城市轨道交通环境监控系统

（一）技术内容

地铁站的环境监控系统（Building Automation System，简称BAS），利用分布式微机监控系统，对地铁车站及区间隧道内的空调通风、给排水、照明、电梯、自动扶梯、导向标志等机电设备进行全面运行管理与控制。在发生火灾或列车阻塞等非正常情况时，能够及时迅速地进入防灾运行模式，根据火灾报警系统发送的着火点信息或列车自动控制系统发送的阻塞点信息，自动调度送风或排风状态，进行通风排烟，提高城市轨道交通运营的智能化和安全性。环控系统组织包括风系统、车站空调水系统和集中供冷系统。图7-12、7-13所示分别为车站控制器和控制中心系统框图。

图7-12　车站控制器

图7-13　控制中心系统框图

（二）主要技术性能

（1）合理确定车站温度控制标准。

空调系统的控制温度是BAS控制的基础。采用相对热舒适指数RWI（Relative Warmth Index）和热损失率HDR（Heat Deficit Rate）指标，根据室外气象情况来确定满足舒适要求的地铁车站控制温度。RWI和HDR指标是人体在过渡空间热反应的热舒适指标，综合考虑了温度、湿度、风速、衣着量、运动强度等因素。

（2）全面采用变频变风量控制。

地铁空调大系统是提供站台、站厅大空间空调的全空气系统。系统能耗中风机能耗所占比例很大，风机节能是节能运行的重点。变频变风量控制调节快速、准确，节能效果好，采用“只送不排，只排不送”的通风运行模式。

（3）采用定流量、变水温的水系统调节。

取消大系统空调机组水路上的电动二通阀，通过对冷机的负载率控制及对冷冻水温度的控制来实现水系统的调节。

（4）充分利用BAS系统的监控能力和数据处理能力。

通过软件实现上述控制工艺及计算，并实现对地铁各类机电设备的智能化管理和故障诊断。

在工艺设计的基础上，开发并应用了地铁通风空调优化控制软件（Environment Control System，简称EnCs）。EnCs软件的目的是实现系统的全年自动控制运行，在满足系统环控要求的前提下，尽可能地降低风机、水泵和机组的能耗，节省运行费用。为提高设备管理水平，应用了地铁设备运行管理软件（Equipment Manage System，简称EuMs）、设备故障诊断软件（Fault Diagnose System，简称FaDs）。

EuMs软件运行于车站工作站，用于增强BAS的系统管理功能，提高控制决策水平和事故应变能力。EuMs有设备管理数据库，能自动记录和统计各台设备（主要包括风机、水泵、自动扶梯和电梯等）的运行状况、累计运行时间、故障情况，自动编排维修计划（避免互为备用的设备同时检修）、记录维修信息等功能。EuMs产生的设备维修计划及设备故障报警信息均可以组态画面的形式在屏幕上显示。在出现紧急故障时，系统将强行将监视屏上的画面转至报警画面。维修计划表需由操作者通过鼠标器选择调出。

FaDs软件用于监测和诊断控制系统、被控制设备和传感器的故障，显示和打印故障通知，发出报警信号。FaDs主要是按照三个层次和级别建立的：第一级是设备级故障检测诊断，主要针对大型机电设备与管路系统的故障检测；第二级是控制级故障检测诊断，主要针对控制器、现场仪表和执行机构等控制设备的故障诊断；第三级是管理级故障检测诊断，主要是针对整个系统的故障诊断和必须通过系统方能发现的潜在故障。

（三）技术特点

（1）提出了地铁公共区全年设定温度的确定方法，并在此基础上，实现BAS系统的全年自动控制，实现了地铁空调大系统定水量、变风量的运行方式。

（2）提出了地铁空调大系统全年节能运行模式及地铁BAS系统的智能化设备管理和故障诊断方法。

地铁站的环境监控系统使环控能耗显著下降，节能显著，减少了地铁对于自然环境的影响；系统全年自动运行，极大地减少了机电设备维护人员的工作量，可减少维护人数，改善劳动环境，提高维护水平；提高了设备管理水平，减少了设备维护的费用和时间，延长了设备使用寿命，提高了设备的完好率和正常率，提升了地铁的服务水平；给乘客提供合理的舒适度，满足乘客的舒适性要求，有利于地铁吸引客流，提高地铁的效益。