1.地鐵設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置目的
  地鐵作為現(xiàn)代化城市建設(shè)的標(biāo)志之一,因其無污染、低噪音、高速度等優(yōu)點(diǎn),被越來越多的城市采用。設(shè)置設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),是為了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。特別是在地下車站發(fā)生事故的情況下,使有關(guān)救災(zāi)設(shè)施按照設(shè)計(jì)工況,及時(shí)有效地運(yùn)行,保障人身安全。
    由于地鐵車站設(shè)置有各種正常運(yùn)營(yíng)保障設(shè)施,數(shù)據(jù)信息需要對(duì)中央級(jí)上傳和對(duì)就地級(jí)下達(dá),所以在全線監(jiān)控系統(tǒng)中的地位非常重要。
2.地鐵設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
2. 1 功能要求特殊
   地下鐵路屬于公共交通行業(yè),是城市交通的一面“ 窗口”。設(shè)備的安全、可靠、高效、節(jié)能所帶來的舒適感、安全性非常重要。不同于智能樓宇側(cè)重于辦公自動(dòng)化、通信自動(dòng)化、長(zhǎng)時(shí)間工作下環(huán)境智能調(diào)節(jié)的要求,地鐵建筑監(jiān)控系統(tǒng)則更側(cè)重有利于安全行車管理、變化客流下的環(huán)境調(diào)節(jié)、災(zāi)害情況下的疏散導(dǎo)引、相關(guān)設(shè)備在各種情況下的有效運(yùn)行。
2. 2 環(huán)境條件特殊
  地鐵建筑所處環(huán)境具有特殊性,由于機(jī)車為電力牽引, 且地下相對(duì)外界隔絕,環(huán)境潮濕。既不同于地面商用建筑物,一般所處環(huán)境較好,電磁干擾較輕,也不同于工廠金屬粉塵等有害物質(zhì)較多,環(huán)境惡劣。
2. 3 設(shè)備種類眾多
  集成子系統(tǒng)包括：環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）等系統(tǒng)；互聯(lián)子系統(tǒng)包括：綜合安防系統(tǒng)（ISDS）、乘客資訊系統(tǒng)（PIS）、列車安防系統(tǒng)（TSDS）、廣播系統(tǒng)（PA）、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）、信號(hào)系統(tǒng)（SIG）、時(shí)鐘系統(tǒng)（CLK）、屏蔽門系統(tǒng)（PSD）、通信網(wǎng)管、不間斷電源（UPS）等系統(tǒng)。
  由于具有以上特殊性,為設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)備選型、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、設(shè)備的技術(shù)管理都提出了特殊的要求。
3.功能構(gòu)成
  地鐵設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)從全線功能組成來講,包括了設(shè)在全線調(diào)度指揮中心的中央級(jí)功能,設(shè)在各個(gè)車站控制室、弱電綜合機(jī)械室和環(huán)控電控室的車站級(jí)功能,以及設(shè)在被控設(shè)備附近的就地級(jí)功能。
  車站級(jí)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理本車站的被控設(shè)備，接收中央級(jí)下達(dá)的指令，完成其控制要求，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)車站的環(huán)境監(jiān)控、其他設(shè)備的監(jiān)控管理和導(dǎo)向設(shè)備監(jiān)控。
4.設(shè)計(jì)選型原則:
    設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的中央級(jí)（CISCS）和車站級(jí)（SISCS）是熱備、冗余、開放、可靠、易擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)和設(shè)備選用要考慮其可靠性,安全性,穩(wěn)定性,先進(jìn)性,可擴(kuò)展性,開發(fā)性,交互性,經(jīng)濟(jì)性和易于維護(hù)性等主要性能指標(biāo);同時(shí),還要重點(diǎn)考慮選擇的主要產(chǎn)品有在地鐵工程中的成功應(yīng)用實(shí)例.
5.監(jiān)控對(duì)象及其要求
地鐵工程車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要被控對(duì)象由通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng),給排水系統(tǒng),自動(dòng)扶梯系統(tǒng),照明系統(tǒng),屏蔽門系統(tǒng),人防密閉隔斷門系統(tǒng)等幾部分組成.
5.1通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)是地鐵車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分.它的穩(wěn)定運(yùn)行保證了地鐵在正常運(yùn)行時(shí),為乘客提供安全舒適的乘車環(huán)境,為地鐵工作人員和設(shè)備運(yùn)行提供良好的工作環(huán)境;在列車阻塞運(yùn)行時(shí),保證列車空調(diào)正常工作;在地鐵車站出現(xiàn)火災(zāi)時(shí),系統(tǒng)能迅速排除煙氣,保證乘客安全撤離.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要包括隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng).
隧道通風(fēng)系統(tǒng)分為區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站隧道通風(fēng)系統(tǒng).
車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)分為車站大系統(tǒng)(即公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)),車站小系統(tǒng)(即設(shè)備用房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)).
5.2冷凍水系統(tǒng)是指由車站冷凍站為車站大系統(tǒng)和小系統(tǒng)提供循環(huán)冷凍水.包括冷水機(jī)組,冷卻塔,冷凍泵,冷卻泵,電動(dòng)蝶閥,壓差調(diào)節(jié)閥,電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥和相關(guān)溫度傳感器,壓差傳感器,液位開關(guān),流量開關(guān),流量傳感器.
5.3給排水系統(tǒng)包括給水系統(tǒng),消防用水供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng).給排水,消防用水利用城市現(xiàn)有設(shè)施.地鐵沿線的雨水排入城市雨水系統(tǒng);生活污水及廁所沖洗水經(jīng)化糞池處理后排入城市污水系統(tǒng);結(jié)構(gòu)滲透水,結(jié)構(gòu)排水,車站沖洗水,消防廢水均排入城市污水系統(tǒng).
5.4自動(dòng)扶梯設(shè)置在地鐵的站廳至站臺(tái)以及站廳至地面,自動(dòng)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(tái)扶梯(站臺(tái)至站廳)兩種.對(duì)于典型地下車站,出入口扶梯分布在車站兩端站廳層,站臺(tái)扶梯分布在車站兩端站臺(tái)層. 監(jiān)視每臺(tái)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(tǒng)為地鐵全線車站,區(qū)間及輔助建筑提供照明,保障地鐵的正常運(yùn)行以及事故時(shí)引導(dǎo)乘客疏散.EMCS將對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理.工作照明監(jiān)視每個(gè)工作照明點(diǎn)的開,關(guān)運(yùn)行狀態(tài),控制工作照明的開關(guān).
5.6地下車站設(shè)置屏蔽門系統(tǒng)由門體,門機(jī),電源及控制等四個(gè)部分組成.屏蔽門控制系統(tǒng)由中央接口盤,就地控制盤,站臺(tái)監(jiān)控亭遠(yuǎn)方報(bào)警盤,門控單元和連接這些裝置的通信通道構(gòu)成.設(shè)置屏蔽門的主要目的是將車站站臺(tái)與行車隧道區(qū)域隔離開,避免了區(qū)間與車站冷熱氣流的交換,降低車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗.同時(shí)減少列車運(yùn)行噪音和活塞風(fēng)對(duì)車站的影響,還可以防止人員跌落軌道產(chǎn)生意外事故,提高了地鐵的安全和舒適感.
6.監(jiān)控系統(tǒng)組成
6.1中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)由中央級(jí)局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)包括主備監(jiān)控主機(jī),主備服務(wù)器,檔案管理計(jì)算機(jī),網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(通信轉(zhuǎn)換接口),打印機(jī),打印機(jī)服務(wù)器,大屏幕顯示系統(tǒng)和UPS等設(shè)備.
6.2車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)組成由設(shè)置于車站環(huán)控電控室和車站控制室(SCR)的可編程序控制器(PLC)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)信號(hào),通過網(wǎng)絡(luò)通訊線傳遞到車站級(jí)服務(wù)器及監(jiān)控工作站,車站監(jiān)控人員再通過工作站下達(dá)控制指令,由PLC傳遞到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成.
6.3就地級(jí)監(jiān)控設(shè)備組成:作為車站級(jí)監(jiān)控設(shè)備PLC控制器的組成部分,遠(yuǎn)程I/O設(shè)備直接與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接.采集從現(xiàn)場(chǎng)傳感器檢測(cè)到的各類信號(hào);同時(shí),遠(yuǎn)程I/O也將上級(jí)下達(dá)的控制任務(wù),直接傳遞的現(xiàn)場(chǎng)的閥門,開關(guān)及電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu),從而完成系統(tǒng)的控制指令.對(duì)于關(guān)鍵性的監(jiān)控場(chǎng)合,使用帶CPU處理器的遠(yuǎn)程I/O來實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制功能.
7.監(jiān)控系統(tǒng)功能
7.1 EMCS系統(tǒng)的軟件組成包括以下部分:
運(yùn)行于服務(wù)器,工作站以及車站監(jiān)控站中的操作系統(tǒng)(OS)軟件,是計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)和一切應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)平臺(tái).
數(shù)據(jù)采集監(jiān)控(SCADA)及人機(jī)界面(HMI)組態(tài)開發(fā)軟件,有設(shè)計(jì)時(shí)及運(yùn)行時(shí)兩種工作模式.設(shè)計(jì)時(shí)用于EMCS系統(tǒng)人機(jī)界面(HMI)的開發(fā),組態(tài),和編程,以及系統(tǒng)的修改和維護(hù);運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)EMCS系統(tǒng)的設(shè)備操作和狀態(tài)動(dòng)態(tài)顯示,數(shù)據(jù)采集,歸檔和交換,報(bào)警顯示和管理,以及其他的監(jiān)控管理功能.
PLC組態(tài)編程軟件.用于EMCS系統(tǒng)中的可編程序控制器(PLC)的組態(tài)和編程,以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,維護(hù)的工作.
網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和通訊驅(qū)動(dòng)軟件.用于EMCS系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線的組態(tài)和設(shè)置,進(jìn)行點(diǎn)地址(Node),I/O地址分配,以及網(wǎng)絡(luò)冗余屬性設(shè)置.通訊驅(qū)動(dòng)軟件提供了SCADA監(jiān)控站與PLC之間的直接通信接口.
系統(tǒng)通訊接口軟件.包括EMCS與冷水機(jī)組,屏蔽門,電梯,自動(dòng)扶梯,FAS,ATS,照明等之間的接口通訊程序,以實(shí)現(xiàn)不同的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換.
用戶人機(jī)界面(HMI)應(yīng)用程序軟件.針對(duì)各個(gè)車站和OCC的EMCS監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求而開發(fā),組態(tài)和編程,滿足OCC中央控制級(jí)與車站控制級(jí)的控制功能,具有良好的用戶圖形界面(GUI),通過交互操作實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作,狀態(tài)顯示,溫濕度參數(shù)設(shè)置,時(shí)間表設(shè)定,模式選擇及控制,PID參數(shù)設(shè)置整定,報(bào)表輸出打印等,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵全線的監(jiān)控和管理.
用戶PLC應(yīng)用程序軟件.針對(duì)各個(gè)車站的系統(tǒng)(如隧道通風(fēng)系統(tǒng),大系統(tǒng),小系統(tǒng)等),以實(shí)現(xiàn)特定的順序邏輯控制,時(shí)間控制,模式選擇控制,PID調(diào)節(jié)控制等任務(wù),與SCADA監(jiān)控站傳送接收命令和狀態(tài)數(shù)據(jù),與各種通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換.
7.2 監(jiān)控系統(tǒng)軟件技術(shù)功能:
7.2.1 操作員的權(quán)限是通過HMI用戶應(yīng)用軟件的用戶圖形界面(GUI)進(jìn)行交互操作和管理;使用者的權(quán)限劃分和密碼保護(hù),保證了ECS系統(tǒng)的安全性和可靠性.
7.2.2 HMI用戶應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)是模塊式的,并在軟件的集成編程環(huán)境下進(jìn)行組態(tài),編程,修改和維護(hù).
7.2.3 通過圖形編輯器生成相應(yīng)的用戶圖形界面,包括流程圖,操作控件,參數(shù)設(shè)置,狀態(tài)/報(bào)警顯示,模式控制及運(yùn)行時(shí)間表等等.
7.2.4 數(shù)據(jù)歸檔,報(bào)表設(shè)計(jì),打印
7.2.5 報(bào)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(jié)束語(yǔ)
在控制系統(tǒng)的選型上,采用PLC可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的核心部件.主要用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),環(huán)境要求較為嚴(yán)格,能適應(yīng)潮濕腐蝕或電磁干擾大的地方.防護(hù)等級(jí)高,壽命長(zhǎng).
 
參考資料：
[ 1 ]  地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范. GB50157 -92.
[ 2 ]章云//許錦標(biāo) 《建筑智能化系統(tǒng)》 清華大學(xué)出版社 2009-02-01