1.地鐵設備監控系統設置目的
  地鐵作為現代化城市建設的標志之一,因其無污染、低噪音、高速度等優點,被越來越多的城市采用。設置設備監控系統,是為了整個監控系統的安全可靠運行。特別是在地下車站發生事故的情況下,使有關救災設施按照設計工況,及時有效地運行,保障人身安全。
    由于地鐵車站設置有各種正常運營保障設施,數據信息需要對中央級上傳和對就地級下達,所以在全線監控系統中的地位非常重要。
2.地鐵設備監控系統的技術特點
2. 1 功能要求特殊
   地下鐵路屬于公共交通行業,是城市交通的一面“ 窗口”。設備的安全、可靠、高效、節能所帶來的舒適感、安全性非常重要。不同于智能樓宇側重于辦公自動化、通信自動化、長時間工作下環境智能調節的要求,地鐵建筑監控系統則更側重有利于安全行車管理、變化客流下的環境調節、災害情況下的疏散導引、相關設備在各種情況下的有效運行。
2. 2 環境條件特殊
  地鐵建筑所處環境具有特殊性,由于機車為電力牽引, 且地下相對外界隔絕,環境潮濕。既不同于地面商用建筑物,一般所處環境較好,電磁干擾較輕,也不同于工廠金屬粉塵等有害物質較多,環境惡劣。
2. 3 設備種類眾多
  集成子系統包括：環境與設備監控系統（BAS）、電力監控系統（SCADA）、火災自動報警系統（FAS）等系統；互聯子系統包括：綜合安防系統（ISDS）、乘客資訊系統（PIS）、列車安防系統（TSDS）、廣播系統（PA）、自動售檢票系統（AFC）、信號系統（SIG）、時鐘系統（CLK）、屏蔽門系統（PSD）、通信網管、不間斷電源（UPS）等系統。
  由于具有以上特殊性,為設備監控系統的系統構成、設備選型、系統運行可靠性、設備的技術管理都提出了特殊的要求。
3.功能構成
  地鐵設備監控系統從全線功能組成來講,包括了設在全線調度指揮中心的中央級功能,設在各個車站控制室、弱電綜合機械室和環控電控室的車站級功能,以及設在被控設備附近的就地級功能。
  車站級設備監控系統負責統一管理本車站的被控設備，接收中央級下達的指令，完成其控制要求，以及實現對車站的環境監控、其他設備的監控管理和導向設備監控。
4.設計選型原則:
    設備監控系統的中央級（CISCS）和車站級（SISCS）是熱備、冗余、開放、可靠、易擴展的計算機系統。系統和設備選用要考慮其可靠性,安全性,穩定性,先進性,可擴展性,開發性,交互性,經濟性和易于維護性等主要性能指標;同時,還要重點考慮選擇的主要產品有在地鐵工程中的成功應用實例.
5.監控對象及其要求
地鐵工程車站設備監控系統主要被控對象由通風與空調系統,給排水系統,自動扶梯系統,照明系統,屏蔽門系統,人防密閉隔斷門系統等幾部分組成.
5.1通風與空調系統是地鐵車站設備監控系統的主要組成部分.它的穩定運行保證了地鐵在正常運行時,為乘客提供安全舒適的乘車環境,為地鐵工作人員和設備運行提供良好的工作環境;在列車阻塞運行時,保證列車空調正常工作;在地鐵車站出現火災時,系統能迅速排除煙氣,保證乘客安全撤離.通風空調系統主要包括隧道通風系統和車站空調通風系統.
隧道通風系統分為區間隧道通風系統和車站隧道通風系統.
車站空調通風系統分為車站大系統(即公共區通風空調系統),車站小系統(即設備用房空調通風系統).
5.2冷凍水系統是指由車站冷凍站為車站大系統和小系統提供循環冷凍水.包括冷水機組,冷卻塔,冷凍泵,冷卻泵,電動蝶閥,壓差調節閥,電動二通調節閥和相關溫度傳感器,壓差傳感器,液位開關,流量開關,流量傳感器.
5.3給排水系統包括給水系統,消防用水供水系統和排水系統.給排水,消防用水利用城市現有設施.地鐵沿線的雨水排入城市雨水系統;生活污水及廁所沖洗水經化糞池處理后排入城市污水系統;結構滲透水,結構排水,車站沖洗水,消防廢水均排入城市污水系統.
5.4自動扶梯設置在地鐵的站廳至站臺以及站廳至地面,自動扶梯按照安裝位置不同分成出入口扶梯(站廳至地面)和站臺扶梯(站臺至站廳)兩種.對于典型地下車站,出入口扶梯分布在車站兩端站廳層,站臺扶梯分布在車站兩端站臺層. 監視每臺出入口扶梯和電梯的上行,下行和故障及左,右扶手帶故障.
5.5照明系統為地鐵全線車站,區間及輔助建筑提供照明,保障地鐵的正常運行以及事故時引導乘客疏散.EMCS將對照明系統進行控制和管理.工作照明監視每個工作照明點的開,關運行狀態,控制工作照明的開關.
5.6地下車站設置屏蔽門系統由門體,門機,電源及控制等四個部分組成.屏蔽門控制系統由中央接口盤,就地控制盤,站臺監控亭遠方報警盤,門控單元和連接這些裝置的通信通道構成.設置屏蔽門的主要目的是將車站站臺與行車隧道區域隔離開,避免了區間與車站冷熱氣流的交換,降低車站空調通風系統的運行能耗.同時減少列車運行噪音和活塞風對車站的影響,還可以防止人員跌落軌道產生意外事故,提高了地鐵的安全和舒適感.
6.監控系統組成
6.1中央級監控系統由中央級局域網絡構成,網絡內包括主備監控主機,主備服務器,檔案管理計算機,網絡交換機(通信轉換接口),打印機,打印機服務器,大屏幕顯示系統和UPS等設備.
6.2車站級監控系統組成由設置于車站環控電控室和車站控制室(SCR)的可編程序控制器(PLC)采集現場設備的狀態信號,通過網絡通訊線傳遞到車站級服務器及監控工作站,車站監控人員再通過工作站下達控制指令,由PLC傳遞到現場設備完成.
6.3就地級監控設備組成:作為車站級監控設備PLC控制器的組成部分,遠程I/O設備直接與現場設備連接.采集從現場傳感器檢測到的各類信號;同時,遠程I/O也將上級下達的控制任務,直接傳遞的現場的閥門,開關及電機等執行機構,從而完成系統的控制指令.對于關鍵性的監控場合,使用帶CPU處理器的遠程I/O來實現獨立控制功能.
7.監控系統功能
7.1 EMCS系統的軟件組成包括以下部分:
運行于服務器,工作站以及車站監控站中的操作系統(OS)軟件,是計算機正常運行的基礎和一切應用軟件的基礎平臺.
數據采集監控(SCADA)及人機界面(HMI)組態開發軟件,有設計時及運行時兩種工作模式.設計時用于EMCS系統人機界面(HMI)的開發,組態,和編程,以及系統的修改和維護;運行時負責EMCS系統的設備操作和狀態動態顯示,數據采集,歸檔和交換,報警顯示和管理,以及其他的監控管理功能.
PLC組態編程軟件.用于EMCS系統中的可編程序控制器(PLC)的組態和編程,以及現場調試,維護的工作.
網絡組態和通訊驅動軟件.用于EMCS系統的現場總線的組態和設置,進行點地址(Node),I/O地址分配,以及網絡冗余屬性設置.通訊驅動軟件提供了SCADA監控站與PLC之間的直接通信接口.
系統通訊接口軟件.包括EMCS與冷水機組,屏蔽門,電梯,自動扶梯,FAS,ATS,照明等之間的接口通訊程序,以實現不同的系統之間的數據交換.
用戶人機界面(HMI)應用程序軟件.針對各個車站和OCC的EMCS監控系統的功能要求而開發,組態和編程,滿足OCC中央控制級與車站控制級的控制功能,具有良好的用戶圖形界面(GUI),通過交互操作實現設備操作,狀態顯示,溫濕度參數設置,時間表設定,模式選擇及控制,PID參數設置整定,報表輸出打印等,從而實現對地鐵全線的監控和管理.
用戶PLC應用程序軟件.針對各個車站的系統(如隧道通風系統,大系統,小系統等),以實現特定的順序邏輯控制,時間控制,模式選擇控制,PID調節控制等任務,與SCADA監控站傳送接收命令和狀態數據,與各種通信接口進行數據交換.
7.2 監控系統軟件技術功能:
7.2.1 操作員的權限是通過HMI用戶應用軟件的用戶圖形界面(GUI)進行交互操作和管理;使用者的權限劃分和密碼保護,保證了ECS系統的安全性和可靠性.
7.2.2 HMI用戶應用軟件結構是模塊式的,并在軟件的集成編程環境下進行組態,編程,修改和維護.
7.2.3 通過圖形編輯器生成相應的用戶圖形界面,包括流程圖,操作控件,參數設置,狀態/報警顯示,模式控制及運行時間表等等.
7.2.4 數據歸檔,報表設計,打印
7.2.5 報警記錄,顯示和打印
7.2.6 事件管理,跟蹤
7.2.7 鍵操作指令,宏命令
8 結束語
在控制系統的選型上,采用PLC可編程序控制器作為控制系統的核心部件.主要用于工業現場,環境要求較為嚴格,能適應潮濕腐蝕或電磁干擾大的地方.防護等級高,壽命長.
 
參考資料：
[ 1 ]  地下鐵道設計規范. GB50157 -92.
[ 2 ]章云//許錦標 《建筑智能化系統》 清華大學出版社 2009-02-01