康晓月

(中铁五院集团公司，北京市  102600)

摘  要：以哈尔滨地铁1号线为例，对BAS系统的原理组成进行理论分析，该系统包括：设备管理用房的通风空调系统、给排水系统、空调水系统、电扶梯系统、照明系统、传感器：对这些系统的组成和在地铁中起到的作用进行详细阐述：介绍哈尔滨地铁1号线BAS系统设计的具体方案：系统设备构成、网络构成及供电方式。本次设计的BAS方案采用开放的、高效的计算机网络系统。该系统采用TCP／IP网络协议、标准的RS485通讯总线，由中央计算机与控制器联接，形成一套完善的集散控制系统。

关键词：综合监控系统；地铁；BAS; IBP;PLC；通风空调系统；空调水系统：电扶梯系统

中图分类号：TU921doi:  10. 3969／j.issn. 1003 - 8493. 2016. 04. 011

1  概述

 随着我国城市化进程的加快，地铁成为我们重要的交通工具之一。地铁是个独立的有轨交通系统，不受地面道路情况的影响，按照设计能力正常运行，效率高、无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。由于地铁客流量较大、人员集中，为了营造舒适的环境，必须构建BAS系统以对地铁内车站及建筑物中的设备进行监控，实现正常运营时及灾害情况下对各个系统的监测和对设备的调整。

 BAS系统由以下几个部分组成：中央监控站（控制器和网关）、现场装置及通信网络组成。

 国外的地铁发展史较长，自动化系统的应用程度较为成熟。例如：韩国的仁川地铁，法国巴黎U号地铁都采用了综合自动化系统。近年来国内也引进了综合自动化系统。例如：北京地铁13号线将供电，环控防灾报警集成为同一系统。深圳地铁1号线将电力监控系统、火灾自动报警系统、电力设备监控系统合为一个系统。

 地铁自动化系统基本上是依托硬件软件将子系统之间的信息联系起来。BAS也就是我们常谈到的楼宇自动化系统，而地铁线路中由于建筑物的结构复杂，设计标准提高，设备的型号、数量有了明显增加，需要监测控制的点多达几千点甚至上万点。采用BAS系统可降低维护管理工作量，提高系统管理水平，节省运行能耗。

 地铁线路中，通常在车站设置保障正常运营的通风空调设备、照明设备、屏蔽门系统、自动扶梯等机电设备，以及给排水设备。此外，还有在紧急状态下乘客疏散、报警、救灾的火灾报警系统、水消防系统、气体灭火系统、防排烟系统、防烟设备等机电设备。为实现这些设备和系统间相互有序的联动控制及监控，采用“环境设备监控系统”  (Electrical and

Mecharucal Control System - EMCS或BuildingAutomatic System - BAS)，形成硬软件结合的轨道

交通运营保障系统。

2  BAS系统各子系统

2.1  设备管理用房的通风空调系统

 该系统又称为小系统，主要是调节办公用房及设备用房的湿度和温度，为地铁中的设备提供合适的运行环境，并为地铁工作人员提供舒适的办公环境。与此同时该系统承担了灾害状态下的换气、通风及排烟等功能。

 系统的设备主要包括送风机、空气处理机、排风机、回排风机、防火阀、调节阀等。系统的通风设备兼作设备管理用房及车站的排烟系统。

2.2公共区的通风空调系统

 该系统又称为大系统，承担调节公共区的湿度和温度的功能，为乘客和地铁工作人员提供舒适的乘车和工作环境；同时系统承担紧急及灾害状态的换气、排烟及通风作用，确保乘客和员工的人身安全。

 系统设备主要包括空调新风机、空调机组、回排风机、电动组合风阀、防火阀、调节阀等。系统设置在地下车站，其通风设备兼为车站公共区的排烟系统。

2.3给排水系统

 给水系统的功能是为地铁站的生产、生活及消防等提供合格的水压，满足水质和水量要求。

 排水系统的主要功能是将车站的废水和污水分类集中并就近提升排放。区间排水设备的功能则是排放地下区间的废水和雨水等。

 系统设备主要包括用于设备状态监视和安全保护选择的压力开关、温度开关、风流开关、水流开关、水位开关、压差开关等，以及开关量式输出的传感器。

2.4空调水系统

 该系统主要给空调系统提供冷却水。

 系统设备主要包括冷水泵、冷水机组、二通调节阀等。较大规模的空调水系统设置集水器和分水器。水泵、冷水机组等设备的入口处应该安装过滤器或者除垢器。空调水系统还应设置必要的压力计和温度表等传感设备。  

2.5隧道通风系统

 隧道通风系统一般情况下主要完成隧道的换气和排热，火灾情况下则用于定向排热、排烟及送新风等。

 该系统主要由射流风机、区间隧道通风( TVF)、轨顶及轨旁排热风机(OTE／UPE)等组成。

 射流风机设置在地下车站的出入线、联络线、存车线上、负责这些区域的通风及火灾排烟。

 TVF风机通常设于地下车站的两端或者区间的中间风井内，主要用于机械通风和隧道活塞风，以及火灾时的排烟功能。TVF系统设备主要是：消声器、TVF风机、电动组合风阀等。

 OTE／UPE系统设置在站台的轨行区，其功能是在列车停车期间进行排热。

2.6  电扶梯系统

 主要设备包括：升降电梯、自动扶梯。

 该系统主要用于设备物品及乘客的出入站运送等。

2.7照明系统

 地铁的动力照明系统通常用于办公设备区和车站公共区辅助照明，包括正常照明、应急照明系统及为设备提供电能的动力系统。

 照明系统主要包括站厅／站台应急及正常照明、出入口照明、广告照明、区间照明、事故照明、工作照明等。

2.8传感器

 传感器可对各种液体流量进行测试，对环境参数进行采集以及对参数进行计量控制。

 传感器主要包括：传感器和执行器两部分。其中传感器包括：空调水系统压力传感器、电磁流量计传感器、差压传感器、水管式温度计传感器。执行器主要包括差压调节阀及调节二通阀。

3  哈尔滨地铁BAS系统设计方案

 哈尔滨地铁1号线是哈尔滨地铁“十线一环”规划中第一条开通运营的线路，由哈尔滨地铁集团有限公司负责运营。

 该线东起道外区哈东站，沿太平桥、东西大直街、学府路分布，西至哈南站。全长17. 47 km，设18座车站和1座车辆段。

 2012年11月6日，哈尔滨地铁1号线轨道铺设全线贯通，2013年9月26日正式试运营通车。

 哈尔滨地铁1号线是我国首条耐高寒地铁线路，可以在零下38℃低温环境中持续运行。本文以哈尔滨地铁1号线某站为例介绍BAS系统。

3.1  系统设备构成

 该站设有车站级BAS系统，系统由车站监控工作站、主从冗余的PLC控制器、触摸屏、IBP盘PLC、网络交换机、各种远程I／O模块、通信接口模块、各类传感器、各种配线电缆等组成，可实现对隧道及车站的通风系统、空调小系统、冷水系统、照明系统、给排水系统、电扶梯、安全门、电伴热等设备的监控，如图1所示。

3.2  系统网络构成

 在车站两端的环控电控室中分别设置冗余PLC和双交换机，在车站控制室中有BAS监控工作站、IBP盘PLC及交换机等设备，上述设备通过交换机，采用光纤双环网方式连接，构成车站BAS控制层的网络。车站BAS通过通信专业提供的冗余传输通道实现与控制中心的信息传递。

 在车站的环控机房、照明配电室、车站各类水泵、电扶梯、电伴热等设备附近设置远程I／0设备，远程I／O设备通过光纤环网与PLC连接；BAS通过远程I／O模块和通信模块实现对各类机电设备和传感器的监控。

 在车站环控电控室PLC机柜上设置触摸屏，可实现在现场进行操作。

 车站BAS系统与火灾自动报警系统采用通信接口进行通信。车站BAS主冗余PLC通过RS485协议与车站火灾自动报警控制器相接，实现与FAS报警、联动信息的通信。火灾时，FAS系统提供火灾信号，BAS系统转入火灾模式运行，工况执行完毕后BAS系统给FAS提供一个反馈信号。车站控制室内还设置紧急控制盘（IBP盘），是BAS火灾工况自动控制的后备措施。

3.3  系统的供电方式

 BAS系统电源采用UPS供电，UPS电源由通信专业统一设置，电源容量为8 k VA，由FAS专业设置配电箱，为BAS提供UPS分路电源。

 BAS系统采用综合接地方式，接地电阻不大于1 Ω与通信系统共用接地箱，接地箱由通信系统提供。

4结语

 BAS系统是将传感器和软件系统相结合的车站监控系统，该系统能够全面监控车站大部分设备的运行状态。通过设计施工发现BAS系统对地铁的监控有效地提高了地铁的运行质量，保证了地铁安全运行。使地铁环境满足乘客的舒适度要求。设计运行效果将有待时间的检验。