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　　地鐵具有高速、安全、準(zhǔn)時(shí)、載客量大的特點(diǎn)，是現(xiàn)代城市解決交通阻塞最有效的手段。上海軌道交通9號(hào)線一期工程途經(jīng)松江、閔行和徐匯三個(gè)區(qū)，是一條市域快速鐵路，工程自松江新城站至宜山路站，全程約31km。到2008年，上海軌道交通9號(hào)線一期工程建成后，將為上海西南松江、閔行和徐匯地區(qū)的市民提供快速、便捷的出行條件，也將為上海整個(gè)軌道交通系統(tǒng)延伸做出貢獻(xiàn)。

　　應(yīng)用背景

　　FAS設(shè)備聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)是對(duì)地鐵車(chē)站、區(qū)間隧道、主變電所、車(chē)輛段、控制中心等與地鐵運(yùn)營(yíng)有關(guān)建筑和設(shè)施的火災(zāi)、行車(chē)及人為事故等災(zāi)害進(jìn)行可靠監(jiān)視及報(bào)警并可靠地控制所有防災(zāi)設(shè)備，以使地鐵能正常有序的運(yùn)營(yíng)，避免或降低災(zāi)害情況下造成的人員和財(cái)物損失。

　　客戶需求

　　FAS設(shè)備聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中央控制室防災(zāi)指揮中心對(duì)地鐵全線設(shè)備聯(lián)動(dòng)部分的集中監(jiān)控管理。防災(zāi)指揮中心是全線消防指揮中心，火災(zāi)時(shí)作為車(chē)站運(yùn)營(yíng)管理的車(chē)站綜合控制室和控制中心大樓的大樓綜合控制室兼作消防控制室。

　　FAS設(shè)備聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的主要監(jiān)控對(duì)象有：隧道風(fēng)機(jī)、排熱風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、電動(dòng)防火閥、自動(dòng)扶梯、應(yīng)急照明等。

　　解決方案

　　上海軌道交通9號(hào)線一期工程FAS聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)全線車(chē)站及區(qū)間隧道的通風(fēng)風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥、自動(dòng)扶梯、垂直電梯、車(chē)站事故照明電源等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控和管理，此外，還與BAS系統(tǒng)、信號(hào)ATS系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)、中央母鐘系統(tǒng)等系統(tǒng)間設(shè)有數(shù)據(jù)接口，傳輸信息。因此甲方要求采用可靠性高、技術(shù)先進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)組成生命力強(qiáng)、擴(kuò)展方便、智能化程度高、便于調(diào)試、維護(hù)和管理、布線簡(jiǎn)便的設(shè)備。

　　根據(jù)上海軌道交通9號(hào)線一期工程FAS聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，選用GE公司的90-30系列PLC產(chǎn)品作為本方案的聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備，GE公司的VersaMax系列作為RI/O和I/O模塊。

　　產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是： 

　　·已在美國(guó)、韓國(guó)、香港、上海、廣州等多個(gè)輕軌/地鐵項(xiàng)目中應(yīng)用，并經(jīng)受了多年以上實(shí)際運(yùn)行的考驗(yàn)。

　　·已有一批在輕軌/地鐵中經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)的軟件模式，這些軟件模式可略做修改后用于本項(xiàng)目，眾所周知軟件的成熟程度是保證系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)非常關(guān)鍵的因素。

　　·硬件系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了多年實(shí)際運(yùn)行，是一個(gè)非常成熟可靠的系統(tǒng)。

　　監(jiān)控軟件在系統(tǒng)中起著極為重要的作用，考慮軟件的各項(xiàng)功能和使用方便，同時(shí)考慮其開(kāi)放性和對(duì)Internet應(yīng)用的支持（這是未來(lái)發(fā)展的方向，相信整個(gè)地鐵系統(tǒng)也會(huì)很快實(shí)現(xiàn)信息化的）。選擇GE 的Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY作為車(chē)站及控制中心的工業(yè)級(jí)監(jiān)控軟件。歷史數(shù)據(jù)庫(kù)選擇流行的商用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件SQL Server軟件。
　
　　通訊網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)FAS聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)脈，控制中心采用冗余標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP協(xié)議），把控制中心的所有FAS系統(tǒng)設(shè)備連接起來(lái)，通過(guò)通信轉(zhuǎn)換接口連接到通信系統(tǒng)所提供的接口，實(shí)現(xiàn)控制中心局域網(wǎng)與FAS系統(tǒng)廣域網(wǎng)的連接，通信速率不小于10Mps，采用10/100M自適應(yīng)方式。

　　在控制中心構(gòu)成CAT 5+冗余10/100M以太網(wǎng)，在各車(chē)站組成10/100M光纖冗余以太環(huán)網(wǎng)，局域網(wǎng)為交換以太網(wǎng)拓樸。由于交換以太網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)路由，極大限度地解決了局域網(wǎng)絡(luò)中的通信沖突問(wèn)題，提高了網(wǎng)絡(luò)利用率。交換方式將網(wǎng)絡(luò)的不同部分隔離成為子網(wǎng)，各子網(wǎng)只需支持連到子網(wǎng)上的各工作站之間的通信，這樣通過(guò)交換可以極大地減輕廣域網(wǎng)上的通信量，把珍貴的廣域網(wǎng)帶寬解放出來(lái)。通過(guò)交換機(jī)和網(wǎng)管軟件，整個(gè)FAS聯(lián)動(dòng)部分可以設(shè)置成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的虛擬專網(wǎng)（VPN），這樣在通信中可以減少約30%的路由節(jié)點(diǎn)，降低了網(wǎng)絡(luò)延遲和提高了帶寬利用率。

　　1.系統(tǒng)基本功能

　　上海軌道交通9號(hào)線一期工程FAS系統(tǒng)設(shè)置防災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制兩個(gè)部份，其任務(wù)是建立一個(gè)智能的防災(zāi)及自動(dòng)化監(jiān)控體系，系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)控制及信息傳輸網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，進(jìn)行信息的采集、存儲(chǔ)、傳遞、處理，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的自動(dòng)化管理。

　　FAS聯(lián)動(dòng)控制實(shí)行兩級(jí)管理、三級(jí)控制的方式。在控制中心大樓設(shè)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)防災(zāi)指揮中心（為主控制級(jí)），在車(chē)站、車(chē)輛段、控制中心大樓等處設(shè)防災(zāi)控制室（為分控制級(jí)），均能對(duì)其所管轄范圍獨(dú)立地進(jìn)行監(jiān)控管理。

　　中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)（聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)系統(tǒng)）由控制中心局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)包括互為備用冗余服務(wù)器、冗余工作站維護(hù)計(jì)算機(jī)、通信轉(zhuǎn)換接口、打印機(jī)、模擬屏、UPS等設(shè)備。中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與各車(chē)站、OCC大樓及車(chē)輛段聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)連接，接收各聯(lián)動(dòng)分機(jī)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)及發(fā)出指令。

　　在控制中心大樓內(nèi)設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)，負(fù)責(zé)整個(gè)建筑物內(nèi)的聯(lián)動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)。控制中心大樓內(nèi)防災(zāi)報(bào)警分機(jī)通過(guò)RS-232 與聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)連接；該聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)與中央控制室防災(zāi)指揮中心聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)相連。

　　在沿線各車(chē)站設(shè)置一套聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)。負(fù)責(zé)所管轄范圍內(nèi)的聯(lián)動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)。沿線各車(chē)站內(nèi)的防災(zāi)報(bào)警分機(jī)通過(guò)RS-232與聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)連接；聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)通過(guò)2Mbps信道與中央控制室防災(zāi)指揮中心聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)相連。

　　兩主變電所內(nèi)分別設(shè)遠(yuǎn)程RI/O， 負(fù)責(zé)主變電所聯(lián)動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)。RI/O與相近的車(chē)站聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)相連。

　　岔道井內(nèi)分別設(shè)聯(lián)動(dòng)控制器， 負(fù)責(zé)岔道井內(nèi)聯(lián)動(dòng)控制功能。岔道井內(nèi)的聯(lián)動(dòng)控制器通過(guò)相鄰車(chē)站聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)傳送及接收有關(guān)設(shè)備狀態(tài)及控制指定數(shù)據(jù)。

　　在車(chē)輛段設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)，負(fù)責(zé)整個(gè)車(chē)輛段內(nèi)所有建筑物的聯(lián)動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)。車(chē)輛段內(nèi)的防災(zāi)報(bào)警分機(jī)通過(guò)RS-232與聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)連接；聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)通過(guò)2Mbps信道與中央控制室防災(zāi)指揮中心聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)相連。

　　當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，F(xiàn)AS聯(lián)動(dòng)控制部分接受防災(zāi)報(bào)警分機(jī)的模式指令啟動(dòng)預(yù)定的工況模式，進(jìn)行相應(yīng)的消防聯(lián)動(dòng)工作。

　　2.系統(tǒng)構(gòu)成

　　2.1.控制中心設(shè)備聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成

　　中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)由控制中心局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)包括互為備用冗余服務(wù)器、冗余工作站維護(hù)計(jì)算機(jī)、通信轉(zhuǎn)換接口、打印機(jī)、模擬屏、UPS等設(shè)備。

　　兩套性能相同的專業(yè)服務(wù)器對(duì)整個(gè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并作為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它計(jì)算機(jī)的共享資源。系統(tǒng)正常工作時(shí)，主、備服務(wù)器中，一臺(tái)主用，另一臺(tái)備用。控制命令僅通過(guò)主服務(wù)器發(fā)出。主、備服務(wù)器均能接收來(lái)自車(chē)站的各種上行數(shù)據(jù)。

　　下圖簡(jiǎn)要說(shuō)明系統(tǒng)的冗余功能：

　　2.2.車(chē)站設(shè)備聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成
　　
　　在車(chē)控室內(nèi)設(shè)置一套工控機(jī)級(jí)別的圖形工作站，作為畫(huà)面顯示和人機(jī)對(duì)話設(shè)備。車(chē)站圖形工作站是車(chē)站級(jí)的主要監(jiān)控設(shè)備，它負(fù)責(zé)一切正常及事故情況下，對(duì)車(chē)站各系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)視、管理、控制指令的發(fā)出。圖形工作站通過(guò)車(chē)站光端交換機(jī)電口與聯(lián)動(dòng)控制部份的局域網(wǎng)連接起來(lái)，構(gòu)成站內(nèi)級(jí)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)接收或處理由現(xiàn)場(chǎng)控制器上傳的設(shè)備狀態(tài)或資料。

　　在車(chē)控室內(nèi)設(shè)置IBP控制盤(pán)，IBP盤(pán)利用硬線直接控制消防專用設(shè)備。

　　在車(chē)控室內(nèi)設(shè)置1套GE 系列90-30 PLC構(gòu)成的冗余聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)，接受火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息和采集現(xiàn)場(chǎng)防災(zāi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)接受圖形工作站和中央控制室防災(zāi)指揮中心的控制命令。該聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)通過(guò)RS-232與火災(zāi)報(bào)警分機(jī)連接。在火災(zāi)情況下，接受到火災(zāi)報(bào)警分機(jī)的火災(zāi)報(bào)警信息后，實(shí)施火災(zāi)狀態(tài)下的火災(zāi)搶險(xiǎn)模式控制；并通過(guò)2Mbps信道向中央控制室防災(zāi)指揮中心傳送聯(lián)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行信息。該聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)可通過(guò)MODBUS標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議與BAS系統(tǒng)控制主機(jī)相連，接受BAS系統(tǒng)指令，實(shí)現(xiàn)正常工況下BAS系統(tǒng)對(duì)環(huán)控與消防兼用設(shè)備的控制， 并向BAS系統(tǒng)傳回環(huán)控與消防兼用設(shè)備的狀態(tài)。

　　在左右環(huán)控室內(nèi)分別設(shè)置2套GE 系列 90-30 PLC構(gòu)成的冗余聯(lián)動(dòng)控制器，監(jiān)控車(chē)站內(nèi)隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、車(chē)站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備，車(chē)站設(shè)備用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、車(chē)站導(dǎo)向設(shè)備、防火閥等設(shè)備。同時(shí)將數(shù)據(jù)上傳至車(chē)控室內(nèi)聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)。如圖：
 

　　2.3.系統(tǒng)運(yùn)作模式

　　1）監(jiān)視模式

　　在正常情況下，聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)/控制器均處于監(jiān)視狀態(tài)，GCC顯示相關(guān)工點(diǎn)(控制中心大樓、車(chē)站、車(chē)輛段、主變電所等地方)各聯(lián)動(dòng)控制對(duì)象狀態(tài)。

　　2）報(bào)警模式

　　a.自動(dòng)確認(rèn)模式

　　聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)監(jiān)視防火閥動(dòng)作狀態(tài)，并在線監(jiān)視防災(zāi)報(bào)警主機(jī)發(fā)出的火災(zāi)報(bào)警和模式指令，一旦監(jiān)測(cè)到火災(zāi)報(bào)警和模式指令，聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)立即轉(zhuǎn)入滅火抗災(zāi)工況，同時(shí)將信息上傳至防災(zāi)指揮中心。

　　b.人工確認(rèn)模式

　　聯(lián)動(dòng)控制分機(jī)也可接受經(jīng)過(guò)密碼確認(rèn)的人工火災(zāi)報(bào)警模式控制，一旦監(jiān)測(cè)到人工確認(rèn)的火災(zāi)報(bào)警和模式指令，聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)立即轉(zhuǎn)入滅火抗災(zāi)工況，并將信息上傳至防災(zāi)指揮中心。

　　c.消防聯(lián)動(dòng)模式

　　FAS系統(tǒng)防災(zāi)報(bào)警部分實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測(cè)及報(bào)警功能，并將信息上傳至防災(zāi)指揮中心。防災(zāi)報(bào)警分機(jī)按探測(cè)的火災(zāi)情況決定火災(zāi)模式及通知聯(lián)動(dòng)控制部份。FAS系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制部分系統(tǒng)按火災(zāi)模式實(shí)現(xiàn)控制及監(jiān)視著火區(qū)域防火閥動(dòng)作狀態(tài)，控制防排煙風(fēng)機(jī)等消防設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制的功能并接收其反饋信號(hào)。

　　d.控制僅先權(quán)

　　如同一控制指命因不同控制級(jí)而有沖突不能妥協(xié)時(shí)， 控制優(yōu)先權(quán)順序?yàn)椋壕偷乜刂?最高)、IBP控制、車(chē)控室控制、中央控制室防災(zāi)指揮中心；隧權(quán)道通風(fēng)系統(tǒng)控制優(yōu)先權(quán)順序：就地控制(最高)、IBP控制、中央控制室防災(zāi)指揮中心、車(chē)控室控制。如較低控制指令因較高控制級(jí)而不能實(shí)現(xiàn)或中斷時(shí)，須向較低控制級(jí)報(bào)告反映。另外，車(chē)控室控制中， 手動(dòng)控制比模式控制優(yōu)先。

　　實(shí)施結(jié)果

　　系統(tǒng)從2008投運(yùn)以來(lái)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。很好的滿足了地鐵運(yùn)營(yíng)公司的運(yùn)營(yíng)要求。