淺析地鐵環境設備監控系統（EMCS）

摘要：文章通過對地鐵環境設備監控系統 （EMCS）進行系統的概述，對其監控的對象、控制的策略進行

了陳述，并對EMCS系統的組成及系統設備的組成進行了闡述，以使相關人員對EMCS系統有一個更加深入、完整的認識。

關鍵詞：設備監控系統；監控對象；控制策略；設備組成；EMCS；交通系統

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）31-0029-03

EMCS是為了保證地鐵運行安全和乘客生命安全，同時能在水災、火災等事故中及時協調設備運行的一種自動化的監控系統。本文從不同方面入手，對其監控對象、控制策略等進行了重點的敘述，使其能在

滿足人們各種需求的基礎上不斷發展。

1 EMCS系統概述

EMCS，即Equipment Monitoring Control System（設備監控系統）的簡寫，它是一種工業自動化的監控系統，基于一定的軟硬件設備來實現特定的監控和管理功能。EMCS設備監控系統不僅可以對地鐵全線的各種設備和系統進行全面系統的自動化監控和管理，提高操作、管理以及維護的自動化水平，還可以為廣大乘客創設一個舒適、安全的地下候乘車旅行環境。它既能及時地協調車站設備的運行，又能確保乘客的人身安全。因此，在現代社會中日益發揮著越來越重要的作用。

2 EMCS系統的監控對象

EMCS系統的監控對象主要包括通風空調系統、給排水系統、電扶梯系統、照明系統以及其他接口設備等。本文依次從以下幾個方面進行論述：

2.1 通風空調系統

通風空調系統主要涉及到隧道通風系統和車站空調通風系統這兩個部分，主要包括區間隧道通風系統、車站隧道通風系統、車站公共區通風空調系統（大系統）、設備用房通風空調系統（小系統）這幾個分系統。其中，區間隧道通風系統的監控對象是4臺可逆轉的TVF風機、射流風機（Jet）以及相關的風閥；車站隧道通風系統的監控對象是2臺雙速的UPE/OTE風機及其相關風閥；車站公共區空調通風系統（大系統）的監控對象不但包括組合式空調機組、新風機、回/排風機和相關風閥，而且還包括傳感器/執行器等；小系統的監控對象則包括小型空調機組、送風機、抽風機，還包括相關風閥和傳感器/執行器；而冷水系統的監控對象則包括冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、蝶閥、傳感器/執行器等。

2.2 給排水系統

給排水系統的監控對象不但包括電動蝶閥、液位傳感器，而且還包括排水泵、污水泵、雨水泵、廢水泵等在內的各類水泵。

2.3 電扶梯系統

電扶梯系統的監控對象包括各站臺以及出入口的自動扶梯和電梯。其中，電扶梯系統與EMCS之間主要是通過RS-232/RS-485通信來完成數據的傳輸過程。

2.4 照明系統

照明系統的監控對象不僅僅包括節電照明、工作照明、廣告照明、出入口照明、區間照明回路，還包括事故照明電源。其中，照明回路接觸器主要是通過PLC進行監控，而事故照明電源與EMCS之間則是通過RS-232/RS-485來進行數據傳輸的。

2.5 屏蔽門系統及其他接口設備

屏蔽門的監控對象是上行線和下行線，主要是通過RS-485通信來傳輸數據。此外，還包括AFC系統和信號系統等其他接口設備。AFC系統主要是通過MCP盤來進行緊急情況的監控，而EMCS接收信號系統的時鐘信號并進行相關的顯示。

3 EMCS系統的控制策略

EMCS系統依據事先預定的方案、模式或工況等來控制多臺設備，并使其進行聯動，以遵循安全、可靠的原則來實現預期的目標，并達到節能的目的。這是其最基本的控制策略，本文主要從以下幾個方面分別來談其控制策略：

3.1 區間隧道通風系統的控制策略

這主要從三種不同的模式來闡述。首先是正常模式下，在早間運營前和夜間收車后的30分鐘內，TVF風機可以進行縱向推挽式機械通風，這樣做的目的是可以使得隧道內充滿新鮮的空氣。而在正常運行中，TVF風機則停止運轉而打開旁通的風閥，這樣就可以排除隧道內的余熱和余濕等。其次是阻塞模式。在這一模式里，如果列車發生故障或者因其他原因不能進站，一旦停留的時間超過了4分鐘，TVF風機就會自行進行通風，以保障相關人員和列車空調器的安全。最后是火災事故模式。在這一模式中，可以根據不同的情況啟動不同的火災控制模式，但是要注意把握的原則是TVF風機的風向必須迎著逃生的人群。

3.2 車站隧道通風系統的控制策略

這主要從兩個方面來進行控制。首先，在正常工況下，UPE/OTE進行低速度的運轉，旁通風閥處于關閉的狀態，機械通風則能夠排除那些由列車頂部和底部排放出來的熱風和廢氣等。其次，在火災事故發生的情況下，即列車著火或者站臺公共區發生火災。這時要控制UPE/OTE進行高速的運轉，以便起到排出煙霧的作用。

3.3 車站公共區空調通風系統（大系統）的控制策略

第一，在正常模式下，要根據不同的工況進行不同的控制。主要可以從以下幾個工況來分析：（1）I工況——這是最小新風量的降溫除濕工況，這一工況中應該降溫除濕，以保證部分回風循環減耗。（2）Ⅱ工況——這是全新風降溫除濕工況，在這一工況中，要降溫除濕，并保證全新風，沒有回風循環。（3）Ⅲ工況——全新風等溫除濕工況，這一工況要求等溫除濕，不但全新風，而且沒有回風循環。（4）Ⅳ工況——通風工況，這一工況要求全新風通風，且冷水系統停止。

第二，在火災事故模式中，要根據火災的不同位置，采取不同的控制措施。如果是在站臺層發生火災，就要使車站的冷水系統停止運轉，并控制風管相關風閥的開閉，使站臺層進入高速排煙的狀態，這樣就會阻止煙霧向站廳層蔓延，從而形成了樓梯或扶梯通道的逃生氣流通道。如果是在站廳層發生火災，就要停止車站冷水系統，并且要向站臺層而非站廳層送風，使得站廳層對地面、站臺層等形成負氣壓，在阻止煙霧向站臺層蔓延的同時，形成地面樓梯通道的逃生氣流通道。

第三，要注意把握空氣調節的一些溫濕度數據以及濕空氣的i-d圖（焓-濕圖），來確定正常的工況。其中，濕空氣的焓i的計算公式為：

i=（1.01+1.84d）t+2500d[kJ/kg干空氣]

由上述公式可知，溫度t、含濕量d、相對濕度ψ、焓i都是獨立的狀態參數。但在一定大氣壓力B下，只要知道任意兩個獨立的狀態參數，就可按查表（i-d圖）、運算去確定其他的參數，從而確定濕空氣的狀態。

3.4 設備用房通風空調系統（小系統）的控制策略

在正常模式下和大系統的正常模式是相似的，也是根據不同的工況采取不同的控制措施。而在火災事故模式中，一般是按照單獨房間的情況來解決的。總之，不管房間內是否安裝有GAS系統，都要采取措施來停止送風，以便進行排煙工作，并防止煙霧的蔓延。

4 EMCS系統的組成及系統設備的組成

4.1 EMCS系統的組成

EMCS系統主要是由一個3級監控系統、一個2層網絡和一個維護工作站組成。其中，3級監控系統是指包括OCC中央級監控系統、車站級監控系統和就地級監控設備在內的系統；2層網絡則是指OCC及車站綜控室的以太（局域）網和車站范圍內的ControlNet現場總線。

4.2 EMCS系統重要設備的組成

首先，OCC中央級監控系統主要是由2臺服務器、2臺雙屏配置的監控工作站、打印機及打印服務器、以太（局域）網及網絡設備（交換機、路由器等）以及不間斷電源（UPS）等組成的，它具有靈活的人機界面。工作人員不但可以及時地發現水災、火災等事故狀態的存在，而且還可以密切地監視全線各車站的包括通風空調、給排水、電扶梯、照明、屏蔽門等在內的各種設備的運行情況，以便及時進行調控和處理工作。

其次，車站級監控系統主要由車站級監控工作站、打印機、以太（局域）網及網絡設備（交換機、路由器等）、不間斷電源（UPS）、MCP盤組成。其局域網內設有控制器，可以控制隧道及車站的各個系統，并配置與屏蔽門、照明系統等的數據接口，而且在車站控制室設置有模擬監控盤MCP。

最后，就地級監控設備根據就近配置的原則，一般設置于各設備的機房里。它不但包括PLC（可編程控制器）模塊、Flex IO模塊、ControlNet總線設備以及接口通訊設備，而且還包括各種傳感器、檢測器、執行器、變頻器等設備。就地級控制器不但可以對單臺設備進行現場的就地控制，而且還能在車站級故障時進行獨立的監控。同時，它還可以和車站主控PLC通信，具有控制的優先權利。

5 結語

EMCS系統在現代交通系統中發揮著越來越重要的作用，不僅可以為地鐵運行系統的順利運轉提供保障，還可以為乘客創造一個舒適、安全的乘候車環境。在今后的不斷發展中，EMCS系統將會發揮著更為重要的作用。

參考文獻

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作者簡介：徐東傳（1970-），男，廣東深圳人，深圳市地鐵集團有限公司車間主任，工程師，研究方向：鐵道電氣化工程。

（責任編輯：周加轉）