地鐵環控系統概述

李小庚

【摘 要】當前地鐵行業蓬勃發展，其以快速、準時、便捷的特點深受市民的歡迎。當前軌道交通多采用地下方式，其環控系統的正常運行可以為乘客及車站工作人員提供一個安全舒適的生活環境。本文詳述了軌道交通環控系統的構成。

【關鍵詞】軌道交通環控；地鐵；發展

一、地鐵環控系統功能

地鐵環控系統旨在通過控制風機、空調、給排水及照明等子系統的有機運行，為乘客和工作人員提供一個舒適的乘車和工作環境，為地鐵相關設備提供一個溫濕度適宜的運行環境。在地鐵運行期間，環控系統可以排除工作空間內的濕熱，保證人員設備的舒適環境；當列車因為阻塞停留在隧道區間時，環控系統可以向隧道提供新風，維持乘客短時間內的必要的環境條件；當發生火災時、有毒氣體泄露時，環控系統可以通過排煙及時將有毒有害物質排出，最大限度避免乘客受到傷害。環控系統的功能可以概括為：“提供舒適環境、供水排污、提供用電、防災救災”等。

二、地鐵環控系統的組成

地鐵環控系統多采用“三級控制”的方式組成控制系統。主要包括中央級、車站級以及就地級控制。

1.中央級系統的構成

地鐵環控系統的中央級系統一般由中央監控計算機、服務器及相應的中央級交換機組成.當前地鐵的綜合監控系統逐步進入集成化的大監控時代，目前主流方式的環控系統不單獨組建全線網絡，在車站級由綜合監控系統集成，車站級環控系統通過冗余以太網通信接口與綜合監控系統連接，將車站設備運行狀態及信息集中上傳至綜合監控系統，實現環控系統在綜合監控系統中的集成。

2.車站級環控系統

環控系統車站級為工業PLC組成的控制系統，主要由PLC控制器組成，一般在地鐵車站的環控電控室（高架車站為綜合監控設備室）設置PLC控制器，在IBP盤設置遠程I/O，在各被控設備附近設置遠程I/O或接口模塊，環控系統局域網采用工業自愈環形以太網結構。

3.就地級環控系統

就地級設備主要提供信號接入的功能。PLC通過環控系統就地級網絡將各類RI/O、具有智能通信口的就地設備和就地小型控制器等設備統一接入。例如接入傳感器需采用模擬量輸入信號，對于遠距離的可采用485通訊；接入智能照明等控制系統一般采用485、以太網等主流通訊方式。

三、地鐵環控系統的監控對象

地鐵環控系統主要通過對終端設備的監視控制來保證舒適良好的環境，一般情況下環控系統的監控對象主要包括區間隧道通風系統、車站公共區環控系統、設備及管理用房環控系統、空調水系統、給排水系統、照明導向系統、電扶梯系統、以及其他必要的系統。

1.環控系統對隧道通風系統的監控

對區間隧道通風系統進行中央級、車站級控制。中央級下達運行模式指令到車站級，由車站級實現對區間隧道通風系統設備的模式控制，控制操作以中央級為主。區間隧道通風系統運行分為正常運行、阻塞運行、火災事故運行模式。

（1）正常運行狀態

隧道通風系統的正常運行模式是根據地鐵運營時間，由系統預先設定的時間表來控制不同的運行模式。模式的啟停時間主要依據地鐵運營開始及停止的時間和日期，具體分為：

a）夜間運行：夜間收車后，根據系統的時間表功能，區間隧道通風系統進行1小時（可調整）的縱向機械通風，排除隧道中的廢氣和余熱余濕。此時車站通風系統隔站送排，區間隧道的中間風井關閉。

b）正常運行：列車正常運行時，車站公共區環控系統投入運行而區間隧道通風系統停止運行。

（2）阻塞運行狀態

當列車因故障或其他原因而停在區間并確定短時間內無法繼續行駛時，中央級下達運行模式指令到車站級，車站級控制通風系統設備進行隧道阻塞通風模式控制。從而控制隧道內溫度，保證列車空調冷凝器在正常的工作范圍內。

（3）火災事故運行狀態

控制中心根據信號系統傳來的停車位置信息和司機報告的火災情況下達相關指令給相關的車站環控系統，相關車站環控系統采取相應的火災運行模式，保證旅客的安全疏散。當著火列車駛入前方車站時，利用前方車站的隧道通風系統進行排煙；當著火列車停在區間隧道時，按預定的隧道內火災模式運行。

2.車站公共區及設備用房環控系統監控

根據地鐵設計規范，車站公共區系統包含車站送風機、車站排熱風機、組合空調、相關風閥、防火閥、聯鎖風閥（監視）、回排風機等。設備管理用房系統包含空調機組、新風機組、回/排風機、送風機、排風機、排煙/排風機、相關風閥、防火閥等。其控制策略一般分為空調季節小新風、空調季節全新風、過渡季節、冬季運行、火災工況運行等。

3.環控系統對車站空調水系統的監控

環控系統通過冷水機組、定壓補水裝置、全程水處理器、消毒滅菌裝置、電動蝶閥、水泵、電動兩通閥實現對車站空調水系統的監控和管理。

對于地下兩層的典型車站，每個車站站廳、站臺兩端及公共區設置溫濕度傳感器，環控系統根據溫濕度參數控制空調水系統末端二通流量調節閥的開度，以達到控制公共區及設備管理用房環境溫度的目標。

4.環控系統對車站給排水系統的監控

給排水系統的監控對象包括廢水泵、污水泵、局部排水泵、電保溫等。對于車站水泵（含廢水泵、污水泵、局部排水泵）、電保溫，環控系統監視其相關狀態信息；對于區間水泵，除需監視其相關狀態信息外，還要實現緊急情況下對其遠程控制。

5.環控系統對車站電扶梯系統的監控

監視對象包括車站內的自動扶梯與直升電梯。一般情況下，環控系統對電梯只監視不控制。電梯或扶梯發生故障、急停等非正常工作現象，綜合監控系統對此做出一級報警，報警時有報警推圖提示與報警音。

6.環控系統對車站照明導向系統的監控

監控對象包括工作照明、節電照明、出入口照明、導向照明、地徽照明、光帶照明、廣告照明、景觀照明等。對于公共區照明、非公共區照明等，環控系統可以根據需求編制時間表進行模式控制和點對點控制。對于車站應急照明電源裝置，一般僅監視其狀態信息。

7.環控系統對車站其他系統的監控

環控系統具有強大的監控功能，根據功能需求可實現對其他必要系統的監控。

四、總結

綜上，地鐵環控系統通過三級控制網絡組成的冗余可靠控制系統可實現對區間隧道通風系統、車站公共區環控系統、設備及管理用房環控系統、空調水系統、給排水系統、照明導向系統、電扶梯系統、以及其他必要系統的監視與控制，為乘客、工作人員及關鍵設備提供舒適的環境，保證地鐵安全穩定運行。

【參考文獻】

[1]王菁.地鐵環境與設備監控系統的設計于實現[D].北京交通大學，2011.

[2]地鐵設計規范GB 50157-2013，中華人民共和國住房和城鄉建設部，2013年8月8日第119號