地铁环境与设备监控系统方案分析

唐锡明

摘 要：在地铁环境与设备监控系统的方案选择中，需要结合地铁的实际情况，运用正确的方法进行选择，才能够确保地铁的安全稳定运行，促进我国社会经济的长远发展。因此，文章针对于地铁环境与设备监控系统方案进行了具体的分析和研究。

关键词：地铁环境；设备监控；系统方案

1 地铁环境下采用的BAS全线系统的构成方案

BAS系统的全线构成方案主要由车站级、中央级、现场级以及网络通讯等构成。随着BAS全线系统不断的完善，已在地铁监控系统中广泛应用，在地铁控制系统中，BAS的中央级、现场级以及网络通讯等由地铁站内综合监控系统的设计来实现的[1]。而BAS的车站级主要是分层式分布试结构，主要由传感器、控制设备、电源等部分组成，在车站内的主要监控对象有照明系统、冷水系统、电扶梯系统等多个系统的监控。

2 设备监控系统的配置方案

地铁列车控制器的配置方案主要有车站两端配置冗余控制方案、车站单端配置冗余控制方案两种方案。

2.1 车站两端配置冗余控制方案

该方案主要以车站两端的环控电控室为主，将其两端的电控室内各自设立一套冗余PLC控制器，在运营的过程中，将离站内综合控制室的PLC控制器为主要控制器，将另一端的PLC控制器作为从控制器。该方案已被我国多条地铁线路广泛的使用，该方案具有RI/O与控制器之间全部通过双总线进行相互的通信、两组冗余PLC控制器的布设位置是分开的、可靠性较高、系统的层次性比较简单、设备接口明确、将控制风险分散开、清晰的网络结构、设备布线简单等特点，但是，该方案的多项特点和建立在配置方案的投资高、系统调试复杂的基础上的[2]。因此，对于较小的地铁站不适合使用，多使用在地铁站规模较大、需要监控的对象较多的地方，是被我国较大的地铁站广泛应用的一种控制方案。

2.2 车站单端配置冗余控制方案

在车站内设置的冗余BAS控制器要靠近车站的控制室的车站端，在另外一端只设立远程RI/O，通过站内的网络控制层将所有的监控设备连接到BAS控制器上，该方案对车站的集中控制和数据分散采集比较有效，也被我国很多的地铁站经常用到的一种方案[3]。相比于车站两端配置冗余控制方案来说，该方案的特点是在设计上减少车站一端的PLC控制器模块，从整个投资上要比车站两端配置冗余控制方案的投资减少很多，但是，由于整个车站只采用一套冗余PLC控制器，因此，在运营过程中产生的风险比较集中，需要对该方案中的控制器性能有较高的要求。该方案不适用于较大的地铁站，危险性集中、监控对象少，比较适合较小规模的地铁站。

3 设备监控系统中的网络配置方案

地铁车站环境与设备监控系统中使用的通信方式可以分为总线网络方案和以太网方案等两种网络配置方案。

3.1 总线网络配置方案

该方案的建设理念是通过总线将车站两端的PLC控制器的各个远端I/O以及智能通信设备和站内一些小型的控制设备、控制器等设备统一接入车站现场交换机，实现对车站两端的所有机电设备进行统一的管理和监控，如电扶梯、站内通风空调、水冷设备、给排水设备、安全照明灯等与火灾报警和在火灾情况下使用的机电设备[4]。在车站内监控系统中采用的FAS系统以及BAS控制器都存在接口，实现在车站发生火灾的情况下，FAS系统将火灾模式命令下发到BAS控制器，在此情况下BAS控制器将运转模式转为火灾模式，并且启动相关的机电设备等。总线网络方案是采用传统的总线接入方式，该方案具有实时性好、可靠性高、成熟性、总线网络自愈能力比较强等特点，而且该方案的建设成本比较低，在方案中采用的通讯介质主要以同轴电缆、双绞电缆为主，网络通讯速率可以达到5Mbps，是我国地铁站内常采用的网络配置方案。

3.2 以太网网络配置方案

在采用以太网方案的过程中，其与总线网络的建设原理基本一致，但相比较总线网络方案而言，以太网方案主要具有如下几个方面的优势，以太网方案是采用以太网的接入方式来实现网络控制的，以太网方案具有网络自愈能力较强、一网到底的特点[5]。但是，该方案的建设成本比较高，方案建设中采用的网络通讯介质主要以以太网为主，同时还需采用工业以太网的标准协议，方案中需应用到工业交换机，虽然该方案的成本比较高，可通讯速率是比较可观的，大约在100Mb

ps左右。因此，在实际的选择上，需要根据地铁实际的规模的大小，选择合理的方案，才能够进一步促进地铁的良好运行。

4 地铁环境下监控设备的BAS方案

车站BAS方案建设主要是通过车站两端设置的冗余PLC控制器与网络配置相结合，主要分为PLC控制器与总线网络控制层、PLC控制器与工业以太网等两种BAS方案。BAS系统在地铁环境下的监控对象有很多，具体监控对象如图1所示。

4.1 PLC控制器与总线网络控制层的配置方案

该方式是需要分别在车站两端的环控电控室各设置冗余PLC控制器，车站两端的PLC控制器分为一主一从，将靠近综合控制室一端的作为主控制器，另一端的作为从控制器。该方案的建设理念是通过总线将车站两端的PLC控制器的各个远端I/O以及智能通信设备和站内一些小型的控制设备、控制器等设备统一接入车站现场交换机[6]。如通风空调设备、电扶梯、给排水设备、水冷设备、安全照明灯等与火灾报警和在火灾情况下使用的机电设备。在车站内监控系统中采用的FAS系统以及BAS控制器都存在接口，实现在车站发生火灾的情况下，FAS系统将火灾模式命令下发到BAS控制器，在此情况下BAS控制器将运转模式转为火灾模式，并且启动相关的机电设备等。

4.2 PLC控制器与工业以太网的配置方案

该方案主要是将工业以太网应用到车站BAS系统构建中，实现BAS系统的地城网络系统。该方案的主要原理是将车站两端的环控电控室、站内车控室以及其他的设备附近设立工业以太网的交换机，组成一个光纤互联的工业以太网通讯系统。在车站内监控系统中采用的FAS系统以及BAS控制器都存在接口，实现在车站发生火灾的情况下，FAS系统将火灾模式命令下发到BAS控制器，在此情况下BAS控制器将运转模式转为火灾模式，并且启动相关的机电设备等。该系统在地铁站中广泛的应用，是地铁车站BAS系统发展的标志。

5 结束语

文章针对于地铁环境与设备监控系统方案进行了具体的分析和研究，通过文章的探讨，在地铁环境与设备监控方案的选择上，需要相关人员根据地铁的规模进行选择，并且在系统实际运行的过程中，应该对其进行良好的维护，才能够进一步确保地铁的良好发展。

参考文献

[1]张云飞.自动控制系统在地铁环境控制中的应用[J].城市轨道交通研究，2011（01）.

[2]邹强，沈涛，曲博，邱继红，魏宏基.地铁环境与设备监控系统运行模式分析与实现[J].城市轨道交通研究，2011（03）.

[3]滕君祥.广州地铁5号线环境与设备监控系统的调试[J].现代城市轨道交通，2009（06）.