淺談地鐵車(chē)站BAS系統(tǒng)的組成和功能及維護(hù)管理

顧杰

（蘇州軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，江蘇 蘇州 215156）

淺談地鐵車(chē)站BAS系統(tǒng)的組成和功能及維護(hù)管理

顧杰

（蘇州軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，江蘇 蘇州 215156）

地鐵是現(xiàn)代城市交通的重要組成部分，建設(shè)地鐵可緩解路面交通壓力，減少交通阻塞，為人們出行帶來(lái)便利。BAS（環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）應(yīng)用到地鐵車(chē)站中，能夠?yàn)槌丝蜖I(yíng)造良好的乘車(chē)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)地下環(huán)境監(jiān)控與管理，促進(jìn)地鐵安全運(yùn)行。基于此，本文立足于地鐵車(chē)站中的環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，分析該系統(tǒng)的組成，實(shí)際應(yīng)用功能以及系統(tǒng)維護(hù)管理方法。

地鐵車(chē)站；BAS系統(tǒng)；組成；功能；維護(hù)管理

國(guó)外城市軌道交通應(yīng)用較早，歷經(jīng)長(zhǎng)期的建設(shè)和發(fā)展其自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)已較為成熟。然而，我國(guó)城市軌道交通起步比較晚，早期的地鐵建設(shè)環(huán)境以及設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在技術(shù)水平上與其他國(guó)家相比還存在著一定的差距。伴隨著我國(guó)城市交通軌道技術(shù)研發(fā)，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到城市地鐵控制系統(tǒng)中，BAS系統(tǒng)為城市地鐵突破創(chuàng)新提供技術(shù)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了城市地鐵的高度智能化控制。但 BAS系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中所監(jiān)測(cè)的對(duì)象會(huì)比較多，使得系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)節(jié)中依然存在著一些問(wèn)題。

1 地鐵車(chē)站 BAS系統(tǒng)組成

地鐵車(chē)站內(nèi)部的 BAS系統(tǒng)包含多個(gè)模塊，不同的模塊在不同環(huán)節(jié)中的應(yīng)用能夠起到不同的作用。其中核心的組成模塊為通風(fēng)電控室內(nèi)設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備。

1.1 通風(fēng)電控室內(nèi)設(shè)備

地鐵車(chē)站通風(fēng)電控室內(nèi)設(shè)備包含可編程程序控制器端口系統(tǒng)和地鐵車(chē)站通訊系統(tǒng)。在地鐵通風(fēng)空調(diào)電控系統(tǒng)中，A端與 B端中分別設(shè)置 PLC系統(tǒng)，該 PLC系統(tǒng)主要由可編程程序控制器的主站和遠(yuǎn)程 I/O從站組成。

A端 PLC系統(tǒng)。在 A端 PLC系統(tǒng)中包含多個(gè)功能模塊：電源模塊，處理器模塊，冗余模塊，控制網(wǎng)模塊，以太網(wǎng)模塊。通過(guò)處理器模塊執(zhí)行控制程序，控制網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備主網(wǎng)通訊，冗余模塊實(shí)現(xiàn)上下機(jī)架的設(shè)備冗余，以太網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)與上層系統(tǒng)通訊，這些模塊共同作用實(shí)現(xiàn)了地鐵BAS系統(tǒng) A端口功能。

B端 PLC系統(tǒng)。在 B端可編程控制系統(tǒng)所包含的設(shè)備有機(jī)架電源、處理器模塊、控制網(wǎng)模塊、冗余控制器，控制網(wǎng)模塊，通過(guò)以上模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備主網(wǎng)通訊、執(zhí)行控制程序并與 A端 PLC系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)兩端設(shè)備的聯(lián)合監(jiān)控。

通訊設(shè)備。在地鐵通風(fēng)空調(diào)電控室內(nèi)的控制柜內(nèi)配置相應(yīng)的通訊接口，該種通訊接口能夠滿足地鐵內(nèi)部信息的通暢，一是確保通訊系統(tǒng)能夠接收設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息，二是保證地鐵通信系統(tǒng)本身平穩(wěn)工作。在該配置系統(tǒng)中包含了主 PLC處理器配置以太網(wǎng)模塊、網(wǎng)絡(luò)控制器、遠(yuǎn)程 I/O，智能低壓系統(tǒng)通訊連接。

1.2 車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

在車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)的終端設(shè)備包括就地 I/O控制柜和傳感器。其中傳感器分多個(gè)類別，分為溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。這些傳感器能夠測(cè)量到車(chē)站環(huán)境因素的變換，并且發(fā)出警報(bào)。安裝在車(chē)站公共場(chǎng)所中、重要設(shè)備房、空調(diào)水管以及風(fēng)管等位置上。安裝在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的就地 I/O控制柜內(nèi)裝有遠(yuǎn)程通訊適配器，開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊，模擬量輸入、輸出模塊，以及不同功能的模塊配套設(shè)備。在每一個(gè)車(chē)站內(nèi)部都設(shè)置了 I/O控制箱，根據(jù)車(chē)站長(zhǎng)度和類型確定該種控制箱模塊的實(shí)際數(shù)量。

2 地鐵車(chē)站 BAS系統(tǒng)功能

地鐵 BAS系統(tǒng)的功能，可從中央級(jí)功能、車(chē)站級(jí)功能、車(chē)輛段及維修基地功能、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)功能等方面進(jìn)行分析。

BAS系統(tǒng)中的中央級(jí)功能比較全面，面向的是整個(gè)地鐵運(yùn)行與日常的維護(hù)需求，著重在于地鐵運(yùn)行的調(diào)度以及防災(zāi)指揮，滿足中央控制中心對(duì)車(chē)站的遙控功能。

2.1 BAS系統(tǒng)中央級(jí)功能包含的細(xì)化功能

監(jiān)控功能。地鐵在地下環(huán)境中運(yùn)行，其在行車(chē)過(guò)程中有可能會(huì)遇到問(wèn)題，應(yīng)用 BAS系統(tǒng)監(jiān)控功能，能夠防患于未然，保障車(chē)輛穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控功能可對(duì)全線的車(chē)站、車(chē)輛段、主變電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行模式和時(shí)間表進(jìn)行綜合管控。根據(jù)列車(chē)運(yùn)行的實(shí)際情況，以及系統(tǒng)實(shí)際要求，對(duì)列車(chē)信息進(jìn)行及時(shí)修改。同時(shí) BAS系統(tǒng)還針對(duì)中央時(shí)鐘系統(tǒng)的信息管理進(jìn)行監(jiān)控，將時(shí)鐘信號(hào)及時(shí)地傳遞給下一個(gè)車(chē)站，保障整個(gè)線的時(shí)鐘信號(hào)保持一致。全線通信系統(tǒng)借助時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行信息的傳遞，當(dāng)出現(xiàn)列車(chē)問(wèn)題時(shí)，信息系統(tǒng)及時(shí)啟動(dòng)災(zāi)害防護(hù)模式。

界面顯示功能。監(jiān)控工作站的運(yùn)行通過(guò)應(yīng)用人機(jī)界面圖形軟件，對(duì)圖形界面進(jìn)行綜合化控制。包含整個(gè)列出的綜合畫(huà)面、車(chē)站環(huán)境控制畫(huà)面、車(chē)站信息系統(tǒng)畫(huà)面的控制。對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制環(huán)節(jié)中，包含了對(duì)水泵站、通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。

故障報(bào)警功能。當(dāng)?shù)罔F在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，故障報(bào)警功能模塊通過(guò)傳感器檢測(cè)到溫度、濕度、列車(chē)運(yùn)行參數(shù)的變化，最終確定故障點(diǎn)所在，實(shí)現(xiàn)故障的報(bào)警處理。

運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)功能。主要是指對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際操作及狀態(tài)進(jìn)行記錄，包括動(dòng)力設(shè)備的啟停狀態(tài)，開(kāi)關(guān)、閥門(mén)的通斷信息，傳感器的反饋數(shù)值，人員進(jìn)出記錄等。在實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)中對(duì) BAS系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)功能針對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總，在不同級(jí)別權(quán)限下進(jìn)行操作。

2.2 車(chē)站級(jí)功能

車(chē)站級(jí)功能與中央級(jí)功能類似，在使用過(guò)程中也包含了監(jiān)控功能、正常顯示功能、故障報(bào)警功能以及運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)功能。（1）該級(jí)別的監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)象是車(chē)站公共區(qū)域、管理設(shè)備用房的溫濕度、二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)等。通過(guò)對(duì)各個(gè)排水泵房的水位及水泵狀態(tài)進(jìn)行分析，啟動(dòng)區(qū)間排水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程的啟動(dòng)。當(dāng)車(chē)站出現(xiàn)火災(zāi)或是阻塞的情況時(shí)，車(chē)站級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)向車(chē)站 BAS系統(tǒng)發(fā)送災(zāi)害指令，當(dāng) BAS系統(tǒng)接收火災(zāi)指令之后，將會(huì)及時(shí)啟用車(chē)站防災(zāi)模式。BAS系統(tǒng)自身具有故障判斷功能，對(duì)故障信息進(jìn)行檢查，當(dāng)故障信息有誤的情況，將不會(huì)立即啟動(dòng)防災(zāi)模式。（2）正常顯示功能，通過(guò) BAS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)看車(chē)站環(huán)境參數(shù)。（3）故障報(bào)警功能。BAS系統(tǒng)通過(guò)在車(chē)輛人機(jī)界面中所彈出的報(bào)警信息進(jìn)行故障處理，并且與通信系統(tǒng)相互銜接，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警。

2.3 車(chē)輛段以及維修基地功能

車(chē)輛段及維修基地 BAS系統(tǒng)的應(yīng)用，主要針對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)通風(fēng)空調(diào)、照明、給排水等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。該監(jiān)控系統(tǒng)與整體的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)相互銜接通訊，實(shí)現(xiàn)BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。在必要的時(shí)候，BAS系統(tǒng)維修工作站能夠作為后備操作終端，對(duì)綜合維護(hù)基地的設(shè)備進(jìn)行故障維護(hù)，重點(diǎn)檢查設(shè)備參數(shù)變化，如流量變動(dòng)、壓力數(shù)值范圍、溫濕度偏差等。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)級(jí)功能

地鐵車(chē)站 BAS系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)功能模塊，在接收到 BAS系統(tǒng)的指令之后，對(duì)車(chē)輛隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行綜合控制，如實(shí)現(xiàn)隧道的排煙處理、阻塞通風(fēng)處理等。按時(shí)間表的設(shè)置定時(shí)對(duì)地鐵隧道進(jìn)行通風(fēng)。根據(jù)車(chē)站 BAS系統(tǒng)指令對(duì)設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)控制，也可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集設(shè)備的狀態(tài)信息及報(bào)警信號(hào)。如在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，控制通風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)Νh(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與分析，實(shí)現(xiàn)報(bào)警。并且實(shí)現(xiàn)環(huán)境舒適度調(diào)節(jié)，降低能源消耗。

3 地鐵車(chē)站 BAS系統(tǒng)維護(hù)管理

3.1 電池故障

在 BAS系統(tǒng)中電池故障維護(hù)管理中，BAS系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中由于電池方面的故障，如電池發(fā)生變形、漏液的情況，會(huì)妨礙 BAS系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，所以必須對(duì)電池進(jìn)行定期檢測(cè)和保養(yǎng)。對(duì)故障電池一般的處理方式為將電池開(kāi)關(guān)切除，通過(guò)電流逆變器為后續(xù)負(fù)載供電。然后針對(duì)電池自身的故障進(jìn)行檢修、維護(hù)、更換等。當(dāng)電池故障處理完畢之后，再將電源開(kāi)關(guān)合上，保持電池處理充電狀態(tài)。

3.2 主機(jī)故障維護(hù)管理

在 BAS系統(tǒng)中主機(jī)故障直接導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行癱瘓，因此需要及時(shí)地對(duì)主機(jī)故障進(jìn)行維護(hù)管理。當(dāng)主機(jī)存在故障時(shí)，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，查看電源供電電壓情況、模塊指示燈狀態(tài)、內(nèi)部控制程序、硬件撥碼及配置文件等。根據(jù)故障現(xiàn)象并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，確定故障點(diǎn)及故障原因，修復(fù)故障回路或更換故障模塊，當(dāng)故障被解決時(shí)，將其投入使用恢復(fù) BAS系統(tǒng)運(yùn)行。

3.3 I/O控制柜故障

I/O控制柜為 BAS系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備連接的就地樞紐，當(dāng)其故障時(shí)會(huì)影響對(duì)就地設(shè)備的監(jiān)控。當(dāng)其失電時(shí)可檢查電源進(jìn)線是否有壓或電源轉(zhuǎn)換模塊是否損壞，恢復(fù)其供電。當(dāng)與控制柜相連的單個(gè)設(shè)備不可控時(shí)，可根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)表查看該設(shè)備的控制反饋信號(hào)回路，并檢查控制點(diǎn)位，逐步排除故障。

3.4 BAS系統(tǒng)故障維護(hù)管理

在信息報(bào)警系統(tǒng)的支持下，對(duì)大系統(tǒng)設(shè)備模式動(dòng)作、小系統(tǒng)設(shè)備模式動(dòng)作以及隧道系統(tǒng)相應(yīng)設(shè)備模式動(dòng)作進(jìn)行判斷，并調(diào)用設(shè)備使用的日志數(shù)據(jù)信息，甄選出故障模塊，對(duì)故障模塊進(jìn)行維護(hù)管理。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，地鐵車(chē)站內(nèi)部的 BAS系統(tǒng)包含多個(gè)模塊，不同的模塊在不同環(huán)節(jié)中的應(yīng)用能夠起到不同的作用，其中最為重要的系統(tǒng)組成為通風(fēng)電控室內(nèi)設(shè)備、車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備。本文中從系統(tǒng)中央級(jí)功能、車(chē)站級(jí)功能、車(chē)輛段以及綜合維護(hù)基地功能、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)功能等方面進(jìn)行分析。對(duì)地鐵車(chē)站 BAS系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，針對(duì) BAS系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中所出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，總結(jié)梳理頻發(fā)故障的種類及處理辦法，提升維保效率及質(zhì)量。

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