軌道交通控制中心建筑機電一體化設計

謝 凡

同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司 上海 200092

隨著城市化的不斷加速和人口的快速增長，交通擁堵問題越來越嚴重，特別是在大城市中更是突出。作為城市公共交通的重要組成部分，軌道交通系統(tǒng)承擔著越來越重要的角色。而軌道交通控制中心則是整個軌道交通系統(tǒng)的核心，其指揮調度、監(jiān)控管理和數(shù)據(jù)分析等職責至關重要。控制中心的安全性和運行效率直接關系到整個軌道交通系統(tǒng)的安全性和乘客出行體驗。

軌道交通控制中心的建筑特征，在于其功能綜合性和機電工藝復雜性等方面。針對這些特點，建筑機電一體化設計中需要考慮特有的要點和創(chuàng)新手法。

1 軌道交通控制中心的建筑特征

1.1 控制中心功能綜合性

軌道交通控制中心是指揮調度、監(jiān)控管理和數(shù)據(jù)分析等多個功能的綜合性建筑。其中，指揮調度是控制中心最重要的職責，其主要任務是對軌道交通車輛和乘客進行調度和指揮，確保車輛在安全、高效的運行狀態(tài)下進行。監(jiān)控管理是指對車站和車輛進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和解決各類問題。數(shù)據(jù)分析是利用各項數(shù)據(jù)，對軌道交通系統(tǒng)進行分析和優(yōu)化，提高系統(tǒng)運行效率。

基于監(jiān)護管理和數(shù)據(jù)分析這兩大功能，軌道交通控制中心勢必是一個綜合性的功能空間，包含了指揮調度室、監(jiān)控室、數(shù)據(jù)分析室、通信室、應急指揮室等特殊的工藝用房。這些功能區(qū)域需要有合理的布局和密切的協(xié)作關系，以便實現(xiàn)對軌道交通系統(tǒng)全面的監(jiān)控和調度。

1.2 機電工藝復雜性

軌道交通控制中心需要使用大量的機電設備，包括信號系統(tǒng)、通信設備和供電系統(tǒng)等。這些設備需要進行精密的安裝和調試，一旦出現(xiàn)故障，排除也非常困難。因此，在建筑設計中，需要考慮到這些機電設備的復雜性和維護保養(yǎng)的方便性，同時也需要充分考慮到室內環(huán)境與設備之間的協(xié)調和平衡。監(jiān)控系統(tǒng)需要通過高清攝像頭、傳感器等設備對軌道交通線路和車輛進行實時監(jiān)測，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控室進行處理和分析；通信系統(tǒng)則負責與列車、車站、信號系統(tǒng)等各個部分進行聯(lián)絡和通訊，確保信息的及時傳遞和交流。

在建筑機電一體化設計中，需要對這些機電設備和系統(tǒng)進行合理布置和規(guī)劃，確保設備之間的相互配合和協(xié)調。同時，還需要考慮到設備的維護和更新需求，為設備提供足夠的操作空間和便捷的維修通道，以保證設備的有效運行和維護[1]。

2 蘇州軌道交通建筑控制中心設計概況

蘇州市軌道交通黃天蕩指揮控制中心選址位于蘇州市工業(yè)園區(qū)，基地面積為15370.47m2。指揮控制中心總建筑面積100862.86m2，地上建筑面積65096.05m2，其中控制中心地上建筑面積64892.44m2,建筑層數(shù)為控制中心地上23層,地下3層,建筑總高度99.9m，地下主變地下3層。

其主要的構成功能包括:蘇州市軌道交通第二線路控制中心(OCC)及線網指揮中心(NCC)、線網制票及清分中心(ACC)、綜合用房、科普中心、食堂、消控、地下車庫等。其中線路控制中心中央控制室具備集中顯示蘇州軌道交通5號線至9號線及預留10號線共6條軌道交通線路的列車、牽引供電、防災報警、主變電站、供電、車站設備、環(huán)控、照明等運行狀況，并具有可擴展性。

3 建筑機電一體化設計要點

3.1 管線與空間一體化設計

管線與空間的一體化設計，涉及空間凈高、易維護性、可靠性三個方面：

1）空間凈高：在建筑機電一體化設計中，管線與空間的一體化設計顯得尤為重要。作為控制中心建筑，相較于常規(guī)公共建筑，更需要對各個機電設備的管線路徑進行規(guī)劃，確保安裝位置合理、管線隱蔽性好，在控制中心豎向規(guī)劃設計的階段，需對管線預留，空間凈高等預留足夠空間。此外，還需要考慮到管線與室內空間的協(xié)調性，使其不影響員工的正常工作和辦公。

2）易維護性：控制中心管線與空間一體化設計考慮到日常維護和管理的需求，為維修和改造提供了便利。采用防靜電地磚、地板及可以預留檢修口或安裝可拆卸的裝飾面板，方便維修人員進行管線維護和檢修工作，避免破壞建筑裝修。

3）可靠性：管線與空間一體化設計能夠提高軌道交通指揮的安全性及可靠性。例如，在運行突發(fā)故障的情況下，清晰的管線布局和標識可以幫助人員快速定位和處理問題。通過合理的管線布局和設計，使管線系統(tǒng)與建筑空間有機結合，既滿足了功能需求，又提升了建筑的整體品質和實用性。這樣的設計不僅提高了建筑的舒適度和使用效率，還提升了建筑的價值和可持續(xù)發(fā)展能力[2]。

3.2 風口與外立面一體化設計

相較于常規(guī)公共建筑及高層辦公建筑，軌道交通控制中心承擔著大量設備、機房、管線的空調、通風及排煙設施，故外立面需要設置大量風口。這類風口主要包含兩類：

1）精密空調及其他暖通風口。在軌道交通控制中心的內部，諸如檔案中心和控制中心等位置，有著眾多的工藝設備，這些設備需要根據(jù)其不同的散熱和通風需求來合理設置暖通設備。由于這些設備的尺寸較小且分散，這類風口布置在控制中心的各個樓層上，以滿足設備的通風要求。

2）軌道交通地下站點的通風口。作為軌道交通的中樞控制節(jié)點，黃天蕩控制中心下方還設有軌道交通換乘站點，因此需要同時集成地鐵的新風、排風以及活塞風口。與精密空調風口不同，這類風口的特點是尺寸較大但相對集中，主要位于地面一至二層，占據(jù)了大量底層立面的面積。這樣的布置可以確保地下站點的通風效果良好，為乘客提供一個舒適、安全的環(huán)境，但對建筑低樓層的立面設計是一個較大的挑戰(zhàn)。

通過合理設置這兩類風口，軌道交通控制中心能夠滿足其特殊的空調、通風及排煙需求。精密空調風口的分散布置使得每個設備都能得到適當?shù)纳岷屯L，從而保證了設備的正常運行。而地下站點的通風口的集中布置，則能夠有效地保持站點內的空氣流通，提高乘客的舒適度和安全系數(shù)。

由于軌道交通控制中心的特殊功能性需求，外立面設計中大量風口的設置顯得尤為重要。通過分別設置精密空調風口和地下站點通風口，能夠滿足控制中心設備的散熱和通風要求，同時也能確保地下站點的通風效果良好。這樣的設計考慮不僅能夠保障中心的正常運行，還能夠提升乘客的出行體驗。

在風口與立面的一體化設計策略方面，蘇州軌道交通控制中心的設計，主要采用兩種設計策略。

1）首先是位置相對集中。將原本分散在建筑各層的風口，通過合理的管線布置和調整，將原本分散在建筑各層的風口集中設置在次要立面，即東西立面。這種位置相對集中的布局不僅使得風口的視覺沖擊力得到最小化，形成了統(tǒng)一的橫向線條（圖1），也提高了建筑的整體美觀度。通過集中設置風口，不僅減少了建筑外觀上的雜亂感，還使得風口的功能更為有效地發(fā)揮出來。此外，位置相對集中還便于日后的維護和管理，減少了維護成本[3]。

圖1 建筑東西立面的橫向線條

2）其次是立面墻身構造與風口一體化設計。結合立面的橫向線條的立面語言，將風口百葉與穿孔鋁板進行了復合的、一體化的設計，消解了風口本身分散凌亂的散布狀態(tài)，實現(xiàn)了立面墻身與風口的融為一體（圖2）。風口百葉和穿孔鋁板相互襯托，形成了一種和諧統(tǒng)一的視覺效果。這種一體化的設計不僅使得建筑外觀更加美觀，而且為建筑增添了一層立體感和層次感。當陽光透過穿孔鋁板投射在風口百葉上時，形成的獨特的凹凸效果更是為建筑立面增強了體量感。

圖2 立面大樣 風口與外立面一體化設計

通過位置相對集中和立面墻身構造與風口一體化的設計，成功地創(chuàng)造了一個外觀統(tǒng)一、整體簡潔的建筑形象。這種設計策略不僅滿足了建筑特殊的空調、通風及排煙需求，還提升了建筑的外觀形象和整體品質。

3.3 OCC、NCC大廳的一體化設計

為了實現(xiàn)軌道交通控制中心指揮調度、監(jiān)控管理和數(shù)據(jù)分析等多個功能，運營控制中心（OCC）和網絡控制中心（NCC）成為了控制中心的核心中樞空間。

OCC控制大廳位于控制中心附樓頂層，是一個二層通高、直徑42m的圓廳空間。OCC大廳的一體化設計需要考慮到信息顯示系統(tǒng)，其中包括大屏幕，可以實時顯示全線網共計10條線路的運營情況，并與線網指揮中心協(xié)調處理各種運營和事件。建筑空間必須滿足線路、暖通等多種工藝的復雜要求，并綜合集成了大屏室、電源室、運行圖室、線路控制顯示屏等空間。這些空間都被融入到一個完整的圓廳空間中，使得主次空間和管線結構得到妥善協(xié)調，形成純凈、向心、凝練的室內空間。

在OCC的一體化設計中，必須在滿足一系列機電設備、工藝需求的同時，考慮功能性的完整性和空間的美觀性。這意味著要合理布置信息顯示系統(tǒng)，使其能夠展示全線網的運營情況，并方便指揮調度和事件處理。此外， 還需考慮到線路、暖通等工藝要求，確保大廳空間能夠容納各種設備和設施，并順利運行（圖3）。

圖3 OCC 線路控制中心 剖透視圖

設計注重將OCC大廳的設計與整個控制中心的設計相協(xié)調。通過統(tǒng)一的設計語言和材料選擇，使得大廳與其他部分融為一體，形成整體感。設計使用了相統(tǒng)一的木色調，以及向心完整的弧線和圓形等元素，增強了建筑的統(tǒng)一性，使得整個控制中心呈現(xiàn)出一種協(xié)調一致的視覺效果此外，需要充分考慮長期值守的工作人員的提供舒適度。通過合理的照明設計、空調系統(tǒng)和聲學處理，提供一個宜人的工作環(huán)境。

4 建筑機電一體化設計的意義

4.1 提高控制中心的運行效率

建筑機電一體化設計對于控制中心的運行效率起著重要的作用。通過合理布局和設計，可以實現(xiàn)設備、系統(tǒng)之間的協(xié)同工作和高效運行。例如，在OCC、NCC大廳的一體化設計中，將信息顯示系統(tǒng)、設備控制系統(tǒng)和人員工作區(qū)域有機地結合起來，提供一個功能齊全、便捷高效的工作環(huán)境。這樣，工作人員可以更加方便地獲取所需的信息，快速響應各種運營和事件，提高指揮調度的效率。同時，建筑機電一體化設計還可以優(yōu)化空調、照明和聲學等系統(tǒng)，提供一個舒適宜人的工作環(huán)境，進一步提高工作效率[4]。

4.2 提升空間品質及城市形象

建筑機電一體化設計不僅關注功能性，還注重空間品質和城市形象的提升。通過創(chuàng)新的設計理念和先進的技術手段，可以打造出具有獨特魅力和高品質的建筑空間。這不僅使得控制中心成為軌道交通換乘的公共節(jié)點，還為人們提供了一個舒適、宜人的工作和休閑和停留空間，進一步提升城市的品質。

綜上所述，建筑機電一體化設計在控制中心的建設中具有重要的意義。通過提高運行效率和優(yōu)化空間品質，可以為控制中心的運營和管理提供良好的支持。同時，它還能夠提升城市形象，為人們提供一個舒適宜人的工作和休閑環(huán)境。因此，在控制中心的設計中，建筑機電一體化設計是不可忽視的重要組成部分。

5 結論與展望

本文主要介紹了建筑機電一體化設計在軌道交通控制中心中的應用。蘇州軌道交通建筑控制中心的成功案例表明，建筑機電一體化設計可以提高控制中心的運行效率，提升空間品質及城市形象。未來，隨著城市軌道交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，建筑機電一體化設計將在軌道交通控制中心中發(fā)揮更加重要的作用。