黎洪洲

（武漢職業(yè)技術(shù)學院，湖北 武漢 430074）

在我國經(jīng)濟水平迅速發(fā)展以及城市規(guī)模不斷擴大的推動下，我國城市交通得以快速發(fā)展的同時，也面臨著巨大的市場挑戰(zhàn)，在軌道交通建設(shè)中，環(huán)控空調(diào)、給排水、照明、通風以及自動電（扶）梯等所有機電設(shè)備的重要性與作用也越來越突出。軌道交通機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是一種運用先進計算機技術(shù)、控制管理方法以及通信設(shè)備等對地鐵全線一切車站、車輛段以及區(qū)間隧道等場所內(nèi)所使用的機電設(shè)備進行實時、有效的監(jiān)視、管理、控制，使車站相關(guān)救災設(shè)施能夠在發(fā)生火災事故時有效地運行，最大限度保障人身安全、財產(chǎn)安全等，并有效實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、合理優(yōu)化資源配置以及提高設(shè)備管理水平的綜合自動化系統(tǒng)。

1 傳統(tǒng)的BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

分層分布式現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是BAS系統(tǒng)所采用的主要控制方法，編輯邏輯控制器（PIC）設(shè)備、現(xiàn)場傳感器以及維護終端是其主要組成部分，而低壓動力照明系統(tǒng)、車站隧道通風系統(tǒng)、車站給排水系統(tǒng)、電（扶）梯系統(tǒng)、車站設(shè)備管理用房區(qū)與公共區(qū)的通風空調(diào)系統(tǒng)以及空調(diào)水系統(tǒng)等所有機電設(shè)備則是其主要監(jiān)控對象。

圖1所示為某一典型地下車站的BAS系統(tǒng)構(gòu)成。其中，F(xiàn)AS為火災報警系統(tǒng)，火災模式下，其可向BAS發(fā)出火災模式指令，使BAS控制器能夠根據(jù)預定的工況轉(zhuǎn)入至災害模式，并及時啟動相關(guān)救災設(shè)施；EPS為應急電源系統(tǒng)；CPS、CPU以及CRP分別為電源模塊、中央處理器及數(shù)據(jù)同步模板；IBP為應急后備操作盤；NOM與NOE則為MB＋總線模塊與以太網(wǎng)模塊；ISCS為綜合監(jiān)控系統(tǒng)；SEG為 MB＋總線網(wǎng)關(guān)；PRA為模塊箱處理器；I／O為輸入／輸出單元。

所有機電設(shè)備一旦完成生產(chǎn)與現(xiàn)場安裝，即應立即對其進行調(diào)試，當確定其可正常使用、安全運營后，方可投入使用。但是，由于目前我國地鐵線路建設(shè)具有線路長、開通時間緊以及高質(zhì)量要求等特點，加上前期土建與設(shè)備安裝所能夠壓縮的建設(shè)工期極為有限，而BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)試工作一般需3～4個月方可完成，加上其是一項極為繁雜且工作量極大的工作，主要體現(xiàn)在：由于BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所采用的接口主要以硬線接口為主，這就要求增加I／O模塊，當I／O模塊箱與硬線接線接口數(shù)量達到一定程度時，將會對設(shè)備安裝與設(shè)備本體調(diào)試完成工作產(chǎn)生極大依賴性；此外，由于BAS系統(tǒng)所要監(jiān)控、管理及控制的設(shè)備較多且極為分散，加上其除了要完成點控外，還必須完成大量的策略控制，例如，站臺站廳的溫濕度PID控制，火災模式下的排煙模式控制與電、風、水專業(yè)模式控制等。因此，就目前而言，雖然已采用多工作面的調(diào)試方式對BAS系統(tǒng)進行調(diào)試，但是，諸多地鐵線路不僅依然無法于開通前完成全面的調(diào)試工作，而且還在一定程度上增加了成本費用。因此，為了能夠按時開通地鐵線路并于線路開通前盡量完成全面的調(diào)試工作，除了要狠抓工程建設(shè)進度及質(zhì)量外，還應對BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行一定的優(yōu)化處理。

圖1 某一地下車站的BAS系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

2 機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可行性分析

BAS系統(tǒng)與工業(yè)系統(tǒng)控制基本相同，除了均是由集中控制向分散控制發(fā)展外，其底層設(shè)備亦由被控狀態(tài)升級為自身智能化。據(jù)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多年前，諸多AC400 V、AC10 kV以及DC750 V或DC1 500 V的開關(guān)柜均以采用接硬線直接接入變電所綜合自動化的方式，而要想有效實現(xiàn)變電所自動化屏與各設(shè)備間的連鎖關(guān)系，就必須增加DI／O設(shè)備的數(shù)量。但是，就目前而言，只要在各開關(guān)柜上安裝相應的保護裝置或智能測控單元，并以邏輯電路或硬線進行連接，即可起到有效保護并保證第一層連鎖關(guān)系得以正常運行的作用；而通過在自動所的自動化屏上安裝FEP，不僅能通過一定的通信方式而與各開關(guān)柜建立起穩(wěn)固的連接關(guān)系，而且還能大量減少DI／O配置，單憑一臺64點DI／O以內(nèi)的測控單元即可將無法通過智能單元進行有效連接的設(shè)備連接起來，從而最大限度地減少了調(diào)試壓力，提高調(diào)試工作的效率與可靠性。

由于BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與變電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本一致，因此，從理論上來說，可將BAS的集中控制改為各系統(tǒng)的分散控制，如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)后的BAS構(gòu)成示意圖

從監(jiān)控功能上看，由于優(yōu)化后的BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)僅僅是將監(jiān)控動作的執(zhí)行從BAS內(nèi)改為向外執(zhí)行，即以底層設(shè)備控制器來完成監(jiān)控指令，并將相關(guān)接口設(shè)備安裝于FEP外側(cè)，使接口更清晰，從而方便運營與后期維護等，因此不會對BAS系統(tǒng)的監(jiān)控功能產(chǎn)生影響。從調(diào)節(jié)功能上看，雖然優(yōu)化后的BAS系統(tǒng)的監(jiān)控對象為各個子系統(tǒng)，但是，由于其調(diào)節(jié)功能依然要以設(shè)備控制器與各子系統(tǒng)的相互配合方可實現(xiàn)，因此，通過對FEP進行相關(guān)邏輯關(guān)系設(shè)置與采用一定的控制算法，不僅不會影響到BAS系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)功能，而且還能對調(diào)節(jié)功能進行有效統(tǒng)一。此外，針對BAS系統(tǒng)的防火輔助功能而言，優(yōu)化前，其實現(xiàn)過程大致為：當BAS系統(tǒng)接收到火災報警系統(tǒng)的火災信號時，便自動啟動相應的防火措施，但是，優(yōu)化后，當遭遇火災時，來自于FAS的防災信號主要由FEP接收，并下發(fā)及執(zhí)行相應防災指令，因此，優(yōu)化后的BAS系統(tǒng)在不影響其自身防火輔助功能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了防火輔助操作流程的精簡。

3 機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議

機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議：

（1）經(jīng)過優(yōu)化后的BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要以采用單體成套設(shè)備集成控制系統(tǒng)的分布結(jié)構(gòu)形式為主，為了能夠有效滿足該結(jié)構(gòu)對相關(guān)設(shè)備的要求，就必須要求相關(guān)企業(yè)或設(shè)計院在進行工程建設(shè)或設(shè)計招標時，出示相應的具體解決方案，使其充分了解該BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

（2）要求單體成套設(shè)備集成控制系統(tǒng)提供商必須從BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的全集成角度出發(fā)，遵守設(shè)計標準。

（3）由于為部分底層設(shè)備風機、空調(diào)系統(tǒng)以及水系統(tǒng)等帶來智能化是分散控制的，而與BAS系統(tǒng)接口相關(guān)的專業(yè)模塊又可組成可自行完成控制工作的子系統(tǒng)，因此，可各自于相應車間內(nèi)完成接口調(diào)試，而其具體操作動作與信息數(shù)據(jù)則可脫離現(xiàn)場設(shè)備，于控制器上進行模擬，從而有效降低調(diào)試工作壓力與減少其工作量。

（4）就現(xiàn)階段而言，我國軌道交通BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所采用的控制器與現(xiàn)場總線主要來自國外，不僅極大阻礙了我國工控設(shè)備的發(fā)展，而且還增加了設(shè)備投入成本。因此，在對BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化時，可適當考慮并盡量使用國產(chǎn)的控制器與現(xiàn)場總線，此外，還可將通用的物理通信方式與開放的通信協(xié)議有效應用于現(xiàn)場總線中，以此提高BAS系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)化率，從而促進我國工控設(shè)備的發(fā)展。

4 結(jié)束語

總而言之，對BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，不僅能有效改善交通環(huán)境與保障行車安全的要求，而且也是相關(guān)鐵路企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能增效、提高運行管理水平目標的必然要求。隨著高速鐵路管理模式探索的不斷深入，BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將會得到更一步優(yōu)化。

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