浅析地铁环境设备监控系统（EMCS）

摘要：文章通过对地铁环境设备监控系统 （EMCS）进行系统的概述，对其监控的对象、控制的策略进行

了陈述，并对EMCS系统的组成及系统设备的组成进行了阐述，以使相关人员对EMCS系统有一个更加深入、完整的认识。

关键词：设备监控系统；监控对象；控制策略；设备组成；EMCS；交通系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）31-0029-03

EMCS是为了保证地铁运行安全和乘客生命安全，同时能在水灾、火灾等事故中及时协调设备运行的一种自动化的监控系统。本文从不同方面入手，对其监控对象、控制策略等进行了重点的叙述，使其能在

满足人们各种需求的基础上不断发展。

1 EMCS系统概述

EMCS，即Equipment Monitoring Control System（设备监控系统）的简写，它是一种工业自动化的监控系统，基于一定的软硬件设备来实现特定的监控和管理功能。EMCS设备监控系统不仅可以对地铁全线的各种设备和系统进行全面系统的自动化监控和管理，提高操作、管理以及维护的自动化水平，还可以为广大乘客创设一个舒适、安全的地下候乘车旅行环境。它既能及时地协调车站设备的运行，又能确保乘客的人身安全。因此，在现代社会中日益发挥着越来越重要的作用。

2 EMCS系统的监控对象

EMCS系统的监控对象主要包括通风空调系统、给排水系统、电扶梯系统、照明系统以及其他接口设备等。本文依次从以下几个方面进行论述：

2.1 通风空调系统

通风空调系统主要涉及到隧道通风系统和车站空调通风系统这两个部分，主要包括区间隧道通风系统、车站隧道通风系统、车站公共区通风空调系统（大系统）、设备用房通风空调系统（小系统）这几个分系统。其中，区间隧道通风系统的监控对象是4台可逆转的TVF风机、射流风机（Jet）以及相关的风阀；车站隧道通风系统的监控对象是2台双速的UPE/OTE风机及其相关风阀；车站公共区空调通风系统（大系统）的监控对象不但包括组合式空调机组、新风机、回/排风机和相关风阀，而且还包括传感器/执行器等；小系统的监控对象则包括小型空调机组、送风机、抽风机，还包括相关风阀和传感器/执行器；而冷水系统的监控对象则包括冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、蝶阀、传感器/执行器等。

2.2 给排水系统

给排水系统的监控对象不但包括电动蝶阀、液位传感器，而且还包括排水泵、污水泵、雨水泵、废水泵等在内的各类水泵。

2.3 电扶梯系统

电扶梯系统的监控对象包括各站台以及出入口的自动扶梯和电梯。其中，电扶梯系统与EMCS之间主要是通过RS-232/RS-485通信来完成数据的传输过程。

2.4 照明系统

照明系统的监控对象不仅仅包括节电照明、工作照明、广告照明、出入口照明、区间照明回路，还包括事故照明电源。其中，照明回路接触器主要是通过PLC进行监控，而事故照明电源与EMCS之间则是通过RS-232/RS-485来进行数据传输的。

2.5 屏蔽门系统及其他接口设备

屏蔽门的监控对象是上行线和下行线，主要是通过RS-485通信来传输数据。此外，还包括AFC系统和信号系统等其他接口设备。AFC系统主要是通过MCP盘来进行紧急情况的监控，而EMCS接收信号系统的时钟信号并进行相关的显示。

3 EMCS系统的控制策略

EMCS系统依据事先预定的方案、模式或工况等来控制多台设备，并使其进行联动，以遵循安全、可靠的原则来实现预期的目标，并达到节能的目的。这是其最基本的控制策略，本文主要从以下几个方面分别来谈其控制策略：

3.1 区间隧道通风系统的控制策略

这主要从三种不同的模式来阐述。首先是正常模式下，在早间运营前和夜间收车后的30分钟内，TVF风机可以进行纵向推挽式机械通风，这样做的目的是可以使得隧道内充满新鲜的空气。而在正常运行中，TVF风机则停止运转而打开旁通的风阀，这样就可以排除隧道内的余热和余湿等。其次是阻塞模式。在这一模式里，如果列车发生故障或者因其他原因不能进站，一旦停留的时间超过了4分钟，TVF风机就会自行进行通风，以保障相关人员和列车空调器的安全。最后是火灾事故模式。在这一模式中，可以根据不同的情况启动不同的火灾控制模式，但是要注意把握的原则是TVF风机的风向必须迎着逃生的人群。

3.2 车站隧道通风系统的控制策略

这主要从两个方面来进行控制。首先，在正常工况下，UPE/OTE进行低速度的运转，旁通风阀处于关闭的状态，机械通风则能够排除那些由列车顶部和底部排放出来的热风和废气等。其次，在火灾事故发生的情况下，即列车着火或者站台公共区发生火灾。这时要控制UPE/OTE进行高速的运转，以便起到排出烟雾的作用。

3.3 车站公共区空调通风系统（大系统）的控制策略

第一，在正常模式下，要根据不同的工况进行不同的控制。主要可以从以下几个工况来分析：（1）I工况——这是最小新风量的降温除湿工况，这一工况中应该降温除湿，以保证部分回风循环减耗。（2）Ⅱ工况——这是全新风降温除湿工况，在这一工况中，要降温除湿，并保证全新风，没有回风循环。（3）Ⅲ工况——全新风等温除湿工况，这一工况要求等温除湿，不但全新风，而且没有回风循环。（4）Ⅳ工况——通风工况，这一工况要求全新风通风，且冷水系统停止。

第二，在火灾事故模式中，要根据火灾的不同位置，采取不同的控制措施。如果是在站台层发生火灾，就要使车站的冷水系统停止运转，并控制风管相关风阀的开闭，使站台层进入高速排烟的状态，这样就会阻止烟雾向站厅层蔓延，从而形成了楼梯或扶梯通道的逃生气流通道。如果是在站厅层发生火灾，就要停止车站冷水系统，并且要向站台层而非站厅层送风，使得站厅层对地面、站台层等形成负气压，在阻止烟雾向站台层蔓延的同时，形成地面楼梯通道的逃生气流通道。

第三，要注意把握空气调节的一些温湿度数据以及湿空气的i-d图（焓-湿图），来确定正常的工况。其中，湿空气的焓i的计算公式为：

i=（1.01+1.84d）t+2500d[kJ/kg干空气]

由上述公式可知，温度t、含湿量d、相对湿度ψ、焓i都是独立的状态参数。但在一定大气压力B下，只要知道任意两个独立的状态参数，就可按查表（i-d图）、运算去确定其他的参数，从而确定湿空气的状态。

3.4 设备用房通风空调系统（小系统）的控制策略

在正常模式下和大系统的正常模式是相似的，也是根据不同的工况采取不同的控制措施。而在火灾事故模式中，一般是按照单独房间的情况来解决的。总之，不管房间内是否安装有GAS系统，都要采取措施来停止送风，以便进行排烟工作，并防止烟雾的蔓延。

4 EMCS系统的组成及系统设备的组成

4.1 EMCS系统的组成

EMCS系统主要是由一个3级监控系统、一个2层网络和一个维护工作站组成。其中，3级监控系统是指包括OCC中央级监控系统、车站级监控系统和就地级监控设备在内的系统；2层网络则是指OCC及车站综控室的以太（局域）网和车站范围内的ControlNet现场总线。

4.2 EMCS系统重要设备的组成

首先，OCC中央级监控系统主要是由2台服务器、2台双屏配置的监控工作站、打印机及打印服务器、以太（局域）网及网络设备（交换机、路由器等）以及不间断电源（UPS）等组成的，它具有灵活的人机界面。工作人员不但可以及时地发现水灾、火灾等事故状态的存在，而且还可以密切地监视全线各车站的包括通风空调、给排水、电扶梯、照明、屏蔽门等在内的各种设备的运行情况，以便及时进行调控和处理工作。

其次，车站级监控系统主要由车站级监控工作站、打印机、以太（局域）网及网络设备（交换机、路由器等）、不间断电源（UPS）、MCP盘组成。其局域网内设有控制器，可以控制隧道及车站的各个系统，并配置与屏蔽门、照明系统等的数据接口，而且在车站控制室设置有模拟监控盘MCP。

最后，就地级监控设备根据就近配置的原则，一般设置于各设备的机房里。它不但包括PLC（可编程控制器）模块、Flex IO模块、ControlNet总线设备以及接口通讯设备，而且还包括各种传感器、检测器、执行器、变频器等设备。就地级控制器不但可以对单台设备进行现场的就地控制，而且还能在车站级故障时进行独立的监控。同时，它还可以和车站主控PLC通信，具有控制的优先权利。

5 结语

EMCS系统在现代交通系统中发挥着越来越重要的作用，不仅可以为地铁运行系统的顺利运转提供保障，还可以为乘客创造一个舒适、安全的乘候车环境。在今后的不断发展中，EMCS系统将会发挥着更为重要的作用。

参考文献

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作者简介：徐东传（1970-），男，广东深圳人，深圳市地铁集团有限公司车间主任，工程师，研究方向：铁道电气化工程。

（责任编辑：周加转）