地铁环控系统的特点及其解决方案.doc

【摘要】　介绍了地铁环控系统的特点、组成、硬件和软件设备。对不同环控网络技术进行了分析和比较。推荐了一种车站级环控系统解决方案。关键词：地铁，环控系统，控制网络1　地铁环控系统的特点　　地铁建筑是特殊的建筑系统。它具有面积大、空间广、区域应用功能复杂、区域间无隔断、人员流动性大等特点。而且，不同建筑功能区域中的负荷经常处于较快的相对变化状态。这些环境特性使得地铁的空调通风系统在实际运行时常会发生许多问题，例如局部负荷突变、负荷跨区域变化、区段实际使用功能变更、出现调节空间死角等。　　地铁环控系统的监控对象往往是时变和非线性的，其负荷具有随机特性或者某些统计学特征。因此，环控系统不能仅采用建立模型辨识的方法，而要在此基础上采用人工智能神经网络控制器，以对地铁空间多输入多输出的非线性时变系统进行控制。 2　地铁环控系统的组成 典型的地铁环控系统结构如图1所示。　　环控系统的控制可分为中央级、车站级和就地级三个层次。2．1　中央级环控系统　　中央级环控系统由控制中心局域网构成，为确保系统的安全性和可靠性，中心局域网采用双以太网冗余结构，中心局域网通过路由器或其他接入设备与通信主干连接。中央环控系统由下列设备组成：  　　（1）监控工作站：采用两台互为备份的监控主机，用于调度人员的日常控制、监视、和调度管理工作； 　　（2）维护计算机：用于系统软件的维护、组态、运行参数的定义，系统数据库的形成和用户操作画面的修改、增加等； 　　（3）网络服务器：采用热备结构，用于控制中心监控系统整个网络的管理、数据存储与处理，并提供共享资源； （4）路由器或其他：用于和通信主干网连接； （5）打印机：用作事件和报表打印； 　　（6）模拟屏：用于显示区间和车站隧道通风系统设备的运行状态和报警信息。 2．2　车站级环控系统　　车站级环控系统的设计思想是采用现场总线技术组网进行控制，每台智能直接数字控制单元在完成自身监控任务的同时，将地铁站各区域传感器所测得环境参数和空调设备运行数据通过控制网络不断地送往上层的控制管理机，提交在上位机运行的智能优化协调控制软件，智能优化软件将测量信息进行有效的融合，将融合优化的结果下传，作为系统控制的动态设定值送往现场控制器。智能优化软件根据现场运行数据和测量信息不断修改控制器设定值，这等效于给原有的独立系统添加一个控制外环，在环控主机不工作时，现场设备仍可按预先设定的控制模式正常工作。其控制原理如图2所示。车站级环境监控系统设备主要设置在车站环控机房内，环控机房内的所有环控设备构成一个局域网，此网通过LON接入设备与LONWORKS控制网相连。 环控机房由下列设备组成： 　　车站环控主机：负责一切正常及事故情况下对车站各系统设备运行的监控管理； 　　打印机：进行操作记录、事故记录、测量数据事件和报表的打印； 　　光纤LON接口：用于LON网和局域网之间的转接； 网关：与FAS（Fire Alarm System）系统相联； 　　LON网络适配器：用于监控主机和LON接口之间的连接。  2．3　就地级环控系统 2．3．1　BAS（Building Automatic System）子系统 　　车站环控系统的BAS子系统由车站大系统通风空调系统、车站小系统通风空调系统、区间隧道通风系统、制冷水循环系统组成。 2．3．1．1　车站大系统通风空调环控系统　　车站大系统空调通风环控系统又称公共区空调通风环控系统，地铁站大系统空调通风系统包括站厅层、站台层公共区的所有环控设备。　　在正常情况下，环控系统通过测量新风、送风、回风、混合风的温湿度和CO2浓度来调节空调机组回水管自动调节阀的开度，控制风阀开关和风机的启停。 2．3．1．2　车站小系统通风空调环控系统　　车站小系统空调通风环控系统主要为站内的设备及管理用房提供空调和通风服务。　　车站空调通风小系统是一套独立的系统。其运行方式比较简单。在正常运行时，送／排风机的送／排风量是固定的，不随季节的变化而变化。当出现火情时，系统按照预定的灾害程序运行。 2．3．1．3　隧道通风环控系统　　区间隧道通风环控系统主要用做隧道的通风换气，在隧道中发生火灾时，此系统也兼有防灾报警功能。 （1）正常运行状态　　在这种运行状态下，打开所有的区间隧道排热风机，隧道的换气主要靠列车运行时产生的活塞风进行空气交换。早、晚间地铁停止运行时，打开区间隧道通风机和隧道排热风机对隧道进行空气交换。 （2）列车故障情况　　列车阻塞在站内：此时只需打开此站的部分隧道通风机及相应的电动组合风门来增加排气量，依靠空气的自然流动来进行空气交换。　　列车阻塞在区间隧道内：此时打开区间两端隧道通风机及相应的电动组合风门对隧道区间强