秦寧 王瑞賓 郭冬冬

【摘 ?要】BAS系統(tǒng)在地鐵環(huán)境控制中發(fā)揮著十分重要的作用。本文主要是從BAS系統(tǒng)的作用、功能出發(fā)，從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面分析其在地鐵環(huán)境控制中的作用，并探討其具體應(yīng)用，為相關(guān)從業(yè)人員提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】BAS系統(tǒng);地鐵;環(huán)境控制

地鐵BAS系統(tǒng)是將計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，利用分布式的微機監(jiān)控系統(tǒng)對地鐵內(nèi)的各種機電設(shè)備進行自動化控制。提高地鐵運行的安全與智能化，地鐵區(qū)間內(nèi)的空調(diào)通風(fēng)等設(shè)備的負荷大、耗資大，BAS系統(tǒng)以節(jié)能為特點，對其設(shè)備進行自動運行調(diào)整，不僅保證了地鐵車站內(nèi)機電系統(tǒng)設(shè)備的安全運行，更為乘客創(chuàng)造出安全、舒適的乘車環(huán)境，還可以減小地鐵運營成本。

1、BAS系統(tǒng)的主要作用及功能

BAS系統(tǒng)支持全局性的監(jiān)控、管理，運用于各種數(shù)據(jù)設(shè)備設(shè)置，實現(xiàn)區(qū)域性監(jiān)控手段，對地鐵全線車站的空調(diào)設(shè)備、各線區(qū)間通風(fēng)設(shè)施、隧道排水、冷水系統(tǒng)設(shè)備等的正常運行進行管控。BAS系統(tǒng)還會對地鐵車站里的機電設(shè)備實行管理與統(tǒng)計，在設(shè)備發(fā)生故障的情況下能及時的提出警示，具備信息傳輸?shù)墓δ?。在火?zāi)等突發(fā)事故出現(xiàn)時這一管理系統(tǒng)還能及時的啟動災(zāi)害模式，接收地鐵中FAS系統(tǒng)傳出的報警信號。對地鐵整體運行中的濕度及溫度等條件參數(shù)能夠進行檢測與分析。BAS系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)的環(huán)境控制設(shè)備進行管理，接收來自ATS接口的信息然后經(jīng)過地鐵車站中的模擬屏來準確的執(zhí)行命令，可以有效的避免地鐵出現(xiàn)堵車問題。

中央級功能主要是BAS系統(tǒng)的監(jiān)控核心系統(tǒng)所具備的功能，這一功能針對的是地鐵的整體運營與管理、維護等工作，其中有代表性的就是平時的調(diào)解、防災(zāi)指揮功能，它在對地鐵中的機電設(shè)備的運行維護中的數(shù)據(jù)設(shè)置、組控等功能中得到運用，為環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展提供了實用、全局化的監(jiān)控。另一個就是車站級功能，地鐵車站中的BAS系統(tǒng)是一個相對獨立的系統(tǒng)，只要可以具備車站內(nèi)BAS系統(tǒng)的功能就足夠了。

2、地鐵環(huán)境控制中BAS系統(tǒng)的設(shè)計

地鐵環(huán)境控制中BAS系統(tǒng)的設(shè)計可以分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個部分，組成BAS系統(tǒng)的重要框架，深入控制地鐵運營的環(huán)境。

2.1硬件設(shè)計

BAS系統(tǒng)硬件設(shè)計的核心是優(yōu)化地鐵環(huán)境控制，防止地鐵環(huán)境中出現(xiàn)失控的風(fēng)險。首先是BAS系統(tǒng)硬件的配置設(shè)計，尤其是I/O控制和傳感器配型，需要根據(jù)地鐵環(huán)境控制的需求，確保硬件配置的準確性，與此同時，還要注重設(shè)備型號與功能之間的匹配度，以免出現(xiàn)功能不足的問題;然后是地下車站BAS系統(tǒng)的硬件設(shè)計，結(jié)合車站的運行方式，分配BAS系統(tǒng)內(nèi)的硬件，部分地鐵環(huán)境中的設(shè)備較多，此時BAS系統(tǒng)硬件的壓力較大，可以采取分層配置的方式，確保硬件設(shè)計的準確度;最后是高架車站BAS系統(tǒng)的硬件設(shè)計，車控制內(nèi)需要以PLC為主，電控室內(nèi)以遠程控制為主，明確各個控制設(shè)備的功能后，分配到BAS系統(tǒng)內(nèi)。

2.2軟件設(shè)計

BAS系統(tǒng)中的軟件設(shè)計最關(guān)鍵的步驟就是對操作系統(tǒng)進行正確的選擇，其中的操作系統(tǒng)通常分為Windows與Unix兩部分內(nèi)容，應(yīng)該根據(jù)地鐵環(huán)境控制的需求情況去執(zhí)行設(shè)計操作。操作系統(tǒng)存在特性方面的差異，所以操作系統(tǒng)的應(yīng)用也應(yīng)該與地鐵環(huán)境控制的實際狀況相平衡，使操作系統(tǒng)存在的各種運行風(fēng)險得到一定的管控。在操作系統(tǒng)確定后，才能為BAS系統(tǒng)內(nèi)的運行軟件提供科學(xué)的應(yīng)用平臺，還需重視其中的通訊軟件、編程軟件等的運行設(shè)計，使得設(shè)計實踐能夠真正的應(yīng)用到軟件之中。

3、BAS系統(tǒng)在地鐵環(huán)境控制中的具體應(yīng)用

3.1 環(huán)控系統(tǒng)的組成及運行

環(huán)境控制系統(tǒng)可分為：車站站廳/站臺通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（大系統(tǒng)）;車站設(shè)備用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（小系統(tǒng)）;車站冷水機組系統(tǒng)（水系統(tǒng)）;以及隧道通風(fēng)系統(tǒng)（包括隧道風(fēng)機、聯(lián)動風(fēng)閥、推力風(fēng)機和組合風(fēng)閥）。

車站大系統(tǒng)運行模式：大系統(tǒng)正常運行模式的自動判定執(zhí)行主要根據(jù)以下4個條件。據(jù)室外溫度判定大系統(tǒng)執(zhí)行空調(diào)或非空調(diào)季節(jié)模式;據(jù)車站內(nèi)外空氣焓值的比較判定全新風(fēng)或小新風(fēng)模式;根據(jù)車站負荷情況判定執(zhí)行負荷大于50%模式或小于50%模式;根據(jù)時間判定夜間或白天模式。正常運營時間劃分為三段：夜間、預(yù)通風(fēng)時間、正常運營時間?？照{(diào)季節(jié)采用外界焓值與送風(fēng)設(shè)定焓值的比較來判定。當外界焓值大于設(shè)定焓值時，即進入空調(diào)季節(jié)，為避免空調(diào)季節(jié)頻繁切換引起模式的頻繁切換，判斷條件采用死區(qū)控制，并限時（如20min）轉(zhuǎn)換。全新風(fēng)及小新風(fēng)工況選擇使用外界焓值與站廳、站臺焓值相比較來確定，同樣采用限時轉(zhuǎn)換。

車站負荷判定采用水系統(tǒng)分水器溫度（冷凍水出水溫度）判定，非空調(diào)季節(jié)則默認執(zhí)行車站負荷〉50%模式工況。通常環(huán)控模式由BAS系統(tǒng)根據(jù)計算結(jié)果自動判定執(zhí)行，同時設(shè)置手動模式，以便特殊情況下，人工強制選定模式，在災(zāi)害情況（如火災(zāi)），則優(yōu)先執(zhí)行火災(zāi)模式（須人工確認后方可執(zhí)行）。

車站水系統(tǒng)的運行模式：BAS系統(tǒng)根據(jù)類似原則選定水系統(tǒng)正常運行的模式。站負荷判定采用水系統(tǒng)分水器溫度（冷凍水出水溫度）判定，當分水器溫度高過某個設(shè)定值時，開啟兩臺離心機組，低過該值則開一臺離心機組，該值采用死區(qū)控制。保護設(shè)備，避免冷水機組頻繁動作，設(shè)定了冷水系統(tǒng)模式最少運行時間（如90min）。在實現(xiàn)環(huán)控設(shè)備程序控制上，可從以下幾個方面考慮設(shè)備保護和運行優(yōu)化的：將模式的主備用轉(zhuǎn)換變?yōu)閱误w設(shè)備的轉(zhuǎn)換，合并備用模式。減少了模式轉(zhuǎn)換的頻率，提高了模式執(zhí)行的效率;在設(shè)備未運行時，通過主備用設(shè)備運行時間的比較，決定下次模式執(zhí)行時開啟哪一臺設(shè)備，設(shè)備開啟后，該值保持不變，避免運行中的設(shè)備轉(zhuǎn)換：對設(shè)備的故障情況進行實時檢測，如設(shè)備故障或相關(guān)設(shè)備故障，則啟動另一臺設(shè)備。

3.2 BAS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在BAS系統(tǒng)的具體應(yīng)用中需要以具體的城市地鐵交通為例，重點對結(jié)構(gòu)、局域網(wǎng)與車站模擬等進行分析，通常它在城市地鐵環(huán)境控制中具有三個級別的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第一級被稱為中央級工作站，在BAS系統(tǒng)中處于核心位置，其功能主要是對地鐵環(huán)境控制中的全部設(shè)備實行監(jiān)控，在一般的地鐵軌道BAS系統(tǒng)的中央工作站里，PCU控制并不會達到最大的狀態(tài)，其屬于八入八出的控制模式，在系統(tǒng)控制的后期能夠按照地鐵交通線路的運行情況實現(xiàn)擴展，設(shè)置的監(jiān)控點也比較多，可以達到五百以上，有利于BAS系統(tǒng)進行更加完整的通信。第二級是車站級的工作站，該地鐵線路上擁有19個站，其中5個地下站，每一個車控室中都有3塊UCI，對不同車站的兩端設(shè)備實行整體性監(jiān)控，其中的UCI負責對該地鐵車站的內(nèi)部環(huán)境進行監(jiān)管，確保這一系統(tǒng)能夠得到安全操作。第三級是就地級工作站，比如空調(diào)房、電控室等監(jiān)控內(nèi)容，通過BAS系統(tǒng)對地鐵環(huán)境控制進行的管理就地級工作站的情況，能夠立刻接收到設(shè)備傳輸?shù)男畔?，使其對工作站的管理工作更加順利?/p>

3.3BAS系統(tǒng)在地鐵環(huán)境控制局域網(wǎng)中的應(yīng)用

BAS系統(tǒng)在局域網(wǎng)環(huán)境下負責傳輸各層系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，下級工作站將信息輸入到BAS系統(tǒng)中，BAS系統(tǒng)會主動連接以太網(wǎng)，實現(xiàn)上下級工作站之間的數(shù)據(jù)交換。在這一工作模式下地鐵運營中的BAS系統(tǒng)會依照正確的需求模式去連接局域網(wǎng)，發(fā)生的數(shù)據(jù)交換都會在局域網(wǎng)內(nèi)進行，局域網(wǎng)還會下達BAS系統(tǒng)發(fā)出的相關(guān)控制指令。BAS系統(tǒng)工作站出現(xiàn)故障，則指令就會出現(xiàn)延遲等問題，這時需由局域網(wǎng)設(shè)置通信途徑，BAS實施報警，減少因為故障造成的地鐵系統(tǒng)的損失。

地鐵系統(tǒng)的運行環(huán)境較為復(fù)雜，涉及到諸多影響問題，為保障地鐵環(huán)境的穩(wěn)定，需采取自動控制的方式，利用BAS系統(tǒng)滿足地鐵環(huán)境控制的需求，落實各項系統(tǒng)的功能，同時保障地鐵環(huán)境控制的安全性。BAS系統(tǒng)在很大程度上提升了地鐵環(huán)境控制水平，推進了地鐵環(huán)境控制的自動化發(fā)展，體現(xiàn)了BAS系統(tǒng)的應(yīng)用價值。

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（作者單位：鄭州地鐵集團有限公司）