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    1 工程概述

    六朝古都南京，是我國華東地區重要的經濟、文化中心。發展地下軌道交通，既能輸送大量客流，緩解日益加劇的交通壓力，同時又能很好地保持古都風貌。南京地鐵一號線線路全長約16．90km，全線設車站16座，包括地下車站11座，高架及地面車站5座。

    智能建筑［1,2］這一誕生不到20年的新生事物，以其高效、安全舒適和便利等優點，勢不可擋沖進現代高層建筑。智能建筑在世界上被譽為世紀性建筑，是一個國家綜合國力和科技水平的具體體現，智能建筑也將成為21世紀世界建筑發展的主流。

    南京地鐵一號線BAS系統是將現代科技的計算機及網絡技術結合機電設備自動化控制原理，以專門的地鐵環境通風空調及防災處理等理論為基礎的自動化控制系統，利用分布式微機監控系統對地鐵車站及區間隧道內的空調通風、給排水、照明、電梯、自動扶梯、導向標識等機電設備進行全面的運行管理與控制，在發生火災或列車阻塞等事故情況時，能夠及時迅速地進入防災運行模式，根據火災報警系統發送的著火點信息或列車自動控制系統發送的阻塞點信息自動調度送風和排風，進行通風排煙，引導人員疏散，極大地提高地鐵運營的智能化和安全性。系統以節能為特色，綜合考慮列車、客流、車站設備、通風等影響空調通風系統負荷的各種因素，根據地鐵熱環境變化的規律，對空調通風系統的全年運行方式自動進行調整，不僅可以保障地鐵車站機電系統設備的安全可靠運行，創造安全、舒適、高效的乘車環境，而且能降低空調通風系統的運行能耗，減少地鐵運營成本。

    2 系統結構及監控對象、監控功能

    地鐵工程建設中，鐵路的鋪設和設計是整個工程骨架的搭建，而各機電設備自動控制系統的建設則是保證整個地鐵系統運行的“神經”。工程主要包括地鐵中央控制室OCC中央控制系統、車站MU控制系統、各站通風系統、照明系統和給排水系統、導向標識系統、電梯、自動扶梯等設備自動控制等多項控制系統。 南京地鐵一號線BAS系統采用多層網絡結構［3］，第一層是有效的最低層，包括裝置感應器、執行機構和照明控制系統，使用現場網絡連接所有的現場設備。第二層是操作站和分站即具體應用控制器或自動化站／設備)之間的自動化網絡。即車站MV系統，第三層是管理層及其廣域網絡。即中央控制中心(OCC)及地鐵公共傳輸網。

    中央控制中心(OCC)為星形網絡結構，采用TCP／IP協議。車站為 ControlNET光纖環網，實時數據通信。車站與OCC之間的通信依托地鐵公共傳輸網。珠江路地鐵控制中心OCC為整個地鐵一號線的控制中心，用來對整個地鐵一號線16個站的全部機電設備運行狀況進行集中監控和管理。

    車站MU系統為每個車站站長室監控級，是用來對本車站范圍內的機電系統設備運行狀況進行監控。南京地鐵一號線各車站建筑設備監控系統監控點數均在651～2500之間，為較大型系統，見圖1。

                      

                                  圖1車站BAS系統配置圖

    3 系統監控對象、監控功能

    通風系統是BAS系統的主要組成部分［4,5］，用來保證地鐵車站及隧道內的環境溫濕度條件及改善環境對乘客感受舒適度影響。監控對象有：①隧道通風系統：隧道風機，射流風機、組合風閥，并監測隧道的溫、濕度。②空調通風系統：制冷機組、空調機組、回排風機、相關風閥，以及新風、送風、回風及公共區的溫濕度。③空調水系統：冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、分集水器、冷卻塔、水路的電動蝶閥，并檢測溫度、壓力和流量等。監控的主要功能有：①機組定時啟停控制。根據事先排定的工作時間表定時啟停機組，自動統計機組工作時間，提示定時維修。②聯鎖保護控制。風機啟動后，其前后壓差過低時，故障報警并聯鎖停機；風機停止后，新、回風風門、電動調節閥、電磁閥自動關閉；盤管處設溫控開關，當溫度過低時開啟熱水閥。③送回風溫度控制。自動調節冷水閥開度，保證送回風溫度為設定值。④送回風濕度控制。自動控制加濕閥開閉，保證送回風濕度為設定值。⑤過濾器堵塞報警。空氣過濾器兩端壓差過大時報警，提示清掃。⑥冷負荷計算與冷水機組控制。根據冷凍水供、回水溫度和供水流量值，自動計算建筑空調所需要冷負荷量；根據建筑所需冷負荷及差壓旁通閥開度，自動調整冷水機組運行臺數。聯鎖控制，起動時，冷卻塔蝶閥開啟，冷卻水蝶閥開啟，開冷卻水泵，冷凍水蝶閥開啟，開冷凍水泵，開冷水機組；停止時，停冷水機組，關冷凍水泵，關冷凍水蝶閥，關冷卻水泵，關冷卻水蝶閥，關冷卻塔風機。⑦冷凍水差壓控制。根據冷凍水供回水壓差，自動調節旁通調節閥，保持供水壓差恒定。⑧冷卻水溫度控制。根據冷卻水溫度，自動控制冷卻塔風機的運行方式及啟停臺數。⑨機組運行參數的自動顯示、定時打印及故障記錄。

    照明系統的控制是根據列車運行時間表要求，通過照明回路的開啟設定及照明開啟、關閉時間的設定對車站及隧道內的照明進行科學的控制，達到節能目的。監控對象有：工作照明、廣告照明和節電照明等。監控的主要功能有：工作照明、廣告照明和節電照明的啟停控制。除了列車運行啟停時間對車站及隧道照明的控制，在非高峰運行時段，可停止工作照明部分。

    給排水系統，由于其設備位置比較分散不便管理，利用該控制系統可代替人工值班，根據站內用水量及各排水點水位狀況自動控制設備進行工作。監控對象有：廢水、污水及車站其他排水泵，水池、水箱的液位。監控的主要功能有：①水位自動控制。排水水位高于啟泵水位時，自動起動排水或排污泵；水位低于停泵水位時自動停泵；水位高于報警水位時起動備用泵；②設備啟停控制；③參數檢測及報警。

    導向標識系統提供引領乘客進入車站、乘車和離開車站的信息，緊急疏散時能引導乘客順利離開危險區域并最終離開車站。監控對象為：各類群控、單控導向標識牌正常及緊急情況下的運行。監控的主要功能有：①群控標識牌的進、出方向顯示，啟停控制。②單控標識牌的啟停控制。

    電梯、自動扶梯：車站自動扶梯和無機房電梯運行監視和緊急報警。

     4 運行特點

    BAS系統完成對車站設備的監測與控制，對設備故障進行檢測和報警，接受OCC發布的監控指令，執行OCC指定的運行模式。可修改運行參數，自動調整運行工況。車站MU系統受控于OCC，但當公共信息網故障時，車站MV系統可獨立運行。

    地鐵列車與大量客流所產生的熱量是影響地鐵站臺與隧道空間的熱環境的主要因素，使得地鐵溫度逐年升高，如不加以控制會形成公害，這是世界性的難題。采用空調設備排熱降溫，耗資巨大，運行費用高昂，能源浪費嚴重。南京地鐵一號線設計采用蓄冷技術，合理配置了通風設備(風機等)并加以微機控制。以通風系統局部代替空調系統，投資少、效果好，有效地解決了溫升難題。BAS系統根據實時負荷的變化，采用變頻方式調節風機的通風量，達到顯著的節能效果。

    與地面公共交通相比，地鐵通常運營線路更長，設備眾多，對運行模式和運行管理有很高的要求；同時，地鐵內部與外界通風口少，出入口少，客流量大，人員疏散不易，一旦發生火災，如果不能及時有效地通風排煙并控制火情，將釀成巨大的災難。因此，智能的環境監控系統應該具備防災功能。南京地鐵一號線的BAS系統在接到火災報警信號后，可以自動將機電設備的運行狀態切換到災害狀態，啟動災害模式；在列車因事故暫時停在隧道無法駛入站臺時，系統也可以通過啟動緊急狀態，確保隧道內空氣流通，以保證車廂內有充足的氧氣。

    5 工程軟件

    南京地鐵BAS系統采用了一系列先進的軟件技術，共同確保應用的效果。其中，主要的軟件系統有地鐵環境模擬預測軟件、地鐵空調通風系統優化控制軟件 EnCs、地鐵設備運行管理軟件EuMs、設備故障診斷軟件FaDs、火災狀況分析與排煙處理軟件EaSs。

    地鐵環境模擬預測軟件通過對地鐵環境的模擬分析，了解不同空調通風方案下運行的可能結果，為方案的比選提供依據。用于空調通風的工程設計和可行性分析，也是發展地鐵在線優化控制等軟件的一個必備工具。

    地鐵空調通風優化控制軟件EnCs包括隧道通風系統的優化控制和站內空調系統的優化控制兩部分。優化控制的目的是在滿足系統環境控制要求的前提下，盡可能地降低風機、水泵和機組的能耗，節省運行費用。

    地鐵設備運行管理軟件EuMs可以增強BAS系統的系統管理功能、提高控制決策水平和事故應變能力。EuMs軟件用于統計各風機、水泵、扶梯、電梯等設備的運行時間、故障情況，編排維修計劃。

    設備故障診斷軟件FaDs可以對一些主要的機電設備故障，儀表或執行器故障、系統故障進行診斷。設備故障診斷所采用的基本方法有以下幾種方式：①高低限報警。②根據故障診斷的規則庫。③根據專有的故障診斷算法。在FaDs中，以上幾種方法被有機地結合起來，從而形成一個完整的故障診斷專家系統。方式①用于對故障進行初步的判斷，在此基礎上將方式②和方式③相結合對故障進行進一步的精細判斷。

    火災狀況分析與排煙處理軟件EaSs具有火災狀況分析與排煙處理專家系統，針對不同的著火區間建立相應的排煙處理模式，并對相關的風閥和風機進行控制。一旦發現火災現象時，BAS系統立即按照預先貯存的消防狀態下的相應程序運行，同時將此信息立即通知中心管理工作站OCC，立即進入EaSs排煙處理軟件，并進行防火排煙實時分析計算，及時調整排煙控制策略和相關急救措施。

    6 結束語

    在地鐵這一不同于地面建筑運行環境的公共交通工程內應用BAS系統，我們還需要進行認真分析，總結經驗教訓，不斷改進。只有這樣我們才能做到設備的可靠、安全運行，節約能源、節省人力、減輕工作人員勞動強度以及確保建筑物環境的安全和舒適。