浅析BAS系统在地铁环境监控上的应用研究
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摘要：随着我国社会经济的快速发展与提高，国民的生活水平也在日益提高。自从南京地铁开通以来，给南京人民带来了很大的方便，地铁的建造疏散巨大的城市人流，其间接因素是因为省会城市对全省人口的吸附能力过于强大；而地铁的建造又在一定程度上刺激了人口的增长，同时物流、资源、资金等也会加速在此聚集，这在一定程度上又提升了省会城市的首位度。
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：
一．引言
BAS即是Building Automation System，也就是我们常谈到的楼宇自动化系统。BAS楼宇自动化系统所涉及的内容众多。一座现代化建筑往往包括这些设备的全部或大部分。随着建筑物的规模增大，标准提高，这些设备的种类、数量急剧增加，要求的监测控制点可多达几千点至上万点。这些设备和测量控制点一般分散到建筑物的各层和各个角落，因此采用分散管理，就地监测和操作将占用大量人力资源，有时几乎难以实现。BAS利用计算机和网络技术，对这些设备进行集中管理和自动监测，对节省运行人力，保持设备正常，具有极大的意义。同时通过计算机系统及时启停各有关设备，避免设备不必要的运行，又可以节省系统运行能耗。这样，BAS系统的主要目的就是：提高系统管理水平；降低维护管理人员工作量；节省运行能耗. 为了满足轨道交通的运营要求，在车站设置了保障正常运营的照明设备、通风空调设备、给排水设备、自动扶梯等机电设备；同时，为满足在紧急状态的报警、乘客疏散、救灾等要求，在轨道交通车站还设置了火灾报警系统、水消防系统、气体灭火系统、防排烟系统、防烟设备等机电设备和系统 。为了实施这些系统和设备相互间的有序联动控制和监视，在轨道交通线上设置了称之为“环境与设备监控系统”（Building Automatic System-BAS）的自动控制系统，形成了一个强大的轨道交通运营保障系统。
二．环境与设备监控系统简介
为了实现对各专业设备有序联动控制和监视，在轨道交通车站及控制中心设置了称之为“环境与设备监控系统”的自动控制系统，形成了一个强大的轨道交通运营保障系统。
三．地铁中 BAS 的功能目标和设计原则
3.1功能目标
环境与设备监控系统在我国地铁规范中称为地铁BAS（Building Automation System建筑自动化系统），在国外常称为 EMCS（Equipment Monitoring & Control System机电设备监控系统）。它是对地铁建筑物及隧道内的环境与空气调节、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门、人防门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统，以实现以下目标：
1）正常运营时，创造舒适环境；
2）灾害情况下，完成灾害模式控制及联动控制，保证人员和设备安全，尽量减少损失；
3）提高自动化水平，降低能源消耗，降低运营成本。
3.2 设计原则
地铁 BAS 系统的设计应针对地铁的特点和各城市的气候环境、经济情况而设置，主要依据以下几点：①分散控制、集中管理、资源共享；②应满足地铁运营管理的需要；③选择具备可靠性、容错性、可维护性和工业级控制产品；④事故通风与排烟系统的监控宜采取冗余措施。
四.地铁 BAS 系统基本功能
4.1 BAS 系统的监控功能
具有中央和车站二级监控功能；BAS 控制命令应能分别从中央工作站、车站工作站和车站紧急控制盘（IBP）人工或由程序自动判定执行，并具有越级控制功能以及所需的各种控制手段；对设备操作的优先级遵循人工高于自动的原则。
4.2 执行防灾及阻塞模式功能
能接收FAS 系统车站火灾信息，执行车站防烟、排烟模式；能接收列车区间停车位置信号，根据列车火灾部位信息，执行隧道防排烟模式；能接收列车区间阻塞信息，执行阻塞通风模式；能监控车站逃生指示系统和应急照明系统；能监视各排水泵房危险水位。
4.3 环境监控与节能运行管理功能
通过对环境参数的检测，对能耗进行统计分析，控制通风、空调设备优化运行，通过地铁整体环境的舒适度，降低能源消耗。
五.地铁 BAS 监控内容和控制方式
5.1 监控内容
通常, 地铁 BAS系统监控的项目有: 区间隧道通风系统、站厅站台通风系统、设备及管理用房通风系统、空调机组、冷水机组、给排水系统、自动扶梯系统、动力及照明系统,与其相关的系统还有 FAS (火灾自动报警系统)、MTS( 中央母钟系统)、ATS( 列车自动监控系统)，此外，根据具体工程的需要可能还会增加一些项目，比如屏蔽门、人防门、电梯等等。为简化系统, BAS一般不对风机盘管、排气扇等进行监控。
1）公共区通风空调系统:俗称大系统，承担调节公共区的温度和湿度，以向乘客和轨道交通工作人员提供舒适的乘车环境和工作环境；同时，承担紧急和灾害状态下的通风、换气和排烟的功能，确保乘客和员工的人身安全。
2）设备管理用房通风空调系统:俗称小系统，主要承担办公用房和设备用房等温度和湿度的调节，以向轨道交通工作人员提供舒适的办公环境，给设备提合适的运行环境；同时，承担灾害状态下的通风、换气和排烟功能，确保员工的人身安全。
3）空调水系统:主要是为空调系统提供冷却水；
4）给排水系统:给水系统主要是为车站的生产、生活及消防提供符合水质、水压和水量要求的用水。
5）隧道通风系统:隧道通风系统在正常情况下主要完成隧道的排热和换气，火灾情况下则用于定向排烟和排热及送新风等。
6）照明系统:动力照明系统主要用于车站公共区和办公设备区的正常照明、辅助照明和应急照明及为系统和设备提供电力。
7）电扶梯系统:该系统主要承担乘客的出入站和设备物品的运送等。
8）FAS系统:BAS 通过通讯方式和 FAS主机进行接口，通过该接口接收 FAS确认的火灾报警信息，用来触发模式控制。
9）主控系统
如果BAS集成于主控系统，则 BAS 的中心及车站监控功能由主控系统完成，BAS 则作为主控系统的一个子系统存在，此时 BAS 已经不是一个独立意义的系统。
5.2 BAS 系统的控制方式
BAS 系统的主要功能是对所控设备进行高效、可靠的记录和控制，产生最佳的节能效果，并在突发事件（如火灾）时指挥环控设备转向定向模式，提供安全保证。
1）中央级控制:监控并协调全线各车站及大楼通风空调设备、给排水、自动扶梯设备的运行。
监控并协调全线区间隧道通风系统设备的运行。对车站机电设备故障进行报警，统计累计运行时间。对全线环境参数（温度、湿度）及水系统参数进行检测、分析及报警。接收系统火灾报警信息并触发系统的灾害运行模式，控制环控设备按灾害模式运行。紧急状况下，可通过车站模拟屏控制环控设备执行相关命令。与主时针接口保证系统时针同步。
2）车站级控制:车站级监视车站及所辖隧道区间的通风空调、给排水、自动扶梯设备的运行状态。调节车站设备使其协调动作，并可人工干预，对设备进行参数修改和工作模式调整等工作。及时显示设备故障并报警，显示危险水位。
3）就地级功能:就地级控制器设在环控机房和泵房，它们负责传送设备状态给车站级计算机并执行由车站级的命令，在车站级故障时，就地级可独立监视和控制设备。就地级控制器可接收探测数据、被控设备的返回信号，开关信号或模拟信号去控制设备。
5.结语
综上所述，由于地铁各类设备系统的复杂性和特殊性，对车站设备监控系统(BAS)的控制要求往往同一般楼宇自动化系统区别很大，在硬件的配置和软件功能上有其特殊的要求，因此，在今后的地铁建设和运营中，要根据地铁的实际情况，合理配置系统，完善系统功能，最大限度地提高地铁设备控制的自动化水平。