李小庚

【摘 要】當前地鐵行業(yè)蓬勃發(fā)展，其以快速、準時、便捷的特點深受市民的歡迎。當前軌道交通多采用地下方式，其環(huán)控系統(tǒng)的正常運行可以為乘客及車站工作人員提供一個安全舒適的生活環(huán)境。本文詳述了軌道交通環(huán)控系統(tǒng)的構(gòu)成。

【關鍵詞】軌道交通環(huán)控；地鐵；發(fā)展

一、地鐵環(huán)控系統(tǒng)功能

地鐵環(huán)控系統(tǒng)旨在通過控制風機、空調(diào)、給排水及照明等子系統(tǒng)的有機運行，為乘客和工作人員提供一個舒適的乘車和工作環(huán)境，為地鐵相關設備提供一個溫濕度適宜的運行環(huán)境。在地鐵運行期間，環(huán)控系統(tǒng)可以排除工作空間內(nèi)的濕熱，保證人員設備的舒適環(huán)境；當列車因為阻塞停留在隧道區(qū)間時，環(huán)控系統(tǒng)可以向隧道提供新風，維持乘客短時間內(nèi)的必要的環(huán)境條件；當發(fā)生火災時、有毒氣體泄露時，環(huán)控系統(tǒng)可以通過排煙及時將有毒有害物質(zhì)排出，最大限度避免乘客受到傷害。環(huán)控系統(tǒng)的功能可以概括為：“提供舒適環(huán)境、供水排污、提供用電、防災救災”等。

二、地鐵環(huán)控系統(tǒng)的組成

地鐵環(huán)控系統(tǒng)多采用“三級控制”的方式組成控制系統(tǒng)。主要包括中央級、車站級以及就地級控制。

1.中央級系統(tǒng)的構(gòu)成

地鐵環(huán)控系統(tǒng)的中央級系統(tǒng)一般由中央監(jiān)控計算機、服務器及相應的中央級交換機組成.當前地鐵的綜合監(jiān)控系統(tǒng)逐步進入集成化的大監(jiān)控時代，目前主流方式的環(huán)控系統(tǒng)不單獨組建全線網(wǎng)絡，在車站級由綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成，車站級環(huán)控系統(tǒng)通過冗余以太網(wǎng)通信接口與綜合監(jiān)控系統(tǒng)連接，將車站設備運行狀態(tài)及信息集中上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的集成。

2.車站級環(huán)控系統(tǒng)

環(huán)控系統(tǒng)車站級為工業(yè)PLC組成的控制系統(tǒng)，主要由PLC控制器組成，一般在地鐵車站的環(huán)控電控室（高架車站為綜合監(jiān)控設備室）設置PLC控制器，在IBP盤設置遠程I/O，在各被控設備附近設置遠程I/O或接口模塊，環(huán)控系統(tǒng)局域網(wǎng)采用工業(yè)自愈環(huán)形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

3.就地級環(huán)控系統(tǒng)

就地級設備主要提供信號接入的功能。PLC通過環(huán)控系統(tǒng)就地級網(wǎng)絡將各類RI/O、具有智能通信口的就地設備和就地小型控制器等設備統(tǒng)一接入。例如接入傳感器需采用模擬量輸入信號，對于遠距離的可采用485通訊；接入智能照明等控制系統(tǒng)一般采用485、以太網(wǎng)等主流通訊方式。

三、地鐵環(huán)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象

地鐵環(huán)控系統(tǒng)主要通過對終端設備的監(jiān)視控制來保證舒適良好的環(huán)境，一般情況下環(huán)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象主要包括區(qū)間隧道通風系統(tǒng)、車站公共區(qū)環(huán)控系統(tǒng)、設備及管理用房環(huán)控系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明導向系統(tǒng)、電扶梯系統(tǒng)、以及其他必要的系統(tǒng)。

1.環(huán)控系統(tǒng)對隧道通風系統(tǒng)的監(jiān)控

對區(qū)間隧道通風系統(tǒng)進行中央級、車站級控制。中央級下達運行模式指令到車站級，由車站級實現(xiàn)對區(qū)間隧道通風系統(tǒng)設備的模式控制，控制操作以中央級為主。區(qū)間隧道通風系統(tǒng)運行分為正常運行、阻塞運行、火災事故運行模式。

（1）正常運行狀態(tài)

隧道通風系統(tǒng)的正常運行模式是根據(jù)地鐵運營時間，由系統(tǒng)預先設定的時間表來控制不同的運行模式。模式的啟停時間主要依據(jù)地鐵運營開始及停止的時間和日期，具體分為：

a）夜間運行：夜間收車后，根據(jù)系統(tǒng)的時間表功能，區(qū)間隧道通風系統(tǒng)進行1小時（可調(diào)整）的縱向機械通風，排除隧道中的廢氣和余熱余濕。此時車站通風系統(tǒng)隔站送排，區(qū)間隧道的中間風井關閉。

b）正常運行：列車正常運行時，車站公共區(qū)環(huán)控系統(tǒng)投入運行而區(qū)間隧道通風系統(tǒng)停止運行。

（2）阻塞運行狀態(tài)

當列車因故障或其他原因而停在區(qū)間并確定短時間內(nèi)無法繼續(xù)行駛時，中央級下達運行模式指令到車站級，車站級控制通風系統(tǒng)設備進行隧道阻塞通風模式控制。從而控制隧道內(nèi)溫度，保證列車空調(diào)冷凝器在正常的工作范圍內(nèi)。

（3）火災事故運行狀態(tài)

控制中心根據(jù)信號系統(tǒng)傳來的停車位置信息和司機報告的火災情況下達相關指令給相關的車站環(huán)控系統(tǒng)，相關車站環(huán)控系統(tǒng)采取相應的火災運行模式，保證旅客的安全疏散。當著火列車駛?cè)肭胺杰囌緯r，利用前方車站的隧道通風系統(tǒng)進行排煙；當著火列車停在區(qū)間隧道時，按預定的隧道內(nèi)火災模式運行。

2.車站公共區(qū)及設備用房環(huán)控系統(tǒng)監(jiān)控

根據(jù)地鐵設計規(guī)范，車站公共區(qū)系統(tǒng)包含車站送風機、車站排熱風機、組合空調(diào)、相關風閥、防火閥、聯(lián)鎖風閥（監(jiān)視）、回排風機等。設備管理用房系統(tǒng)包含空調(diào)機組、新風機組、回/排風機、送風機、排風機、排煙/排風機、相關風閥、防火閥等。其控制策略一般分為空調(diào)季節(jié)小新風、空調(diào)季節(jié)全新風、過渡季節(jié)、冬季運行、火災工況運行等。

3.環(huán)控系統(tǒng)對車站空調(diào)水系統(tǒng)的監(jiān)控

環(huán)控系統(tǒng)通過冷水機組、定壓補水裝置、全程水處理器、消毒滅菌裝置、電動蝶閥、水泵、電動兩通閥實現(xiàn)對車站空調(diào)水系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

對于地下兩層的典型車站，每個車站站廳、站臺兩端及公共區(qū)設置溫濕度傳感器，環(huán)控系統(tǒng)根據(jù)溫濕度參數(shù)控制空調(diào)水系統(tǒng)末端二通流量調(diào)節(jié)閥的開度，以達到控制公共區(qū)及設備管理用房環(huán)境溫度的目標。

4.環(huán)控系統(tǒng)對車站給排水系統(tǒng)的監(jiān)控

給排水系統(tǒng)的監(jiān)控對象包括廢水泵、污水泵、局部排水泵、電保溫等。對于車站水泵（含廢水泵、污水泵、局部排水泵）、電保溫，環(huán)控系統(tǒng)監(jiān)視其相關狀態(tài)信息；對于區(qū)間水泵，除需監(jiān)視其相關狀態(tài)信息外，還要實現(xiàn)緊急情況下對其遠程控制。

5.環(huán)控系統(tǒng)對車站電扶梯系統(tǒng)的監(jiān)控

監(jiān)視對象包括車站內(nèi)的自動扶梯與直升電梯。一般情況下，環(huán)控系統(tǒng)對電梯只監(jiān)視不控制。電梯或扶梯發(fā)生故障、急停等非正常工作現(xiàn)象，綜合監(jiān)控系統(tǒng)對此做出一級報警，報警時有報警推圖提示與報警音。

6.環(huán)控系統(tǒng)對車站照明導向系統(tǒng)的監(jiān)控

監(jiān)控對象包括工作照明、節(jié)電照明、出入口照明、導向照明、地徽照明、光帶照明、廣告照明、景觀照明等。對于公共區(qū)照明、非公共區(qū)照明等，環(huán)控系統(tǒng)可以根據(jù)需求編制時間表進行模式控制和點對點控制。對于車站應急照明電源裝置，一般僅監(jiān)視其狀態(tài)信息。

7.環(huán)控系統(tǒng)對車站其他系統(tǒng)的監(jiān)控

環(huán)控系統(tǒng)具有強大的監(jiān)控功能，根據(jù)功能需求可實現(xiàn)對其他必要系統(tǒng)的監(jiān)控。

四、總結(jié)

綜上，地鐵環(huán)控系統(tǒng)通過三級控制網(wǎng)絡組成的冗余可靠控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對區(qū)間隧道通風系統(tǒng)、車站公共區(qū)環(huán)控系統(tǒng)、設備及管理用房環(huán)控系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明導向系統(tǒng)、電扶梯系統(tǒng)、以及其他必要系統(tǒng)的監(jiān)視與控制，為乘客、工作人員及關鍵設備提供舒適的環(huán)境，保證地鐵安全穩(wěn)定運行。

【參考文獻】

[1]王菁.地鐵環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的設計于實現(xiàn)[D].北京交通大學，2011.

[2]地鐵設計規(guī)范GB 50157-2013，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，2013年8月8日第119號