地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)方案分析

唐錫明

摘 要：在地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的方案選擇中，需要結(jié)合地鐵的實際情況，運用正確的方法進(jìn)行選擇，才能夠確保地鐵的安全穩(wěn)定運行，促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，文章針對于地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)方案進(jìn)行了具體的分析和研究。

關(guān)鍵詞：地鐵環(huán)境；設(shè)備監(jiān)控；系統(tǒng)方案

1 地鐵環(huán)境下采用的BAS全線系統(tǒng)的構(gòu)成方案

BAS系統(tǒng)的全線構(gòu)成方案主要由車站級、中央級、現(xiàn)場級以及網(wǎng)絡(luò)通訊等構(gòu)成。隨著BAS全線系統(tǒng)不斷的完善，已在地鐵監(jiān)控系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，在地鐵控制系統(tǒng)中，BAS的中央級、現(xiàn)場級以及網(wǎng)絡(luò)通訊等由地鐵站內(nèi)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計來實現(xiàn)的[1]。而BAS的車站級主要是分層式分布試結(jié)構(gòu)，主要由傳感器、控制設(shè)備、電源等部分組成，在車站內(nèi)的主要監(jiān)控對象有照明系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)、電扶梯系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的監(jiān)控。

2 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的配置方案

地鐵列車控制器的配置方案主要有車站兩端配置冗余控制方案、車站單端配置冗余控制方案兩種方案。

2.1 車站兩端配置冗余控制方案

該方案主要以車站兩端的環(huán)控電控室為主，將其兩端的電控室內(nèi)各自設(shè)立一套冗余PLC控制器，在運營的過程中，將離站內(nèi)綜合控制室的PLC控制器為主要控制器，將另一端的PLC控制器作為從控制器。該方案已被我國多條地鐵線路廣泛的使用，該方案具有RI/O與控制器之間全部通過雙總線進(jìn)行相互的通信、兩組冗余PLC控制器的布設(shè)位置是分開的、可靠性較高、系統(tǒng)的層次性比較簡單、設(shè)備接口明確、將控制風(fēng)險分散開、清晰的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備布線簡單等特點，但是，該方案的多項特點和建立在配置方案的投資高、系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜的基礎(chǔ)上的[2]。因此，對于較小的地鐵站不適合使用，多使用在地鐵站規(guī)模較大、需要監(jiān)控的對象較多的地方，是被我國較大的地鐵站廣泛應(yīng)用的一種控制方案。

2.2 車站單端配置冗余控制方案

在車站內(nèi)設(shè)置的冗余BAS控制器要靠近車站的控制室的車站端，在另外一端只設(shè)立遠(yuǎn)程RI/O，通過站內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)控制層將所有的監(jiān)控設(shè)備連接到BAS控制器上，該方案對車站的集中控制和數(shù)據(jù)分散采集比較有效，也被我國很多的地鐵站經(jīng)常用到的一種方案[3]。相比于車站兩端配置冗余控制方案來說，該方案的特點是在設(shè)計上減少車站一端的PLC控制器模塊，從整個投資上要比車站兩端配置冗余控制方案的投資減少很多，但是，由于整個車站只采用一套冗余PLC控制器，因此，在運營過程中產(chǎn)生的風(fēng)險比較集中，需要對該方案中的控制器性能有較高的要求。該方案不適用于較大的地鐵站，危險性集中、監(jiān)控對象少，比較適合較小規(guī)模的地鐵站。

3 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)配置方案

地鐵車站環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中使用的通信方式可以分為總線網(wǎng)絡(luò)方案和以太網(wǎng)方案等兩種網(wǎng)絡(luò)配置方案。

3.1 總線網(wǎng)絡(luò)配置方案

該方案的建設(shè)理念是通過總線將車站兩端的PLC控制器的各個遠(yuǎn)端I/O以及智能通信設(shè)備和站內(nèi)一些小型的控制設(shè)備、控制器等設(shè)備統(tǒng)一接入車站現(xiàn)場交換機(jī)，實現(xiàn)對車站兩端的所有機(jī)電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，如電扶梯、站內(nèi)通風(fēng)空調(diào)、水冷設(shè)備、給排水設(shè)備、安全照明燈等與火災(zāi)報警和在火災(zāi)情況下使用的機(jī)電設(shè)備[4]。在車站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)中采用的FAS系統(tǒng)以及BAS控制器都存在接口，實現(xiàn)在車站發(fā)生火災(zāi)的情況下，F(xiàn)AS系統(tǒng)將火災(zāi)模式命令下發(fā)到BAS控制器，在此情況下BAS控制器將運轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)為火災(zāi)模式，并且啟動相關(guān)的機(jī)電設(shè)備等?？偩€網(wǎng)絡(luò)方案是采用傳統(tǒng)的總線接入方式，該方案具有實時性好、可靠性高、成熟性、總線網(wǎng)絡(luò)自愈能力比較強(qiáng)等特點，而且該方案的建設(shè)成本比較低，在方案中采用的通訊介質(zhì)主要以同軸電纜、雙絞電纜為主，網(wǎng)絡(luò)通訊速率可以達(dá)到5Mbps，是我國地鐵站內(nèi)常采用的網(wǎng)絡(luò)配置方案。

3.2 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)配置方案

在采用以太網(wǎng)方案的過程中，其與總線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)原理基本一致，但相比較總線網(wǎng)絡(luò)方案而言，以太網(wǎng)方案主要具有如下幾個方面的優(yōu)勢，以太網(wǎng)方案是采用以太網(wǎng)的接入方式來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的，以太網(wǎng)方案具有網(wǎng)絡(luò)自愈能力較強(qiáng)、一網(wǎng)到底的特點[5]。但是，該方案的建設(shè)成本比較高，方案建設(shè)中采用的網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)主要以以太網(wǎng)為主，同時還需采用工業(yè)以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，方案中需應(yīng)用到工業(yè)交換機(jī)，雖然該方案的成本比較高，可通訊速率是比較可觀的，大約在100Mb

ps左右。因此，在實際的選擇上，需要根據(jù)地鐵實際的規(guī)模的大小，選擇合理的方案，才能夠進(jìn)一步促進(jìn)地鐵的良好運行。

4 地鐵環(huán)境下監(jiān)控設(shè)備的BAS方案

車站BAS方案建設(shè)主要是通過車站兩端設(shè)置的冗余PLC控制器與網(wǎng)絡(luò)配置相結(jié)合，主要分為PLC控制器與總線網(wǎng)絡(luò)控制層、PLC控制器與工業(yè)以太網(wǎng)等兩種BAS方案。BAS系統(tǒng)在地鐵環(huán)境下的監(jiān)控對象有很多，具體監(jiān)控對象如圖1所示。

4.1 PLC控制器與總線網(wǎng)絡(luò)控制層的配置方案

該方式是需要分別在車站兩端的環(huán)控電控室各設(shè)置冗余PLC控制器，車站兩端的PLC控制器分為一主一從，將靠近綜合控制室一端的作為主控制器，另一端的作為從控制器。該方案的建設(shè)理念是通過總線將車站兩端的PLC控制器的各個遠(yuǎn)端I/O以及智能通信設(shè)備和站內(nèi)一些小型的控制設(shè)備、控制器等設(shè)備統(tǒng)一接入車站現(xiàn)場交換機(jī)[6]。如通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、電扶梯、給排水設(shè)備、水冷設(shè)備、安全照明燈等與火災(zāi)報警和在火災(zāi)情況下使用的機(jī)電設(shè)備。在車站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)中采用的FAS系統(tǒng)以及BAS控制器都存在接口，實現(xiàn)在車站發(fā)生火災(zāi)的情況下，F(xiàn)AS系統(tǒng)將火災(zāi)模式命令下發(fā)到BAS控制器，在此情況下BAS控制器將運轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)為火災(zāi)模式，并且啟動相關(guān)的機(jī)電設(shè)備等。

4.2 PLC控制器與工業(yè)以太網(wǎng)的配置方案

該方案主要是將工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用到車站BAS系統(tǒng)構(gòu)建中，實現(xiàn)BAS系統(tǒng)的地城網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該方案的主要原理是將車站兩端的環(huán)控電控室、站內(nèi)車控室以及其他的設(shè)備附近設(shè)立工業(yè)以太網(wǎng)的交換機(jī)，組成一個光纖互聯(lián)的工業(yè)以太網(wǎng)通訊系統(tǒng)。在車站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)中采用的FAS系統(tǒng)以及BAS控制器都存在接口，實現(xiàn)在車站發(fā)生火災(zāi)的情況下，F(xiàn)AS系統(tǒng)將火災(zāi)模式命令下發(fā)到BAS控制器，在此情況下BAS控制器將運轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)為火災(zāi)模式，并且啟動相關(guān)的機(jī)電設(shè)備等。該系統(tǒng)在地鐵站中廣泛的應(yīng)用，是地鐵車站BAS系統(tǒng)發(fā)展的標(biāo)志。

5 結(jié)束語

文章針對于地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)方案進(jìn)行了具體的分析和研究，通過文章的探討，在地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控方案的選擇上，需要相關(guān)人員根據(jù)地鐵的規(guī)模進(jìn)行選擇，并且在系統(tǒng)實際運行的過程中，應(yīng)該對其進(jìn)行良好的維護(hù)，才能夠進(jìn)一步確保地鐵的良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]鄒強(qiáng)，沈濤，曲博，邱繼紅，魏宏基.地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)運行模式分析與實現(xiàn)[J].城市軌道交通研究，2011（03）.

[3]滕君祥.廣州地鐵5號線環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2009（06）.