BAS系統在地鐵環境控制中的應用探討

秦寧 王瑞賓 郭冬冬

【摘 ?要】BAS系統在地鐵環境控制中發揮著十分重要的作用。本文主要是從BAS系統的作用、功能出發，從硬件設計和軟件設計兩個方面分析其在地鐵環境控制中的作用，并探討其具體應用，為相關從業人員提供理論參考。

【關鍵詞】BAS系統;地鐵;環境控制

地鐵BAS系統是將計算機和網絡技術結合，利用分布式的微機監控系統對地鐵內的各種機電設備進行自動化控制。提高地鐵運行的安全與智能化，地鐵區間內的空調通風等設備的負荷大、耗資大，BAS系統以節能為特點，對其設備進行自動運行調整，不僅保證了地鐵車站內機電系統設備的安全運行，更為乘客創造出安全、舒適的乘車環境，還可以減小地鐵運營成本。

1、BAS系統的主要作用及功能

BAS系統支持全局性的監控、管理，運用于各種數據設備設置，實現區域性監控手段，對地鐵全線車站的空調設備、各線區間通風設施、隧道排水、冷水系統設備等的正常運行進行管控。BAS系統還會對地鐵車站里的機電設備實行管理與統計，在設備發生故障的情況下能及時的提出警示，具備信息傳輸的功能。在火災等突發事故出現時這一管理系統還能及時的啟動災害模式，接收地鐵中FAS系統傳出的報警信號。對地鐵整體運行中的濕度及溫度等條件參數能夠進行檢測與分析。BAS系統能夠對相關的環境控制設備進行管理，接收來自ATS接口的信息然后經過地鐵車站中的模擬屏來準確的執行命令，可以有效的避免地鐵出現堵車問題。

中央級功能主要是BAS系統的監控核心系統所具備的功能，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解、防災指揮功能，它在對地鐵中的機電設備的運行維護中的數據設置、組控等功能中得到運用，為環境控制技術的發展提供了實用、全局化的監控。另一個就是車站級功能，地鐵車站中的BAS系統是一個相對獨立的系統，只要可以具備車站內BAS系統的功能就足夠了。

2、地鐵環境控制中BAS系統的設計

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

2.1硬件設計

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

2.2軟件設計

BAS系統中的軟件設計最關鍵的步驟就是對操作系統進行正確的選擇，其中的操作系統通常分為Windows與Unix兩部分內容，應該根據地鐵環境控制的需求情況去執行設計操作。操作系統存在特性方面的差異，所以操作系統的應用也應該與地鐵環境控制的實際狀況相平衡，使操作系統存在的各種運行風險得到一定的管控。在操作系統確定后，才能為BAS系統內的運行軟件提供科學的應用平臺，還需重視其中的通訊軟件、編程軟件等的運行設計，使得設計實踐能夠真正的應用到軟件之中。

3、BAS系統在地鐵環境控制中的具體應用

3.1 環控系統的組成及運行

環境控制系統可分為：車站站廳/站臺通風空調系統（大系統）;車站設備用房通風空調系統（小系統）;車站冷水機組系統（水系統）;以及隧道通風系統（包括隧道風機、聯動風閥、推力風機和組合風閥）。

車站大系統運行模式：大系統正常運行模式的自動判定執行主要根據以下4個條件。據室外溫度判定大系統執行空調或非空調季節模式;據車站內外空氣焓值的比較判定全新風或小新風模式;根據車站負荷情況判定執行負荷大于50%模式或小于50%模式;根據時間判定夜間或白天模式。正常運營時間劃分為三段：夜間、預通風時間、正常運營時間。空調季節采用外界焓值與送風設定焓值的比較來判定。當外界焓值大于設定焓值時，即進入空調季節，為避免空調季節頻繁切換引起模式的頻繁切換，判斷條件采用死區控制，并限時（如20min）轉換。全新風及小新風工況選擇使用外界焓值與站廳、站臺焓值相比較來確定，同樣采用限時轉換。

車站負荷判定采用水系統分水器溫度（冷凍水出水溫度）判定，非空調季節則默認執行車站負荷〉50%模式工況。通常環控模式由BAS系統根據計算結果自動判定執行，同時設置手動模式，以便特殊情況下，人工強制選定模式，在災害情況（如火災），則優先執行火災模式（須人工確認后方可執行）。

車站水系統的運行模式：BAS系統根據類似原則選定水系統正常運行的模式。站負荷判定采用水系統分水器溫度（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，該值采用死區控制。保護設備，避免冷水機組頻繁動作，設定了冷水系統模式最少運行時間（如90min）。在實現環控設備程序控制上，可從以下幾個方面考慮設備保護和運行優化的：將模式的主備用轉換變為單體設備的轉換，合并備用模式。減少了模式轉換的頻率，提高了模式執行的效率;在設備未運行時，通過主備用設備運行時間的比較，決定下次模式執行時開啟哪一臺設備，設備開啟后，該值保持不變，避免運行中的設備轉換：對設備的故障情況進行實時檢測，如設備故障或相關設備故障，則啟動另一臺設備。

3.2 BAS系統的網絡結構

在BAS系統的具體應用中需要以具體的城市地鐵交通為例，重點對結構、局域網與車站模擬等進行分析，通常它在城市地鐵環境控制中具有三個級別的網絡結構。第一級被稱為中央級工作站，在BAS系統中處于核心位置，其功能主要是對地鐵環境控制中的全部設備實行監控，在一般的地鐵軌道BAS系統的中央工作站里，PCU控制并不會達到最大的狀態，其屬于八入八出的控制模式，在系統控制的后期能夠按照地鐵交通線路的運行情況實現擴展，設置的監控點也比較多，可以達到五百以上，有利于BAS系統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備實行整體性監控，其中的UCI負責對該地鐵車站的內部環境進行監管，確保這一系統能夠得到安全操作。第三級是就地級工作站，比如空調房、電控室等監控內容，通過BAS系統對地鐵環境控制進行的管理就地級工作站的情況，能夠立刻接收到設備傳輸的信息，使其對工作站的管理工作更加順利。

3.3BAS系統在地鐵環境控制局域網中的應用

BAS系統在局域網環境下負責傳輸各層系統內的數據，下級工作站將信息輸入到BAS系統中，BAS系統會主動連接以太網，實現上下級工作站之間的數據交換。在這一工作模式下地鐵運營中的BAS系統會依照正確的需求模式去連接局域網，發生的數據交換都會在局域網內進行，局域網還會下達BAS系統發出的相關控制指令。BAS系統工作站出現故障，則指令就會出現延遲等問題，這時需由局域網設置通信途徑，BAS實施報警，減少因為故障造成的地鐵系統的損失。

地鐵系統的運行環境較為復雜，涉及到諸多影響問題，為保障地鐵環境的穩定，需采取自動控制的方式，利用BAS系統滿足地鐵環境控制的需求，落實各項系統的功能，同時保障地鐵環境控制的安全性。BAS系統在很大程度上提升了地鐵環境控制水平，推進了地鐵環境控制的自動化發展，體現了BAS系統的應用價值。

參考文獻：

[1]陳廣.地鐵火災自動報警系統工程應用問題及對策[J].建筑電氣，2014，33（03）：53-56.

[2]林曉偉，王俠.地鐵通風空調系統的優化控制[J].城市軌道交通研究，2012，15（11）：100-104.

（作者單位：鄭州地鐵集團有限公司）