地鐵環境與設備監控系統方案分析

唐錫明

摘 要：在地鐵環境與設備監控系統的方案選擇中，需要結合地鐵的實際情況，運用正確的方法進行選擇，才能夠確保地鐵的安全穩定運行，促進我國社會經濟的長遠發展。因此，文章針對于地鐵環境與設備監控系統方案進行了具體的分析和研究。

關鍵詞：地鐵環境；設備監控；系統方案

1 地鐵環境下采用的BAS全線系統的構成方案

BAS系統的全線構成方案主要由車站級、中央級、現場級以及網絡通訊等構成。隨著BAS全線系統不斷的完善，已在地鐵監控系統中廣泛應用，在地鐵控制系統中，BAS的中央級、現場級以及網絡通訊等由地鐵站內綜合監控系統的設計來實現的[1]。而BAS的車站級主要是分層式分布試結構，主要由傳感器、控制設備、電源等部分組成，在車站內的主要監控對象有照明系統、冷水系統、電扶梯系統等多個系統的監控。

2 設備監控系統的配置方案

地鐵列車控制器的配置方案主要有車站兩端配置冗余控制方案、車站單端配置冗余控制方案兩種方案。

2.1 車站兩端配置冗余控制方案

該方案主要以車站兩端的環控電控室為主，將其兩端的電控室內各自設立一套冗余PLC控制器，在運營的過程中，將離站內綜合控制室的PLC控制器為主要控制器，將另一端的PLC控制器作為從控制器。該方案已被我國多條地鐵線路廣泛的使用，該方案具有RI/O與控制器之間全部通過雙總線進行相互的通信、兩組冗余PLC控制器的布設位置是分開的、可靠性較高、系統的層次性比較簡單、設備接口明確、將控制風險分散開、清晰的網絡結構、設備布線簡單等特點，但是，該方案的多項特點和建立在配置方案的投資高、系統調試復雜的基礎上的[2]。因此，對于較小的地鐵站不適合使用，多使用在地鐵站規模較大、需要監控的對象較多的地方，是被我國較大的地鐵站廣泛應用的一種控制方案。

2.2 車站單端配置冗余控制方案

在車站內設置的冗余BAS控制器要靠近車站的控制室的車站端，在另外一端只設立遠程RI/O，通過站內的網絡控制層將所有的監控設備連接到BAS控制器上，該方案對車站的集中控制和數據分散采集比較有效，也被我國很多的地鐵站經常用到的一種方案[3]。相比于車站兩端配置冗余控制方案來說，該方案的特點是在設計上減少車站一端的PLC控制器模塊，從整個投資上要比車站兩端配置冗余控制方案的投資減少很多，但是，由于整個車站只采用一套冗余PLC控制器，因此，在運營過程中產生的風險比較集中，需要對該方案中的控制器性能有較高的要求。該方案不適用于較大的地鐵站，危險性集中、監控對象少，比較適合較小規模的地鐵站。

3 設備監控系統中的網絡配置方案

地鐵車站環境與設備監控系統中使用的通信方式可以分為總線網絡方案和以太網方案等兩種網絡配置方案。

3.1 總線網絡配置方案

該方案的建設理念是通過總線將車站兩端的PLC控制器的各個遠端I/O以及智能通信設備和站內一些小型的控制設備、控制器等設備統一接入車站現場交換機，實現對車站兩端的所有機電設備進行統一的管理和監控，如電扶梯、站內通風空調、水冷設備、給排水設備、安全照明燈等與火災報警和在火災情況下使用的機電設備[4]。在車站內監控系統中采用的FAS系統以及BAS控制器都存在接口，實現在車站發生火災的情況下，FAS系統將火災模式命令下發到BAS控制器，在此情況下BAS控制器將運轉模式轉為火災模式，并且啟動相關的機電設備等。總線網絡方案是采用傳統的總線接入方式，該方案具有實時性好、可靠性高、成熟性、總線網絡自愈能力比較強等特點，而且該方案的建設成本比較低，在方案中采用的通訊介質主要以同軸電纜、雙絞電纜為主，網絡通訊速率可以達到5Mbps，是我國地鐵站內常采用的網絡配置方案。

3.2 以太網網絡配置方案

在采用以太網方案的過程中，其與總線網絡的建設原理基本一致，但相比較總線網絡方案而言，以太網方案主要具有如下幾個方面的優勢，以太網方案是采用以太網的接入方式來實現網絡控制的，以太網方案具有網絡自愈能力較強、一網到底的特點[5]。但是，該方案的建設成本比較高，方案建設中采用的網絡通訊介質主要以以太網為主，同時還需采用工業以太網的標準協議，方案中需應用到工業交換機，雖然該方案的成本比較高，可通訊速率是比較可觀的，大約在100Mb

ps左右。因此，在實際的選擇上，需要根據地鐵實際的規模的大小，選擇合理的方案，才能夠進一步促進地鐵的良好運行。

4 地鐵環境下監控設備的BAS方案

車站BAS方案建設主要是通過車站兩端設置的冗余PLC控制器與網絡配置相結合，主要分為PLC控制器與總線網絡控制層、PLC控制器與工業以太網等兩種BAS方案。BAS系統在地鐵環境下的監控對象有很多，具體監控對象如圖1所示。

4.1 PLC控制器與總線網絡控制層的配置方案

該方式是需要分別在車站兩端的環控電控室各設置冗余PLC控制器，車站兩端的PLC控制器分為一主一從，將靠近綜合控制室一端的作為主控制器，另一端的作為從控制器。該方案的建設理念是通過總線將車站兩端的PLC控制器的各個遠端I/O以及智能通信設備和站內一些小型的控制設備、控制器等設備統一接入車站現場交換機[6]。如通風空調設備、電扶梯、給排水設備、水冷設備、安全照明燈等與火災報警和在火災情況下使用的機電設備。在車站內監控系統中采用的FAS系統以及BAS控制器都存在接口，實現在車站發生火災的情況下，FAS系統將火災模式命令下發到BAS控制器，在此情況下BAS控制器將運轉模式轉為火災模式，并且啟動相關的機電設備等。

4.2 PLC控制器與工業以太網的配置方案

該方案主要是將工業以太網應用到車站BAS系統構建中，實現BAS系統的地城網絡系統。該方案的主要原理是將車站兩端的環控電控室、站內車控室以及其他的設備附近設立工業以太網的交換機，組成一個光纖互聯的工業以太網通訊系統。在車站內監控系統中采用的FAS系統以及BAS控制器都存在接口，實現在車站發生火災的情況下，FAS系統將火災模式命令下發到BAS控制器，在此情況下BAS控制器將運轉模式轉為火災模式，并且啟動相關的機電設備等。該系統在地鐵站中廣泛的應用，是地鐵車站BAS系統發展的標志。

5 結束語

文章針對于地鐵環境與設備監控系統方案進行了具體的分析和研究，通過文章的探討，在地鐵環境與設備監控方案的選擇上，需要相關人員根據地鐵的規模進行選擇，并且在系統實際運行的過程中，應該對其進行良好的維護，才能夠進一步確保地鐵的良好發展。

參考文獻

[1]張云飛.自動控制系統在地鐵環境控制中的應用[J].城市軌道交通研究，2011（01）.

[2]鄒強，沈濤，曲博，邱繼紅，魏宏基.地鐵環境與設備監控系統運行模式分析與實現[J].城市軌道交通研究，2011（03）.

[3]滕君祥.廣州地鐵5號線環境與設備監控系統的調試[J].現代城市軌道交通，2009（06）.