城市軌道交通車站環境與設備監控系統分析＊

吳 璇

（蘇州建設交通高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215104）

城市軌道交通環境與設備監控系統（BAS系統）作為一個獨立的系統，采用計算機網絡、智能信號系統等技術，對地鐵車站內的環控系統、消防系統、自動電扶梯系統、照明系統、自動售檢票系統等常用機電設備實施三級控制管理模式，以確保機電設備處于安全、高效和最佳的運行狀態，從而為乘客提供一個舒適、安全的乘車環境。同時BAS系統在非正常運行（如火災、列車故障等）情況下，采集并判斷各機電設備的運行狀態，執行相應防災和阻塞模式，與各機電設備系統聯動，從而保障車站環境和乘客人員安全。

1 BAS系統的控制管理模式

BAS系統的三級控制管理模式包括運營控制中心（OCC）的中心級監控系統、各車站的車站級監控系統以及就地級監控設備(包括IBP后備盤)[1]，其結構圖如圖1所示。

圖1 BAS系統控制管理結構圖

1.1 控制中心級BAS系統功能

控制中心級監控系統可對所有線路車站的機電設備系統進行監視，通過智能網絡實時接收上傳數據信息，同時在必要時向對應車站下發運行指令，其主要功能如下：1）實時監控各車站級BAS系統設備運行狀況，必要時下發運行指令，確保各站系統可聯動；2）根據運營工況，合理對各站下發隧道區間通風模式信號，保證隧道區間的通風換氣；3）實時監控各站上傳的災害報警信息和 OCC傳輸的列車停車位置信號，同時按應急預案對相應車站下發對應模式；4）發生火災時，與FAS系統聯動進入火災模式，與環控系統聯動執行火災模式，實施火災救援，保證車站和乘客安全；5）發生火災時，車站級BAS系統具有最高權限，并及時反饋給中心級BAS系統。

1.2 車站級BAS系統功能

車站級BAS系統通常配備一個車站級監控工作站[2]，可用來監視整個車站范圍內機電設備的安全運行狀態，子系統接口如圖2所示，同時向控制中心級BAS系統實時傳送信息，接收并執行中心級BAS系統下達的運行模式指令。

在車站發生緊急情況時，工作人員可向環控調度員申請執行命令，車站級工作站應作為應急指揮中心，根據實際情況將環控系統、消防系統、自動售檢票系統等轉入緊急運行模式。必要時可由車控室的工作人員通過IBP后備盤操作相應的緊急模式運行指令，其主要功能如下：1）實時監控車站各機電設備系統的運行狀態和故障報警，并執行啟/停命令；2）接收中心級BAS系統的控制指令，并指揮控制器執行；3）實時監測車站區域的溫度、濕度等環境參數，并執行相應的控制操作；4）在發生火災時，接收車站FAS系統的火災信號，執行相關的消防聯動模式，聯動環控系統、自動售檢票系統、電扶梯系統等，轉入事故災害模式運行，并將執行完畢后的設備狀態反饋給FAS系統的報警主機；5）緊急情況下可由工作人員通過設在車控室 IBP 盤上的緊急按鈕（由主控系統提供）控制防排煙系統設備按災害模式運行。

圖2 BAS系統的子系統接口圖

1.3 就地級BAS系統功能

就地控制設備包括就地控制柜和遍布在車站內的各種機電設備，控制柜主要設置在各車站設備房內，具有單臺設備就地控制功能，以方便機電設備的調試、檢查和維修。在緊急情況下，就地控制具有優先權。

1.4 車輛段/停車場 BAS系統功能

車輛段/停車場 BAS系統由控制中心級BAS系統監控，可實現對車輛段設備的監視和控制功能，其主要功能與車站級BAS系統一致。

2 BAS系統與車站設備系統的聯動

2.1 與環控系統的聯動

環控系統的組成包括區間隧道通風系統、車站隧道通風系統、大小系統和水系統。其主要功能有：在日常運營時為整個車站提供舒適的環境；在非正常情況下（如火災）能對車站進行通風、排煙、排毒等工作，協助滅火，保護乘客安全。環控系統的區間隧道通風系統主要由控制中心級BAS系統進行監控，必要時可向車站下達各種隧道通風系統運行模式指令[3]。車站隧道通風系統、大系統、小系統和水系統均由車站級BAS系統進行監控，監控對象如圖3所示，包括：空調系統中的溫、濕度采樣與控制，空調制冷系統的群控系統，空調供水系統的流量調節，以及與消防有關的空調送風、排風、排煙系統、消火栓系統、消防噴淋系統、污水系統、廢水系統等。

2.2 與FAS系統的聯動

FAS系統主要是對控制中心、車站、車輛段等運營場所和設施的火警安全進行預防和保護，具有火災檢測和報警功能，一旦確定警情，BAS系統在接收到報警后將自動轉入火災模式，并通過消火栓系統、消防噴淋系統等進行滅火，實現消防聯動。同時BAS系統對聯動設備進行狀態監控，將信息上傳控制中心。

圖3 大系統監控界面

圖4為火災模式下的消防聯動流程圖。一旦車站發生火災，傳感器檢測到信號自動報警/工作人員發現后手動報警，當報警信號被確認后，FAS系統會把相應的火災位置和消防聯動控制指令通過串行通訊接口發送給BAS系統，BAS系統將自動轉入火災運行模式。此時，BAS系統開始執行預先編制的控制程序，或按照人工操作指令執行相應動作，將環控系統的送排風運行模式轉換為防排煙運行模式[4]，配合車站和區間的防排煙控制和人員疏散。除此之外，FAS系統控制專用消防設備開始滅火工作，如消火栓系統、消防噴淋系統、防火卷簾門等。同時和自動售檢票系統、自動電扶梯系統、照明系統聯動，將閘機全部打開，電扶梯停止工作，并通過廣播系統提醒乘客按應急照明燈指示進行安全逃生。當火災救援結束后，BAS系統將執行完畢后的機電設備狀態反饋給FAS系統的報警主機，報警解除，恢復正常運營狀態。

圖4 火災消防聯動流程圖

2.3 車站緊急后備盤（IBP盤）

IBP盤通常設置在地鐵車控室內，主要由IBP操作盤面、監控工作臺、盤后通訊和接線設備構成。當車站發生緊急情況時，工作人員可通過IBP盤上相應的機電設備按鍵實施遠程控制，減少突發事件所造成的生命和財產損失，保證車站運營安全。

圖5為IBP盤操作盤面圖，包含了環控系統區域、FAS系統區域、自動電扶梯系統區域、閘機系統區域、屏蔽門系統區域、照明系統區域等。每個系統區域均設有手動/自動轉換開關，以FAS系統區域為例，在正常運行狀態下，可將開關設置為自動，一旦發生火災，FAS系統可通過IBP盤自動將消防聯動控制指令下發給BAS系統，BAS系統進入火災工況模式。若開關設置為手動，IBP盤則會隔離FAS系統發來的指令，可由工作人員通過火災模式按鈕下發相應的指令送給BAS系統，實現BAS系統與其他子系統的消防聯動。

1）與信號系統聯動：信號系統向BAS系統實時反饋列車位置、運行圖信息等，BAS系統把車站及區間的火災工況模式信息回傳給信號系統。信號系統在IBP盤上設置“扣車/終止扣車”“緊急停車/緊急停車接觸”等按鈕及各類報警信息。

2）與AFC系統聯動：BAS系統在IBP盤上設置一個緊急釋放裝置和手動/自動轉換裝置，設置為自動時，AFC系統可自行接收FAS系統的火災模式信號，并執行閘機的緊急放行模式[5]；設置為手動時，可由工作人員手動按下閘機的緊急釋放按鍵。

3）與屏蔽門聯動：IBP盤可實時向BAS系統反饋站臺屏蔽門的運行狀況（如門開/關狀態）和故障報警信息；在火災、夾人等緊急情況下可由工作人員通過按鍵打開屏蔽門。

4）與照明系統聯動：BAS系統實時接收照明設備的開/關狀態、故障報警、運行時間及故障次數等信息。并通過IBP盤控制照明系統的啟動、停止，以及火災時切除非消防電源。

圖5 IBP盤盤面

3 結論

本文通過對城市軌道交通BAS系統結構的研究，明確了BAS系統對于車站運營安全的重要性。并通過研究BAS系統在火災工況模式下與其他子系統的消防聯動，進一步明確BAS系統的復雜性，為后續BAS系統工程的優化和智能化研究提供了一定的幫助。