地铁防火安全、空气流通安全以及行车安全是地铁监控防护的关键。地铁监控系统的科学设计与养护能够有效降低设备因素、人为因素或故意破坏造成的地铁安全隐患。通过地铁监控系统的监控有效提高地铁安全防范工作质量，为火灾等事故发生时及时进行疏散、赢得疏散时间奠定基础。在现代地铁设计建设过程中加强地铁监控设计的科学化已经成为影响地铁运营安全的重点。本文论述地铁监控系统对地铁环境、火灾、安全等方面的重要影响，以此论述了地铁监控系统的重要性。
1.主要设计原则及标准
（1）BAS依据组网灵活、技术先进、便于扩展、运营可靠、管理方便、节约投资的原则进行设计，监控点预留10％至15％的裕量。（2）系统配置在满足系统要求的前提下，充分考虑设备的性价比，以便节约工程投资，降低运营管理维修费用。（3）BAS接受火灾自动报警系统（FAS）的火灾指令，对于正常工况和火灾工况兼用的设备，正常工况由BAS监控管理，火灾时由FAS发出指令，BAS执行联动控制，由正常工况转入火灾模式运行，火灾工况具有优先权。（4）系统设备满足地铁使用环境要求，能够稳定、可靠地工作，具有防尘、防腐蚀、防潮、防霉、防震、抗电磁干扰和静电干扰等能力，主要设备采用工业级标准通用产品。（5）系统采用标准的通信接口、开放的通信协议以及汉化的人机界面。（6）BAS硬件和软件的设计充分考虑系统的可靠性、可维护性、可扩展性、通用性和先进性，并具备故障诊断、在线修改、离线编辑的功能。同时系统设计遵循模块化原则。（7）控制设备满足工艺要求，选用先进的智能化设备。（8）BAS具有先进性、开放性和可靠性。所选用硬件设备必须全部为合格、成熟、可靠的正规产品，满足国内相关标准和规范，保证在20年内不被淘汰或可以用同类型产品代替、且不需要改变其它相关设备的硬件和软件。并保证设备的兼容性。系统提供足够量的备品备件，保证系统的正常运行。（9）BAS接地采用综合接地方式，接地电阻不大于1Ω。
2.系统主要功能
（1）中心级功能
BAS网络采用分层分布式现场总线结构，通过现场总线和RI／O与被控设备相连，监控通风与空调系统、照明系统、自动扶梯及电梯、给排水系统等，配置与综合监控、FAS等系统数据通信接口。
（2）车站级功能
BAS系统是对轨道交通车站及区间通风空调系统设备、给排水系统设备、电梯系统设备、动力照明系统设备、安全门、人防门等车站设备进行全面、有效地自动化监控及管理，进行程序自动、实时、定时、现场就地监视设备运行状态，控制开启和关停，检测环境参数，调控环境舒适度及节能管理。采集、处理有关信息，进行历史资料档案和设备维修管理。确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而提供一个舒适的乘车环境，并能在列车阻塞事故状态下，更好地协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行。
3.B A S控制器配置的进一步优化
BAS的车站级设备配置得到了极大精简,系统的性价比得到了明显提升。但笔者进一步思考,上述单端设置一组冗余主控制器的方案不仅适用于车站规模较小、通风空调系统采用单端送风形式的地铁工程,而且也适用于车站规模较大、通风空调系统采用双端送风形式的地铁工程,其信息处理能力和通信传输能力完全可以满足后者的需求。
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（1）然而,单端设置一组主控制器的方案在系统的抗风险方面存在一定的弊端,主要表现在:互为两台主、备控制器设置在同一端的环控电控室内,一旦发生火灾或其他灾害而遭到物理上的破坏,极有可能导致这两台控制器同时失灵,进而造成整个车站的BAS系统全面瘫痪,降低系统运行的可靠性和安全性。因此,需对该方案进一步优化,努力克服该缺陷。对此,笔者提出第三个方案:全站设置一套控制器,同时,为提高系统抗灾能力及运行可靠性,两台互为的主、备控制器分别设置在车站两端的环控电控室内,其车站BAS的网络构成。
（2）在本方案中,分别设置于两端环控电控室内的控制器A与B之间为完全相同配置(包括硬件和软件)的热备关系,通过两台控制器之间的冗余光纤实现功能。平时,只有一台控制器投入工作,负责监控管理本站范围内的所有相关机电设备。当该控制器故障时,迅速切换至另一台控制器。
（3）控制器A与B均通过以太网接口与ISCS连接,将信息集中上传至ISCS,实现BAS在ISCS中的集成。IBP盘RI/O、现场RI/O、智能低压模块、冷水机组、变频器、应急电源装置等,通过现场总线与BAS控制器连接。为了分散总线上的通信负荷,通信总线采用分端设置的方式,分别构建A端和B端控制网,两端的被控设备分别接入其所在一端的控制网,实现对相关设备的监控。照明、导向、排水泵、电梯、扶梯等设备信息和车站环境参数信息通过现场远程I/O采集并传送至控制器,现场I/O控制箱在环控电控室、照明配电室等处适当集中设置。FAS的通信接口通过协议转换装置,接入BAS现场总线。在火灾情况下,同时向两端控制器发送救灾指令。
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。BAS 系统在地铁环境下的监控对象有很多，具体监控对象如下：
（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。该方案的建设理念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[6]。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。
（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。该系统在地铁站中广泛的应用，是地铁车站BAS系统发展的标志。
结语；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）地铁环境与设备监控系统的设计_王菁.
（2）地铁环境与设备监控系统的设计与应用_杜庆欢.
（3）地铁环境与设备监控系统方案分析_刘文.
（4）地铁环境与设备监控系统方案分析_唐锡明.
（5）地铁环境与设备监控系统控制器配置方案_黄永波.
（6）地铁环境与设备监控系统设计中值得注意的几个问题_王建文.
论文作者:谭汶杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/12
标签：控制器论文; 地铁论文; 设备论文; 系统论文; 车站论文; 监控系统论文; 火灾论文; 《基层建设》2016年30期论文;