1、地铁环境与设备监控系统设计探讨摘要：地铁的建设是城市现代化的重要标志。为确保地铁各个系统的安全可靠运行，设置环境与设备监控系统（BAS）非常重要。本文就地铁环境与设备监控系统的设计进行了全面阐述。 关键词：地铁环境与设备监控系统中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 地铁监控系统是现代地铁设计与建设的重要组成部分，是保障地铁行车安全、 站内环境安全以及灾害事故预防的关键。通过地铁监控系统的科学设计与实施能够有效的预防各项群体事故的发生，保障站内与车内人员的安全。机电设备监控系统即地铁规范中的环境与设备监控系统(BAS)是将计算机及其网络技术相结合的机电设备自动化控制系统，该系统的控制对象主
2、要有通风空调设备、给排水设备、正常照明设备、火灾自动报警系统、漏水报警系统等子系统设备。 一、地铁环境与设备监控系统的概述 地铁中的 BAS 系统组建主要存在两大方式，一种是在各车站中形成相对独立的系统，通过维修工作站、现场触摸屏、PLC 控制器等实现对环境和机电设备的监控（上海等） ；另一种是与综合监控系统集成，在综合监控系统的协调下完成其功能（广州、深圳、港铁等） 。随着综合监控集成技术的不断发展和成熟，第二种方式被越来越多的新建线路所采用。 BAS 系统对通风空调、给排水、电扶梯、低压配电与动力照明等各子系统的车站设备进行全面、有效的监控和管理。BAS 系统通过手动、自动或就地等方式控制
3、设备的启停，实时监控设备运行状态、环境参数，采集、处理并记录有关信息，调控车站的环境舒适度，并通过时间表进行节能管理，以确保设备处于安全、可靠、节能、高效的运行状态，从而为乘客提供舒适的乘车环境。另外 BAS 系统还能在列车发生异常情况下（如火灾或列车阻塞事故） ，通过模式表控制车站设备进入相应的防灾模式，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。 二、地铁环境与设备监控系统的特点 地铁是一类特殊的建筑，是由多个车站通过隧道连接成的一个整体。地铁系统整体位于地下，是一个相对封闭的场所。内部空间（包括隧道和站台，站厅等）较大，但与外界连通的开口相对较少，只有
4、少量的通风井和车站的出入口与外界直接连通。由于功能上的要求，地铁一般是全年运行的，在车站和隧道内有大量的人流和车流。而且流量在不断地变化。 从环控的角度，地铁有以下特点： 1、受阳光，雨雪等外界气象条件的影响较小。 2、有显著的内热源。包括列车牵引、刹车系统散热，列车空调散热，人员散热等，是影响隧道及站台的热环境的主要因素。因此，地铁热环境的主要问题是过热，而不是过冷。 3、由于客流量的变化，内热源的强度也随之变化。其中既有以天，星期，年为周期的周期性变化，也有不规则的变动。 4、由于被厚土层覆盖，维护结构的蓄热量很大，热惰性明显。因此热环境要经历一个长期的变化过程才能达到稳定。从建成运行起，
5、一般要经历“结露防湿” （12 年） ， “升温” （515 年）两阶段后，才能达到“温度稳定”的阶段。 5、列车在隧道内的高速运动会引起“活塞风” 。活塞风的风量很大，是隧道内通风换气的主要动力，对无屏蔽门系统，也是车站通风换气的主要动力之一。D 但活塞风带来的负面影响也是明显的。对于无屏蔽门的地铁系统，由于活塞风将大量隧道空气及室外空气带入车站，车站空调负荷比有屏幕门的系统成倍增加 6、地铁内部的空间和发热量大，为了维持其热环境，环控系统的风机、制冷机、空调机的装机容量都相当大，由此引起大量的设备投资和运行能耗费用。在地铁运营初期，环控系统能耗甚至超过总能耗的50，严重影响到地铁的运营经济
6、性。因此，节能，是地铁环控系统必须考虑的问题。 7、由于地铁内部空间相对封闭，隧道内就更为狭窄。对于某些单线隧道，列车与隧道间隙很小，无法容人通过。而且地铁客流量大，高峰时车站及列车都相当拥挤，因此地铁一旦发生事故（包括阻塞或火灾） ，人员难以疏散，必须在设计时予以充分的考虑。 地铁环境的这些特点，使得地铁的环境控制不同于常规的建筑。其中既有有利的因素，也有不利条件。因此，在地铁环控系统的设计和运行中，要针对地铁的特点，充分利用有利的因素，克服不利的因素，在满足设备及人员对环境的要求的基础之上，采用合理的系统设计并进行科学的运行控制，实现最小的初投资和最低的运行费用。 二、设计原则 1、BAS
7、 应遵循分散控制、集中管理、资源共享的基本原则。 2、全线各车站机电设备（通风空调设备、给排水设备、照明设备、自动扶梯、电梯、导向标志、环境监测设备等）均纳入 BAS 的监控范围，在满足正常监控要求的同时，考虑节能优化控制。 3、火灾情况下，BAS 作为 FAS 的联动控制子系统，FAS 的主要作用在火灾报警功能方面，BAS 主要作用在于正常运营时对相关机电设备进行监控，以及发生火灾时接受 FAS 的信号，实现救灾模式控制。 4、BAS、FAS 之间设置可靠的通信接口。当车站发生火灾时，FAS 探测火灾发生的位置，通过设在车站控制室的通信接口，发布对应的火灾模式指令给 BAS，由 BAS 优先
8、执行相应的控制程序，从而控制防排烟及其它相关设备进入救灾状态。 5、区间发生火灾或列车阻塞停车时，隧道排烟或通风控制命令由控制中心 ISCS 发布模式控制命令，车站 BAS 接收命令并执行。 6、BAS 在车站级与 ISCS 实现集成，BAS 车站级功能、中心级功能由ISCS 实现。 三、控制模式 1、通风与空调系统设备 通风与空调系统包括区间隧道通风系统、车站隧道通风系统、车站大系统、车站小系统、车站水系统。监控系统根据正常、阻塞、火灾等环控工况要求，对设备进行模式控制。 （1）隧道通风系统：BAS 对隧道通风系统设备实行中央级、车站级、就地级三级监控隧道通风系统可分为区间隧道通风系统和车站
9、隧道通风系统。对于区间隧道通风系统，先由中央级下达运行模式指令到车站级，再由车站级对其设备进行模式控制；对于车站隧道通风系统，则模式控制指令直接由车站级下达。隧道通风系统设备的控制操作以中央级为主，当车站级 BAS 工作站控制失效时，由人工通过操作车站 IBP 上的紧急模式按钮进行控制。 （2）车站通风空调系统：BAS 对车站通风空调系统的设备实行中央级、车站级、就地级三级监控，控制操作以车站级为主。车站通风空调系统又分为车站公共区通风空调系统（车站大系统）和车站管理设备用房通风空调系统（车站小系统） 。BAS 对于车站大系统的控制模式为：正常运行、车站乘客过度拥挤、火灾事故运行，当车站公共区
10、发生火灾时，立即停止车站大系统的空调水系统，转换到车站大系统火灾运行模式。当站台层发生火灾时，利用站台回/排风系统及隧道通风系统同时运作排烟，车站内人员迎着新风方向从站台经站厅疏散至地面；当站厅层发生火灾时，利用站厅层回/排风系统进行排烟，站厅内人员迎着新风方向向地面疏散。BAS 对于车站小系统的控制模式为：正常运行、火灾事故运行。当设备管理用房发生火灾时，小系统立即转入到预定的火灾运行模式，立即排除烟气或隔断火源、烟气，设有排烟系统的内走道实施排烟、设有加压送风的楼梯实施加压送风。 2、给排水系统设备 地下车站排水泵、废水泵、污水泵、雨水泵根据高低水位自动启停。中央级、车站级监视所有水泵的运
11、行状态，并进行设备故障和危险水位报警。紧急情况下，BAS 可对区间排水泵进行远程启动控制。 地下车站给水管上的电动蝶阀由车站级按预定时间表自动开启和关闭，中央级、车站级监视电动蝶阀运行状态。 3、自动电/扶梯 正常情况下，自动扶梯在现场控制，中央级、车站级对其运行状态进行监视。火灾情况下，BAS 对电梯进行强制其运行至安全层的控制。 4、照明系统 对车站照明系统，进行车站级、现场控制级两级控制，现场控制级设在照明配电室。控制操作以车站级控制为主，中央级、车站级进行监视。 5、车站应急照明电源 中央级和车站级对车站应急照明电源的运行状态进行监视，对其设备故障进行报警。 地铁的车站及沿线分布着众多的机电设备,它们的正常、高效的工作为地铁的安全运营和 营造舒适的运营环境提供了保证。由于设备繁多复杂,人工监控管理不方便,因此,对环境与设备进行自动监控、管理,通过优化控制达到节能、延长设备寿命、减少人力的目的,进一步提高地铁运营的经济效益。 参考文献 1地铁设计规范（GB 50157-2003）S 2火灾自动报警系统设计规范（GB 50116-1998）S 3城市轨道交通技术规范（GB 50490-2009）S 4城市轨道交通工程项目建设标准（建标 104-2008）S
