城市轨道交通车站环境与设备监控系统分析＊

吴 璇

（苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州 215104）

城市轨道交通环境与设备监控系统（BAS系统）作为一个独立的系统，采用计算机网络、智能信号系统等技术，对地铁车站内的环控系统、消防系统、自动电扶梯系统、照明系统、自动售检票系统等常用机电设备实施三级控制管理模式，以确保机电设备处于安全、高效和最佳的运行状态，从而为乘客提供一个舒适、安全的乘车环境。同时BAS系统在非正常运行（如火灾、列车故障等）情况下，采集并判断各机电设备的运行状态，执行相应防灾和阻塞模式，与各机电设备系统联动，从而保障车站环境和乘客人员安全。

1 BAS系统的控制管理模式

BAS系统的三级控制管理模式包括运营控制中心（OCC）的中心级监控系统、各车站的车站级监控系统以及就地级监控设备(包括IBP后备盘)[1]，其结构图如图1所示。

图1 BAS系统控制管理结构图

1.1 控制中心级BAS系统功能

控制中心级监控系统可对所有线路车站的机电设备系统进行监视，通过智能网络实时接收上传数据信息，同时在必要时向对应车站下发运行指令，其主要功能如下：1）实时监控各车站级BAS系统设备运行状况，必要时下发运行指令，确保各站系统可联动；2）根据运营工况，合理对各站下发隧道区间通风模式信号，保证隧道区间的通风换气；3）实时监控各站上传的灾害报警信息和 OCC传输的列车停车位置信号，同时按应急预案对相应车站下发对应模式；4）发生火灾时，与FAS系统联动进入火灾模式，与环控系统联动执行火灾模式，实施火灾救援，保证车站和乘客安全；5）发生火灾时，车站级BAS系统具有最高权限，并及时反馈给中心级BAS系统。

1.2 车站级BAS系统功能

车站级BAS系统通常配备一个车站级监控工作站[2]，可用来监视整个车站范围内机电设备的安全运行状态，子系统接口如图2所示，同时向控制中心级BAS系统实时传送信息，接收并执行中心级BAS系统下达的运行模式指令。

在车站发生紧急情况时，工作人员可向环控调度员申请执行命令，车站级工作站应作为应急指挥中心，根据实际情况将环控系统、消防系统、自动售检票系统等转入紧急运行模式。必要时可由车控室的工作人员通过IBP后备盘操作相应的紧急模式运行指令，其主要功能如下：1）实时监控车站各机电设备系统的运行状态和故障报警，并执行启/停命令；2）接收中心级BAS系统的控制指令，并指挥控制器执行；3）实时监测车站区域的温度、湿度等环境参数，并执行相应的控制操作；4）在发生火灾时，接收车站FAS系统的火灾信号，执行相关的消防联动模式，联动环控系统、自动售检票系统、电扶梯系统等，转入事故灾害模式运行，并将执行完毕后的设备状态反馈给FAS系统的报警主机；5）紧急情况下可由工作人员通过设在车控室 IBP 盘上的紧急按钮（由主控系统提供）控制防排烟系统设备按灾害模式运行。

图2 BAS系统的子系统接口图

1.3 就地级BAS系统功能

就地控制设备包括就地控制柜和遍布在车站内的各种机电设备，控制柜主要设置在各车站设备房内，具有单台设备就地控制功能，以方便机电设备的调试、检查和维修。在紧急情况下，就地控制具有优先权。

1.4 车辆段/停车场 BAS系统功能

车辆段/停车场 BAS系统由控制中心级BAS系统监控，可实现对车辆段设备的监视和控制功能，其主要功能与车站级BAS系统一致。

2 BAS系统与车站设备系统的联动

2.1 与环控系统的联动

环控系统的组成包括区间隧道通风系统、车站隧道通风系统、大小系统和水系统。其主要功能有：在日常运营时为整个车站提供舒适的环境；在非正常情况下（如火灾）能对车站进行通风、排烟、排毒等工作，协助灭火，保护乘客安全。环控系统的区间隧道通风系统主要由控制中心级BAS系统进行监控，必要时可向车站下达各种隧道通风系统运行模式指令[3]。车站隧道通风系统、大系统、小系统和水系统均由车站级BAS系统进行监控，监控对象如图3所示，包括：空调系统中的温、湿度采样与控制，空调制冷系统的群控系统，空调供水系统的流量调节，以及与消防有关的空调送风、排风、排烟系统、消火栓系统、消防喷淋系统、污水系统、废水系统等。

2.2 与FAS系统的联动

FAS系统主要是对控制中心、车站、车辆段等运营场所和设施的火警安全进行预防和保护，具有火灾检测和报警功能，一旦确定警情，BAS系统在接收到报警后将自动转入火灾模式，并通过消火栓系统、消防喷淋系统等进行灭火，实现消防联动。同时BAS系统对联动设备进行状态监控，将信息上传控制中心。

图3 大系统监控界面

图4为火灾模式下的消防联动流程图。一旦车站发生火灾，传感器检测到信号自动报警/工作人员发现后手动报警，当报警信号被确认后，FAS系统会把相应的火灾位置和消防联动控制指令通过串行通讯接口发送给BAS系统，BAS系统将自动转入火灾运行模式。此时，BAS系统开始执行预先编制的控制程序，或按照人工操作指令执行相应动作，将环控系统的送排风运行模式转换为防排烟运行模式[4]，配合车站和区间的防排烟控制和人员疏散。除此之外，FAS系统控制专用消防设备开始灭火工作，如消火栓系统、消防喷淋系统、防火卷帘门等。同时和自动售检票系统、自动电扶梯系统、照明系统联动，将闸机全部打开，电扶梯停止工作，并通过广播系统提醒乘客按应急照明灯指示进行安全逃生。当火灾救援结束后，BAS系统将执行完毕后的机电设备状态反馈给FAS系统的报警主机，报警解除，恢复正常运营状态。

图4 火灾消防联动流程图

2.3 车站紧急后备盘（IBP盘）

IBP盘通常设置在地铁车控室内，主要由IBP操作盘面、监控工作台、盘后通讯和接线设备构成。当车站发生紧急情况时，工作人员可通过IBP盘上相应的机电设备按键实施远程控制，减少突发事件所造成的生命和财产损失，保证车站运营安全。

图5为IBP盘操作盘面图，包含了环控系统区域、FAS系统区域、自动电扶梯系统区域、闸机系统区域、屏蔽门系统区域、照明系统区域等。每个系统区域均设有手动/自动转换开关，以FAS系统区域为例，在正常运行状态下，可将开关设置为自动，一旦发生火灾，FAS系统可通过IBP盘自动将消防联动控制指令下发给BAS系统，BAS系统进入火灾工况模式。若开关设置为手动，IBP盘则会隔离FAS系统发来的指令，可由工作人员通过火灾模式按钮下发相应的指令送给BAS系统，实现BAS系统与其他子系统的消防联动。

1）与信号系统联动：信号系统向BAS系统实时反馈列车位置、运行图信息等，BAS系统把车站及区间的火灾工况模式信息回传给信号系统。信号系统在IBP盘上设置“扣车/终止扣车”“紧急停车/紧急停车接触”等按钮及各类报警信息。

2）与AFC系统联动：BAS系统在IBP盘上设置一个紧急释放装置和手动/自动转换装置，设置为自动时，AFC系统可自行接收FAS系统的火灾模式信号，并执行闸机的紧急放行模式[5]；设置为手动时，可由工作人员手动按下闸机的紧急释放按键。

3）与屏蔽门联动：IBP盘可实时向BAS系统反馈站台屏蔽门的运行状况（如门开/关状态）和故障报警信息；在火灾、夹人等紧急情况下可由工作人员通过按键打开屏蔽门。

4）与照明系统联动：BAS系统实时接收照明设备的开/关状态、故障报警、运行时间及故障次数等信息。并通过IBP盘控制照明系统的启动、停止，以及火灾时切除非消防电源。

图5 IBP盘盘面

3 结论

本文通过对城市轨道交通BAS系统结构的研究，明确了BAS系统对于车站运营安全的重要性。并通过研究BAS系统在火灾工况模式下与其他子系统的消防联动，进一步明确BAS系统的复杂性，为后续BAS系统工程的优化和智能化研究提供了一定的帮助。