軌道交通環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)概述
地鐵與輕軌的正常運(yùn)營是通過多種機(jī)電設(shè)備與各類控制系統(tǒng)來保證的，其中，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是為滿足和保證人員及設(shè)備運(yùn)行所需內(nèi)部空氣環(huán)境的關(guān)鍵工藝系統(tǒng)，是 地鐵中不可缺少的一個(gè)重要組成部分，諸如照明、給排水、導(dǎo)向、屏蔽門、電扶梯等機(jī)電設(shè)備又是直接服務(wù)乘客的，其運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到地鐵的服務(wù)質(zhì)量。監(jiān)控及管理 上述各類設(shè)備運(yùn)行的地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵運(yùn)營中處于較重要的位置。環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，英文簡寫為EMCS，我國地鐵規(guī)范成其為BAS。BAS系統(tǒng)是一個(gè)典型的集成系統(tǒng)，BAS系統(tǒng)同樣具備集成系統(tǒng)的三個(gè)基本特性：開放系統(tǒng)、應(yīng)用需求和接口。
從BAS系統(tǒng)的中文名字即可看出，其被控設(shè)備從工藝作用方面可劃分為兩類：環(huán)控系統(tǒng)工藝設(shè)備和地鐵建筑附屬其他機(jī)電設(shè)備。BAS系統(tǒng)的控制范圍及相互關(guān)系如圖1所示。
圖1 BAS系統(tǒng)的控制范圍及相互關(guān)系
一、環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備
環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備主要是車站和隧道的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，包括車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)。
1、車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
1）公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備
2）車站設(shè)備與管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備
3）空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備
4）各類傳感器、執(zhí)行器
2、隧道風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備
這 類設(shè)備的作用域是隧道，包括區(qū)間隧道和車站隧道。它們?cè)谡＿\(yùn)營情況下用于排熱換氣、災(zāi)害情況下用于定向排煙、排熱和送新風(fēng)。有關(guān)這些設(shè)備的安裝位置、數(shù) 量、功率、運(yùn)行模式等等是經(jīng)設(shè)計(jì)單位根據(jù)工藝設(shè)計(jì)、軟件仿真而決定的，這些不是本書討論的重點(diǎn)，這里簡介它們的運(yùn)行特性、監(jiān)控方式及接口。這些設(shè)備一般包 括：
◆ 區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)（TVF），安裝位置多在車站站層兩端頭、長區(qū)間隧道的中部；
◆ 配線隧道風(fēng)機(jī)，安裝于配線隧道內(nèi)、隧道交匯處；
◆ 車站隧道風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)軌道上排風(fēng)OTE和站臺(tái)下排風(fēng)UPE），一般位于車站站廳層兩端；
◆ 相關(guān)組合風(fēng)閥，多在各種風(fēng)機(jī)、風(fēng)井附近；
◆ 隧道峒口的風(fēng)幕機(jī)等。
區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)、射流風(fēng)機(jī)是三態(tài)設(shè)備：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，并附有多個(gè)狀態(tài)反饋點(diǎn)。車站隧道風(fēng)機(jī)一般也是三態(tài)設(shè)備：高速、低速和停止，并附有多個(gè)狀態(tài)反饋點(diǎn)。其他均為兩態(tài)設(shè)備。
3、給排水設(shè)備
給排水設(shè)備包括兩類設(shè)備：電動(dòng)蝶閥和水泵，具體如圖2示：
4、照明與導(dǎo)向指示
照明一般包括工作照明、廣告照明、出入口照明、區(qū)間照明、事故照明電源及與消防無關(guān)電源等。
5、電梯與自動(dòng)扶梯
屬于車站公共區(qū)的配套設(shè)備，一般位于車站公共區(qū)和出入口處。
6、屏蔽門
如果環(huán)控系統(tǒng)采用屏蔽門制式，屏蔽門控制系統(tǒng)一般納入BAS的監(jiān)控和管理范圍。
屏蔽門安裝于站臺(tái)層，站臺(tái)和隧道的交界處，用以隔離車站和隧道，當(dāng)沒有列車停靠站臺(tái)時(shí)，屏蔽門處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)有列車停靠時(shí)，屏蔽門將隨著車廂門同時(shí)打開或關(guān)閉。屏蔽門自成系統(tǒng)，由專用控制器控制。其控制器通過串口方式接口車站通訊控制器，從而接入車站局域網(wǎng)。
7、人防門
人防門一般位于隧道內(nèi)，平時(shí)常開，BAS通過IO接口對(duì)其只監(jiān)視，不控制。
8、 防淹門
一般在過江或湖泊的隧道內(nèi)設(shè)有防淹門，同樣BAS系統(tǒng)將通過IO接口監(jiān)視其狀態(tài)。
二、設(shè)備分布特點(diǎn)
BAS所控設(shè)備分布特點(diǎn)是：車站兩端是環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備的集中安裝地，如風(fēng)機(jī)房、冷水機(jī)房等，而其他設(shè)備除電扶梯、排水設(shè)備、站廳站臺(tái)的空氣參數(shù)傳感器等分布不規(guī)律外，基本上都集中在車站兩端的不同位置。了解和確定設(shè)備分布特點(diǎn)是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提。
三、系統(tǒng)功能
構(gòu)成BAS系統(tǒng)的不同層級(jí)所完成的功能是不一樣的，通過各級(jí)的有機(jī)配合，最終實(shí)現(xiàn)BAS的整體功能：
1、中央級(jí)功能
中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)BAS系 統(tǒng)的監(jiān)控核心，其功能設(shè)計(jì)應(yīng)面向地鐵運(yùn)營和維護(hù)，突出日常調(diào)度和防災(zāi)指揮功能，支持全局性的監(jiān)控和管理，并實(shí)現(xiàn)用于調(diào)度和運(yùn)營管理的數(shù)據(jù)設(shè)置、關(guān)鍵設(shè)備 （隧道風(fēng)機(jī)等）的搖控、組控及模式控制等功能，為環(huán)調(diào)及維調(diào)提供用于運(yùn)營管理的、全局性的、并且可實(shí)現(xiàn)區(qū)域性監(jiān)控操作的各類高效實(shí)用的監(jiān)控手段。
2、中央級(jí)監(jiān)控功能
1）設(shè)備監(jiān)控與管理
2）運(yùn)營調(diào)度及管理
3）在線幫助與決策支持
4）系統(tǒng)安全管理
5）通用人機(jī)界面功能
6）時(shí)鐘同步
3、中央級(jí)維護(hù)功能
中央級(jí)維護(hù)功能一般和OCC的監(jiān)控系統(tǒng)集成在一起實(shí)現(xiàn)，但有時(shí)需要在車輛段建立獨(dú)立的維護(hù)系統(tǒng)、培訓(xùn)系統(tǒng)等，此時(shí)該系統(tǒng)的邏輯級(jí)別和OCC的監(jiān)控系統(tǒng)是一致的，OCC監(jiān)控系統(tǒng)更注重全局的監(jiān)控及管理，而車輛段系統(tǒng)則更注重BAS系統(tǒng)的維護(hù)，同時(shí)根據(jù)需要，該系統(tǒng)又可作為OCC監(jiān)控系統(tǒng)的后備系統(tǒng)，同樣可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理功能。維護(hù)功能包括：
1）全線BAS系統(tǒng)工程管理
2）全線BAS系統(tǒng)監(jiān)控與維護(hù)
3）全線后備監(jiān)控與操作
4、車站級(jí)功能
車站BAS系統(tǒng)可以是一個(gè)以車站為單位的相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，從而完成車站BAS功能。車站BAS系統(tǒng)功能的主要目的是：
正常工況下，提供靈活多樣的、全面的監(jiān)控方式與手段實(shí)現(xiàn)對(duì)車站環(huán)控系統(tǒng)及其他機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控操作、實(shí)時(shí)控制，并通過先進(jìn)的、實(shí)用的控制算法和策略達(dá)到節(jié)能與優(yōu)化控制的目的；
非正常情況下，提供方便的協(xié)調(diào)和調(diào)度監(jiān)控手段來滿足和應(yīng)對(duì)特殊的工況需求，并根據(jù)調(diào)度及觸發(fā)命令完成模式控制。
車站BAS功能包括：
1）實(shí)時(shí)監(jiān)控與聯(lián)動(dòng)控制
2）車站環(huán)境參數(shù)監(jiān)控
3）車站空調(diào)系統(tǒng)控制
4）大系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化與智能控制
5）設(shè)備控制
6）防災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制
7）緊急后備操作
8）子系統(tǒng)獨(dú)立性
9）智能、優(yōu)化與調(diào)節(jié)控制
10）用戶友好的監(jiān)控功能
11）系統(tǒng)安全措施
12）報(bào)警監(jiān)控與管理功能
13）消防聯(lián)動(dòng)
14）系統(tǒng)恢復(fù)與保持功能
15）系統(tǒng)自診斷功能
16）系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控
17）參數(shù)化系統(tǒng)
5、就地級(jí)功能
1）信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換及傳輸功能
2）顯示與診斷功能
3）數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能
4）單臺(tái)設(shè)備控制功能
5）聯(lián)鎖控制
四、接口處理
BAS是一個(gè)集成系統(tǒng)，集成系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是要處理各種形式的接口。BAS需要通過各種接口方式實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的監(jiān)控，同時(shí)BAS不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，它必然要和地鐵其他專業(yè)子系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，如火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、低壓專業(yè)、通信專業(yè)、主控系統(tǒng)等。
1、與FAS接口
當(dāng)BAS承擔(dān)防災(zāi)任務(wù)時(shí)，BAS在火災(zāi)工況下其實(shí)是FAS的聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)國標(biāo)——《消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備通用技術(shù)條件》（GB16806－1987）中有關(guān)聯(lián)動(dòng)功能的描述，BAS系統(tǒng)已經(jīng)承擔(dān)了多項(xiàng)消防聯(lián)動(dòng)控制功能，并具備了標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的有關(guān)控制方式、響應(yīng)性、反饋顯示等技術(shù)要求。
BAS與FAS的接口點(diǎn)一般位于車站綜控室，BAS側(cè)接口設(shè)備為IBP盤控制器。
2、與低壓接口
一般而言，BAS通過和低壓配電系統(tǒng)接口來控制各種機(jī)電設(shè)備，通常環(huán)控系統(tǒng)采用馬達(dá)控制中心（MCC）來集中對(duì)風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥進(jìn)行電氣控制，而BAS則通過接口馬達(dá)控制中心實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)控設(shè)備的控制。
3、 與主控系統(tǒng)（MCS）接口
如果BAS集成于主控系統(tǒng)，則BAS的中心及車站監(jiān)控功能由主控系統(tǒng)完成，BAS則作為主控系統(tǒng)下面的一個(gè)子系統(tǒng)存在，此時(shí)BAS已經(jīng)不是一個(gè)獨(dú)立意義的系統(tǒng)。BAS和主控接口一般是網(wǎng)絡(luò)接口，主控系統(tǒng)與BAS控制器直接交換數(shù)據(jù)。
