轨道交通环境与设备监控系统的设计与实现.docx
环境与设备监控子系统绪言随着城市化进程的加快，对轨道建设也提出更高的要求。然而从部分城市轨道交通环境现状看，仍表现出环境较为复杂、安全系数不高等，如其中的温度、压力、送风以及冷源流量等，很难达到舒适度要求。这就要求轨道建设中，做好环境改善工作，并辅以相应的监控系统，有利于提升轨道交通运营水平。本文将对BAS系统相关概述、轨道交通环境与设备监控系统设计思路以及设计实现进行探析。作为城市交通类型之一，地铁近年来逐渐成为缓解城市交通压力关键所在。但由于地铁环境本身较为复杂，且其中涉及的设备过多，若未做好控制工作，极易使地铁安全系数降低，影响地铁功能的实现。尽管部分城将BAS系统引入，但由于其设计不合理，并未发挥实际应用优势。因此，本文对BAS系统设计研究，具有十分重要的意义。第一章：BAS系统相关概述关于BAS系统，其实质为用于管理、控制与监视地铁建设设备的系统，如电梯、照明、给排水、通风、屏蔽门等。从BAS系统功能看，其中中央综合监控BAS与车站综合监控BAS系统有其各自功能，前者表现在基本控制功能、监视功能、报警管理等，后者表现为数据收集与处理、调节功能、通讯功能、自动诊断功能以及系统联动等。实际设计中，BAS有其遵循的原则，要求结合实际设计情况的基础上，满足可升级性、可扩充性、实用性、安全性以及先进性等要求，确保系统运行中，能够做到有效监测整个轨道交通环境与所有设备1。第二章：轨道交通环境与设备监控系统设计思路环控系统的设计集中表隧道通风、车站通风以及车站冷水系统等方面。实际设计中，涉及的设计内容包括：第一，全局控制。环境控制系统设计中，要求由终端发出，使送风机运行中能够满足整个环境需要，防止有压差情况出现在空调区域，且确保回排风机高效运行。同时，二级泵、二通阀的运也应保持高效，使最终的出水温度达到相应设计要求。为实现全局最优控制目标，应对冷源流量、冷冻水供回压差、送风温度、室内温度以及室内压力等方面。第二，室内温度。控制中可考虑将VAV送风机变风量调节方式引入，其实现的原理表现在风机转动频率变化下，将传送的冷量融合空调区域温度，冷量与温度平衡下，达到温度控制要求。第三，室内压力控制。送风量调整中，应注意使室内气压与人体舒适度要求相适应，设计中可考虑利用PID闭环控制回路，通过具体的控制方法实现压力控目标，如风道静压控制、恒定控制、转速随动近似控制等。第四，送风温度。该部分设计中要求充分发表冷器二通阀作用，其可在对冷冻水流量改变的基础上，使热交换程度得以改变，当送风机运行中，吸热与放热保持平衡，便可达到送风温度稳定的目标。第五，冷水压差。其控制目标的实现表现在二通阀开度调节下，通过对冷冻流量的改变，使末端负荷得以调整。实际控制中，可考虑将VWV二次泵变水量系统引入其中，其可在线监测末端负荷变化情况，通过水泵变频调速，使水管网中冷冻水流量得以调节。此外，系统设计中，冷源流量的控制也极为重要，如地铁冷冻站中，有较多冷水机组引入其中，很难通过各机组的流量控制达到冷源流量控制目标，此时便可考虑从冷水机台数上着手，根据不同台数机组运行负荷情况，使冷源流量控制目标得以实现。（二）接口设计要求接口设计中，主要要求BAS与被监控对象、综合监控系统做好接口设计工作。首先，在对监控对象、BAS系统进行接口设计中，涉及的内容主要包括：低压配电系统。其主要以变频器、空调箱、联锁风阀、风机等为主，且有其他如负荷开关、EPS设备与照明控制器等，若未保证接口设计合理，很可能影响低压配电系统作用的发挥。BAS系统与配电系统接口设计中，可通过ModBusTCP/IP协议实现，或在需要转换协议的情况下，将通信网关设置其中；通风空调系统。BAS系统设计中，主要需满足中央监视、车站监视等要求，所以接口设计中，对于冷水系统部分，利用屏蔽多芯双绞线使BAS与冷水机控制端连接，且利用屏蔽双绞线使BAS系统与VRV控制器连接，其中协议都以ModBusTCP/IP为主；给排水系统。接口设计中，需利用控制电缆使BAS与WSD保持连接；其他接口设计。如人防门、电梯等，二者分别需利用硬线电缆、通信电缆实现与BAS系统设计的目标。另外，在综合监控系统方面，接口设计中，主要考虑综合监控系统，包括中央综合监控系统与BAS的设计、车辆段监控与车站段BAS系统接口以及停车场监控系统与BAS系统的接口。不同接口设计有相应的要求，可根据实际情况进行设计2。第三章：轨道交通环境与设备监控系统的实现BAS系统设计中，除做好环控系统设计与接口设计工作外，也要求在实现中做好硬件与软件的设计。其中硬件设计部分，强调以BAS系统所处地理位置与整体环境，搭建相应的硬件平台，并合理选择硬件设备，如传感器、远程I/O、BAS机柜、控制器以及相应的通信模块等。另外，在软件设计中，可结合环控系统模式要求，在组态软件、控制器编程软件等方面进行设计，如组态软件方面，可将VijeoCitect软件引入，而在控制器编程软件上，可应用Controllogix软件。第四章：总结BAS系统的合理设计是营造良好轨道交通环境的必然要求。实际设计中，应注意正确认识BAS系统的应用原理与优势，在环控系统优化设计的同时，进行接口设计，同时为使BAS系统应用效果得到提升，也要求在硬件与软件设计上进行强化，以此达到环境与设备监控的目标。参考文献：1朱波.重庆市轨道交通1号线综合监控系统设计与实现D.重庆交通大学,2019.2张华,陈辉,杨建国,张家梁,周虎.智能维护在轨道交通环境与设备监控系统中的应用J.东华大学学报(自然科学版),2020,04:457-461.
