馬文琦

（西安鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司西安分院，陜西西安 710199）

溫度控制系統(tǒng)是一種通過對(duì)周圍環(huán)境因素進(jìn)行條件判斷，根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在社會(huì)生產(chǎn)和生活中被廣泛應(yīng)用，如交通運(yùn)輸中的冷鏈溫控、服務(wù)器機(jī)房中的溫度控制和智能家居中的室內(nèi)溫度控制等。溫控系統(tǒng)主要組成包括環(huán)境溫度采集分析、溫度控制調(diào)溫和溫度校驗(yàn)反饋[1-2]。環(huán)境溫度采集分析是通過當(dāng)前環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，獲得預(yù)設(shè)溫度值；溫度校驗(yàn)反饋進(jìn)行預(yù)設(shè)值與當(dāng)前值的比較，對(duì)差值進(jìn)行條件判斷并決定是否進(jìn)行溫度控制調(diào)整。目前普遍應(yīng)用的溫控系統(tǒng)，大部分是上述3 個(gè)部分組成的簡(jiǎn)單閉環(huán)溫控制系統(tǒng)，存在溫度控制反應(yīng)過快或過慢、控制精度低、功耗高、體感差等不足。為此，結(jié)合地鐵實(shí)際運(yùn)營情況，通過客戶和運(yùn)營管理多角度需求分析，設(shè)計(jì)符合地鐵車站和列車的智能溫控系統(tǒng)。

1 整體設(shè)計(jì)方案

智能溫控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要包括紅外熱成像人員采集子系統(tǒng)、站(車)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、站(車)外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、云數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、溫度預(yù)警子系統(tǒng)和溫度控制子系統(tǒng)。圖1 中箭頭表示數(shù)據(jù)及控制命令流向。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

上述各子系統(tǒng)分布式安裝在不同的上位機(jī)中，每個(gè)子系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)溫控系統(tǒng)而言都是一個(gè)具備獨(dú)立功能的功能模塊，子系統(tǒng)對(duì)外有調(diào)用接口，子系統(tǒng)之間通過內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)通信。其中，安裝在站內(nèi)的子系統(tǒng)之間通過以太網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)通信，安裝在列車上的子系統(tǒng)之間采用無線組網(wǎng)通信互聯(lián)。紅外熱成像人員采集子系統(tǒng)、站(車)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和站(車)外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，主要對(duì)人流量、體溫及影響環(huán)境溫度的因素進(jìn)行采集、分析和統(tǒng)計(jì)，并將結(jié)果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器。溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)周期性進(jìn)行當(dāng)前溫度與預(yù)設(shè)溫度的比較、異常溫度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析。溫度預(yù)警子系統(tǒng)響應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的異常溫度事件，并對(duì)外進(jìn)行報(bào)警及展示。溫度控制子系統(tǒng)進(jìn)行當(dāng)前溫度的升高或降溫操作，并將處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。云數(shù)據(jù)庫服務(wù)器從本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器中獲取允許外網(wǎng)查詢?yōu)g覽的數(shù)據(jù)，如人流量、站內(nèi)外環(huán)境溫度等。本地服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中保存系統(tǒng)運(yùn)行需要的所有預(yù)設(shè)或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)不對(duì)外網(wǎng)開放。

2 系統(tǒng)功能

2.1 紅外熱成像人員采集子系統(tǒng)

紅外熱成像人員采集子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)入地鐵站的人員群體或個(gè)體進(jìn)行信息采集，采集信息包括個(gè)體人員體溫、人流量，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息按時(shí)段進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，計(jì)算某時(shí)段最高、最低和平均人體體溫，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果按時(shí)段存入本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器?；跍囟茸兞砍掷m(xù)時(shí)間長(zhǎng)、變化慢的特征，為了提高采集溫度數(shù)據(jù)的精度，紅外熱成像人員采集子系統(tǒng)采用多點(diǎn)測(cè)溫取平均值的方式進(jìn)行測(cè)溫統(tǒng)計(jì)。該子系統(tǒng)主要安裝在地鐵入站處，可以根據(jù)功能需求及成本在各節(jié)車廂選擇性安裝。

2.2 站(車)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

站(車)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)地鐵站(車)內(nèi)部的環(huán)境信息進(jìn)行采集、分析計(jì)算，采集信息包括環(huán)境溫度、濕度、通風(fēng)量、車站(車內(nèi))面積、車站(車內(nèi))空間，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息按時(shí)段進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果存入本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器。其中，車站(車內(nèi))面積、車站(車內(nèi))空間可作為常量一次性存入對(duì)應(yīng)的本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器。

站(車)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)在車站內(nèi)部及列車內(nèi)部進(jìn)行布局安裝。該子系統(tǒng)的傳感器包括：溫濕度傳感器、風(fēng)量傳感器和空氣質(zhì)量傳感器。每個(gè)傳感器和子系統(tǒng)所在的上位機(jī)通過CAN總線進(jìn)行互聯(lián)通信。

2.3 站(車)外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

站(車)外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)地鐵站(車)外的自然環(huán)境信息進(jìn)行采集、分析計(jì)算，采集信息包括溫度、濕度、風(fēng)級(jí)數(shù)、天氣狀況(晴、多云、雨、雪及其他)，這些數(shù)據(jù)部分可以通過中國氣象局-天氣預(yù)報(bào)官網(wǎng)獲取。站(車)外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息按時(shí)段進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，并存入本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器，為后續(xù)計(jì)算地鐵站入口至站內(nèi)空間的階梯溫度計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

站外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)安裝在車站外入口處，可以設(shè)置聯(lián)網(wǎng)功能，自動(dòng)通過天氣預(yù)報(bào)官網(wǎng)獲取當(dāng)?shù)靥鞖鉅顩r數(shù)據(jù)信息。車外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)在列車離站長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間行駛，或者列車在區(qū)間線路上發(fā)生故障需要長(zhǎng)時(shí)間停留2 種情況下安裝。站(車)外環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中的傳感器包括：溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器。

2.4 溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)從本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取當(dāng)前人體相關(guān)溫度數(shù)據(jù)，站(車)內(nèi)環(huán)境溫度、濕度和風(fēng)量數(shù)據(jù)，站(車)外環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)量和天氣狀況，并對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行同類比較，根據(jù)比較結(jié)果決定是否啟動(dòng)溫度控制子系統(tǒng)或溫度預(yù)警子系統(tǒng)。

對(duì)于人體最高溫度和最低溫度需要進(jìn)行分析，如果偏離人體標(biāo)準(zhǔn)溫度過大，則需要對(duì)入站人員個(gè)體溫度數(shù)據(jù)分析查驗(yàn)，確保沒有發(fā)熱人員，若有則需要進(jìn)行溫度預(yù)警，提示工作人員。實(shí)時(shí)環(huán)境溫度、濕度與同時(shí)段的基礎(chǔ)環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行比較，如果存在較大差值，則需要進(jìn)行溫度預(yù)警，提示工作人員進(jìn)行火災(zāi)或調(diào)溫系統(tǒng)故障的排查作業(yè)。

溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)可以根據(jù)同一時(shí)間段內(nèi)歷史與實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)的分析比較，對(duì)未來1～2 h 的溫度、濕度進(jìn)行近似估算，實(shí)現(xiàn)智能工作模式，避免頻繁溫度調(diào)整，達(dá)到節(jié)能減排的目的。估算精度取決于車站環(huán)境數(shù)據(jù)的累計(jì)量。

2.5 溫度預(yù)警子系統(tǒng)

溫度預(yù)警子系統(tǒng)自身帶有溫度預(yù)警二次分析確認(rèn)功能，當(dāng)收到溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的預(yù)警信息時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行二次分析確認(rèn)，以保證收到的預(yù)警信息不是短時(shí)間的數(shù)據(jù)波動(dòng)，從而降低預(yù)警誤報(bào)的概率。預(yù)警信息確認(rèn)后，該子系統(tǒng)對(duì)外提供對(duì)應(yīng)的預(yù)警信息供工作人員瀏覽查看。預(yù)警信息包括人體溫度異常和環(huán)境溫濕度異常。對(duì)外提供預(yù)警解除接口，并將解除信息傳遞給實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析，確認(rèn)實(shí)際預(yù)警是否解除。

2.6 溫度控制子系統(tǒng)

溫度控制子系統(tǒng)接收實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)發(fā)送的環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)量調(diào)整數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整操作。該子系統(tǒng)對(duì)外提供手動(dòng)操作接口，在手動(dòng)工作模式下有效。子系統(tǒng)的控制配置參數(shù)可以通過接收溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)定期發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化配置，同時(shí)支持工作人員手動(dòng)錄入配置。在系統(tǒng)斷網(wǎng)或出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間通信故障的情況下，以手工配置的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)運(yùn)行參數(shù)。工作人員對(duì)其進(jìn)行階段性的數(shù)據(jù)維護(hù)。

該子系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)調(diào)整結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，如果達(dá)到預(yù)期調(diào)整目標(biāo)，在一段時(shí)間內(nèi)若沒有收到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)發(fā)送的停止調(diào)整指令，則主動(dòng)上報(bào)調(diào)整目標(biāo)完成，監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)；系統(tǒng)繼續(xù)PID控制運(yùn)行，維持平穩(wěn)的預(yù)期調(diào)整目標(biāo)輸出。該子系統(tǒng)可以在斷網(wǎng)的情況下，以基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)和人工設(shè)定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為參考，進(jìn)行獨(dú)立的溫控調(diào)整工作。

2.7 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器包括云數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器。本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲(chǔ)當(dāng)前站(車)的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)信息。云數(shù)據(jù)庫服務(wù)器從本地?cái)?shù)據(jù)庫中獲取允許對(duì)外訪問展示的數(shù)據(jù)信息，并將這些數(shù)據(jù)同步存儲(chǔ)于云數(shù)據(jù)庫服務(wù)器?；A(chǔ)數(shù)據(jù)信息為站(車)面積、站(車)空間大小。環(huán)境數(shù)據(jù)信息包括人體最高溫度、人體最低溫度、人體均溫；站(車)內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)量、站內(nèi)人流量和站內(nèi)人員平均分布；站(車)外溫度、濕度、風(fēng)量、天氣情況；站入口階梯溫度。以上數(shù)據(jù)應(yīng)按年、季、月、日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器配有管理軟件，本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器中的管理軟件負(fù)責(zé)接收存儲(chǔ)采集子系統(tǒng)傳遞的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)將部分實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所在的上位機(jī)，供監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)分析使用。云數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的管理軟件負(fù)責(zé)從本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取部分允許對(duì)外訪問展示的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行定期刪除和更新。

管理軟件對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)信息定期進(jìn)行綜合分析，按實(shí)際需求分別形成以不同時(shí)段(如年、四季、周、日等)為單位的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息，并存儲(chǔ)在服務(wù)器對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。以一年以上的數(shù)據(jù)量為基礎(chǔ)，管理軟件通過以上數(shù)據(jù)信息分析計(jì)算當(dāng)前站(車)的環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并將這些數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器中。環(huán)境數(shù)據(jù)信息以年為周期進(jìn)行計(jì)算校驗(yàn)，校驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器中歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算。特殊情況下，環(huán)境數(shù)據(jù)可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置。

3 關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中充分考慮節(jié)能、健康和控制精度等，主要技術(shù)包括以下內(nèi)容。

3.1 節(jié)能技術(shù)

系統(tǒng)集成設(shè)備均為以低功耗芯片進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)和功能實(shí)現(xiàn)的低功耗設(shè)備。所有控制芯片均支持睡眠模式、低功耗喚醒模式和低功耗運(yùn)行模式。系統(tǒng)中各類傳感器在正常工作時(shí)段運(yùn)行采用低功耗模式，當(dāng)無采集對(duì)象或暫時(shí)不需要工作時(shí)，傳感器會(huì)進(jìn)入睡眠模式節(jié)省電能消耗，當(dāng)需要傳感器工作時(shí)會(huì)被系統(tǒng)時(shí)鐘喚醒。

系統(tǒng)中的無線溫度傳感器模塊由ZigBee通信模塊和DS18B20數(shù)字溫度傳感器組成。其中，通信模塊發(fā)送模式和接收模式下工作電流只需20 mA，深度睡眠模式下只需要電流160 nA；DS18B20支持寄生電源方式，通過通信線對(duì)DS18B20進(jìn)行強(qiáng)上拉供電，不需要額外電源供電。

在全年能耗方面，溫度、濕度分開獨(dú)立控制方式比常規(guī)溫濕度統(tǒng)一控制方式能耗降低了26.2%[3]。系統(tǒng)延續(xù)溫度、濕度分開獨(dú)立控制的方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。

3.2 健康舒適

從乘客健康角度考慮，人體最適宜的溫度是18～27℃，濕度是45%～65%RH。環(huán)境濕度低于35%RH時(shí)，流感病毒在24 h后存活率仍在10%以上；環(huán)境濕度高于50%RH 時(shí)，流感病毒在10 h 后幾乎全部死亡[4-5]。當(dāng)人的正常體溫為37℃時(shí)，人體皮膚表面的溫度約為33℃，當(dāng)環(huán)境條件為溫度25℃、相對(duì)濕度50%、氣流速度0.15 m/s 時(shí)，人體處于最理想的熱平衡狀態(tài)，感覺最為舒適[6]。人體感覺的有效溫度比室內(nèi)溫度略低1～2℃，因而空調(diào)器控制溫度在27℃左右時(shí)，人體感覺更為舒適。系統(tǒng)的溫度、濕度均參考以上數(shù)據(jù)為調(diào)整目標(biāo)。

3.3 核心控制

目前，我國對(duì)于地鐵車內(nèi)控制溫度沒有明確的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，大部分借鑒歐洲鐵路聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)，使用的是UIC553—1990(客車通風(fēng)、采暖和空調(diào))中車廂內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度，結(jié)合《鐵道客車采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)》(TB/T 1955—2000)[7]，車內(nèi)控制溫度為

式中：tin為車內(nèi)空氣溫度，℃；tout為車外空氣溫度，℃。

從自動(dòng)控制原理分析，車外空氣溫度tout是輸入量，車內(nèi)空氣溫度tin是輸出量，該公式是一個(gè)比例傳遞函數(shù)，對(duì)溫度控制范圍和精度有限，未考慮車內(nèi)環(huán)境中其他干擾因素，如乘客體溫、乘客數(shù)量、車內(nèi)濕度、車內(nèi)通風(fēng)量及空氣質(zhì)量等。

智能溫控系統(tǒng)考慮了影響乘客健康和增加電能消耗的各因素，將影響因素即前文中所述的各種采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息作為輸入量，將溫度、濕度、風(fēng)量作為被控對(duì)象進(jìn)行PID 控制調(diào)整，并將調(diào)整后的溫度、濕度、風(fēng)量作為輸出量。以溫度控制為例，闡明系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)過程如下。

溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)將當(dāng)前人體均溫與站內(nèi)當(dāng)前溫度比較，如果存在超過6℃以上的差值時(shí)，則需啟動(dòng)調(diào)溫系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，保證人體溫度與站內(nèi)環(huán)境溫度差值在5℃以內(nèi)。夏季和秋季人體溫度及站內(nèi)溫度一般偏高，這就需要在人體溫度與站內(nèi)溫度差值穩(wěn)定在5℃以內(nèi)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行站內(nèi)降溫控制，避免人體溫度與環(huán)境溫度的溫差過大導(dǎo)致人體不適；冬季和春季人體溫度及站內(nèi)溫度一般較低，這時(shí)在維持人體溫度與站內(nèi)溫度差值在5℃以內(nèi)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行升溫控制，同時(shí)避免升溫太快導(dǎo)致大溫差出現(xiàn)。室內(nèi)與室外溫差很難保證5℃左右的絕對(duì)溫度差，可以通過車站入口階梯溫度進(jìn)行階梯溫度差的漸進(jìn)調(diào)整，保證每次等溫度、小溫度值調(diào)整[8]。

分析計(jì)算的預(yù)設(shè)溫度是輸入量，環(huán)境溫度是被調(diào)量，5℃以內(nèi)的差值是溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中的一個(gè)條件判斷量，其控制原理如圖2所示。

圖2 溫度控制原理

溫度變化一般是緩慢過程，系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)基于PID的閉環(huán)控制過程加入了時(shí)間間隔參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分頻運(yùn)行，進(jìn)而降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的所有帶屏幕顯示設(shè)備，在符合系統(tǒng)運(yùn)行需求的前提下進(jìn)行無操作定時(shí)熄屏控制，降低屏幕顯示能耗。

4 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試

系統(tǒng)設(shè)計(jì)有站控模式、車控模式、手動(dòng)模式、自動(dòng)模式、節(jié)能模式等多種工作模式。

站控模式是系統(tǒng)安裝在車站時(shí)設(shè)置好的一種基礎(chǔ)設(shè)置模式，車控模式是系統(tǒng)安裝于列車內(nèi)部的一種基礎(chǔ)設(shè)置模式，這兩種模式設(shè)置好后一般不能進(jìn)行更改。

手動(dòng)模式是管理人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行人為基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)定、預(yù)調(diào)目標(biāo)溫度設(shè)置后啟動(dòng)溫控系統(tǒng)，手動(dòng)模式支持1～3 d 內(nèi)的預(yù)調(diào)目標(biāo)溫度曲線設(shè)置，用戶可一次性設(shè)置好未來3 d 內(nèi)各個(gè)時(shí)段的目標(biāo)溫度，設(shè)置界面以溫度曲線顯示用戶設(shè)置的多個(gè)目標(biāo)溫度。

自動(dòng)模式是溫控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的人體均溫和環(huán)境溫濕度進(jìn)行差值計(jì)算后，自動(dòng)運(yùn)行調(diào)溫系統(tǒng)的工作方式。根據(jù)濕度預(yù)設(shè)值、調(diào)溫風(fēng)量預(yù)設(shè)值進(jìn)行濕度和風(fēng)量的調(diào)整，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算是否存在預(yù)警信息。

節(jié)能模式是在自動(dòng)控制模式的基礎(chǔ)上，引入同時(shí)段歷史基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、人工設(shè)定的調(diào)溫頻率，根據(jù)溫度差自動(dòng)計(jì)算合理的風(fēng)量調(diào)節(jié)頻率、恒溫保持設(shè)定時(shí)間等參數(shù)而進(jìn)行溫度控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是否存在預(yù)警信息。節(jié)能模式可以通過人工模式設(shè)置是否啟動(dòng)運(yùn)行。

系統(tǒng)目前處于實(shí)驗(yàn)階段，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了核心溫度控制仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示系統(tǒng)具備快速響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)性能穩(wěn)定、調(diào)溫準(zhǔn)確等特點(diǎn)，符合設(shè)計(jì)初衷，具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

5 結(jié)束語

基于數(shù)據(jù)分析的地鐵智能溫控系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行功能模塊擴(kuò)展或縮減，如在系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴(kuò)展加載空氣質(zhì)量監(jiān)控功能等。系統(tǒng)控制策略以乘客的健康和舒適度為目標(biāo)，采用PID控制達(dá)到變頻節(jié)能控制效果，在地鐵溫控系統(tǒng)中具有應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于基于多數(shù)據(jù)參數(shù)的溫度控制算法尚未深入討論，高精度的溫度控制算法模型搭建驗(yàn)證是后續(xù)的工作重心。