綜合監控系統隧道通風模式的功能設計與實現

楊軍華 熊天圣

摘 要：本文通過對軌道交通（地鐵）區間隧道正常工況、阻塞工況、火災工況下區間隧道通風系統的運行原則的分析，探討了各工況下區間隧道模式的執行機制，研究了綜合監控系統區間隧道系統模式的功能設計及實現。本文分析了區間隧道通風系統各種工況下的模式控制設計，并對面向地鐵線路控制中心調度人員的綜合監控系統軟件的功能設計進行了說明。

關鍵詞：區間隧道通風系統；綜合監控；阻塞工況

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）04-0100-03

Functional Design and Implementation of Tunnel Ventilation Mode in

Integrated Monitoring System

YANG Junhua，XIONG Tiansheng

（Shanghai SEARI Intelligent System Co.，Ltd.，Shanghai 200333，China）

Abstract：Based on the analysis of the operating principles of ventilation system in the normal working conditions，blocking working conditions and fire working conditions of the section tunnel of rail transit（subway），this paper discusses the execution mechanism of the section tunnel mode under each working condition，and studies the function design and realization of the section tunnel system mode of the integrated monitoring system. In this paper，the mode control design of ventilation system in interval tunnels under various working conditions is analyzed，and the function design of integrated monitoring system software for dispatchers of metro line control center is explained.

Keywords：interval tunnel ventilation system；comprehensive monitoring；blocking condition

0 引 言

地鐵中連接相鄰兩個車站之間的區間隧道是地鐵所獨具的建筑結構。相對于地鐵車站完善的通風及消防設施，以及相對有利的人員疏散條件，處于兩個車站之間地下封閉空間的區間隧道與外部空間的連接通道較少，空氣較為污濁。一旦列車在區間隧道內長時間阻塞，或者列車在區間隧道內發生火災，隧道內通風換氣不足、排熱差，火災產生煙量大、熱量高、火勢撲救困難等問題使得內部人員不易疏散、外部救援力量難以進入，極易造成較大的人員、財產損失。因此，區間隧道的通風系統是地鐵設計單位、通風空調專業及綜合監控專業研究及工作重點所在。

1 區間隧道通風系統分析

地鐵區間隧道通風系統的運行工況分為三類：正常工況、阻塞工況和火災工況。以下分析不同工況時區間隧道內的氣流組織方式及執行的通風模式。[1]

1.1 正常工況

日間運營階段，區間隧道利用列車行駛的活塞風以及車站的排熱系統排除區間內列車散熱，對區間隧道進行通風換氣，為車載乘客提供良好的乘車環境。此時，區間隧道通風系統執行“正常運行模式”。

夜間停運后，關閉機械通風系統，以自然通風形式對隧道區間進行通風換氣。此時，區間隧道通風系統執行“系統停運模式”。

在早間啟運前，線路全線各車站配合進行縱向推挽式機械通風，排除隧道中的廢氣和余熱余濕。此時，區間隧道通風系統根據排送風方向的不同執行不同的“通風模式”。

1.2 阻塞工況

當列車由于故障或其他原因停留在區間隧道內，并且時間超過閾值時間（一般為3至6分鐘，各地設計要求不同）時，即判斷為列車發生阻塞。此時列車所處阻塞位置相鄰的兩個車站配合執行“阻塞模式”，相鄰兩個車站的隧道風機按行車方向進行機械通風，前排后送，為阻塞在區間隧道的列車提供通風換氣，同時控制隧道內的溫度。

1.3 火災工況

當列車在區間隧道內發生火災且無法移動時，此時將觸發火災工況。火災工況發生后，需要迅速獲取列車所在線路、上/下行位置及列車著火部位信息，根據上述信息執行相對應的區間隧道“火災模式”，由與發生火災的區間相鄰的兩個車站的區間隧道通風系統聯合建立一個與發生火災的列車上的人員組織疏散方向相反的氣流組織，即迎向人員疏散方向的車站執行送風模式，背向人員疏散方向的車站執行排風模式。同時，上述兩個車站配合啟動排煙設備，排除區間內濃煙，以便人員逃生。

（1）行駛方向為上行，列車頭部著火，乘客向行駛方向車尾疏散，通風方式為車頭側車站事故風機排煙，車尾側車站事故風機送風；

（2）行駛方向為上行，列車尾部著火，乘客向行駛方向車頭疏散，通風方式為車尾側車站事故風機排煙，車頭側車站事故風機送風；

（3）行駛方向為下行，列車頭部著火，乘客向行駛方向車尾疏散，通風方式為車頭側車站事故風機排煙，車尾側車站事故風機送風；

（4）行駛方向為下行，列車尾部著火，乘客向行駛方向車頭疏散，通風方式為車尾側車站事故風機排煙，車頭側車站事故風機送風。

2 區間隧道模式控制在綜合監控軟件的功能設計與實現

2.1 軟件設計

分析區間隧道系統在三種工況下所需執行的模式，編制區間隧道模式觸發流程如圖1所示。

分析隧道模式觸發特性及觸發流程，通過綜合監控系統軟件可以設計“手動執行”、“自動執行”、“聯動執行”三種操作及執行形式。

2.2 手動執行

基于區間隧道模式觸發流程，在綜合監控軟件中確定相對應的模式操作邏輯及軟件功能實現。綜合監控軟件全線區間隧道模式控制人機交互界面如圖2所示。

區間隧道模式手動執行人機交互說明如下：

（1）在正常工況下，根據時間確定區間隧道模式執行，指令執行在綜合監控軟件上的操作邏輯如下：第一步，選擇準備操作的區間，選擇相鄰兩個車站的上行/下行區間，即圖2中上半部“區間選擇”區域；第二步，選擇準備執行的模式，在地鐵營運時間段選擇“正常運行”；在夜間地鐵停運后選擇“系統停運”；在地鐵早間啟運前執行通風模式，即“通風方案一”、“通風方案二”。即圖2中左下部“模式選擇”區域；第三步，在信息欄內確認準備執行的模式信息，即圖2中下部信息欄區域；第四步，確認信息欄內準備執行的模式無誤后，下發執行指令，即圖2中右下部“模式執行”區域。

（2）當確認發生列車阻塞工況時，指令執行在綜合監控軟件上的操作邏輯如下：第一步，判斷發生阻塞的列車所處位置后，在“區間選擇”區域選擇模式執行區域；第二步，判斷阻塞形式后，在“模式選擇”區域選擇執行模式；第三步，在信息欄區域確認執行模式的信息；第四步，在“模式執行”區域進行指令下發操作。

（3）當確認列車發生火災時，指令執行在綜合監控軟件上的操作邏輯如下：第一步，判斷發生火災的列車所處位置后，在“區間選擇”區域選擇模式執行區域；第二步，判斷列車上火災發生的位置后，在“模式選擇”區域選擇執行模式；第三步，在信息欄區域確認執行模式的信息；第四步，在“模式執行”區域進行指令下發操作。

（4）執行情況觀察確認。在模式執行后，通過通風系統設備運行界面確認設備運行情況。

2.3 自動執行

基于正常工況下模式由時間觸發的特性，綜合監控系統可以設計開發區間隧道模式時間表控制功能。時間表功能按預定的日期和時間，自動執行相應的預案操作，來進行模式控制。

時間表分為工作日、周末和特殊日三種類型。工作日時間表中，各模式在周一到周五的指定時刻運行；周末時間表中，各模式在周六、周日的指定時刻運行；特殊日時間表，各模式按照設定的日期、設定的時刻運行。

在系統中配置的時間表，在時間表功能激活狀態下，根據選擇的時間表類型優先級，按照設定的時刻自動執行。特殊日時間表的優先級最高，若當天有特殊日時間表處于激活狀態，則其他工作日、周末時間表的模式自動屏蔽，不發模式指令。時間表可按照工作日、周末進行多次觸發，按照特殊日進行單次觸發。

可在線修改時間表的配置信息，實時查看當前配置的所有時間表信息，配置的時間表可以進行激活和禁止操作。

2.4 聯動執行

基于阻塞工況和火災工況由列車運行狀態觸發的特性，綜合監控系統可以通過與信號系統互聯實現聯動功能。

當發生阻塞時，信號系統根據列車所在軌道位置，計算出列車所在區段，同時發送阻塞信號和列車位置至綜合監控，然后綜合監控根據列車位置判斷列車所處區間，下發對應的阻塞模式。

當發生火災時，綜合監控判斷列車起火位置后，下發對應的火災模式；同時綜合監控將火災信號發送至信號系統，信號系統實施扣車，防止列車接近。

3 結 論

本文結合地鐵區間隧道系統的各類工況運行場景，分析了區間隧道模式的設計思路，進而詳細介紹了綜合監控軟件中央級區間隧道模式控制的設計思路、功能實現及操作邏輯，以期為同類項目的工程實施提供借鑒、參考。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國國家標準.地鐵設計規范：GB50157-2013 [S].中國建筑工業出版社，2013.

[2] 黃旺來.雙層島式地鐵站臺火災煙氣流動模擬與通風控制研究 [D].南京：南京師范大學，2017.

作者簡介：楊軍華（1982.03-），男，漢族，上海人，本科，工程師，研究方向：軌道交通智能化和信息化研究與工程實施；熊天圣（1983.08-），男，漢族，湖北丹江口人，碩士研究生，工程師，研究方向：從事軌道交通智能化和信息化技術研究與工程實施。