苏州市轨道交通一号线工程控制大楼智能化系统设计特点

夏熔静，严瑾

XIA Rong-jing1，YAN Jin2

（苏州设计研究院股份有限公司1，苏州园林设计院有限公司2）

（Suzhou Design Research Institute Limited by Share Ltd1，Suzhou Landscape Design Institute Co.，Ltd2）

苏州市轨道交通一号线工程控制大楼智能化系统设计特点

夏熔静1，严瑾2

XIA Rong-jing1，YAN Jin2

（苏州设计研究院股份有限公司1，苏州园林设计院有限公司2）

（Suzhou Design Research Institute Limited by Share Ltd1，Suzhou Landscape Design Institute Co.，Ltd2）

本项目智能化系统设计按甲级智能建筑的标准设置，具有较高的实用性，充分考虑了项目整体弱电系统所涉及的各个子系统的集成和信息共享，保证弱电系统总体结构的先进性、合理性、可扩展性和兼容性；系统充分考虑标准化和模块结构化，层次分明，以便于系统的不断扩充和管理维护；能够适应多功能的要求，讲究便利性和舒适性；具有极高的安全性、可靠性和容错性和较高的性价比。

模块结构化；集成性和可扩展性；实用性和先进性；安全防范性

1　引言

苏州市轨道交通一号线工程控制中心大楼基地位于苏州市干将西路与广济路交叉口的西北角，与一号、二号线换乘站——广济路站合建，一号线与二号线的联络线穿越地块。干将西路为东西向，规划道路宽40m；广济路为南北走向，道路规划宽32m，基地东面为菱塘园城市绿地，西面为规划支路，道路宽14m，基地内有一条河道由东至西从场地北部穿过。建筑分为裙房和主楼两部分，1～7层为轨道交通控制中心OCC用房。8～23层为轨道公司行政办公和运营部分用房。地下3层为大楼停车和辅助设备用房。建筑整体布局与周边环境和谐统一，造型简洁明朗，主楼与辅楼的两部分相互呼应。建筑立面力求表达吴文化精致与细腻。框架和竖向的玻璃幕墙、横向铝合金百叶不同尺度之间达到了一种完美和谐。

在整个智能化系统的规划设计建设过程中，始终遵循和贯彻以下原则：

1）实用性和先进性：系统设计尽量采用当前国际国内流行和成熟的技术或标准；系统设置既强调先进性也注重系统设置的经济效益，达到综合平衡。

2）集成性和可扩展性：智能建筑系统设计遵循全面规划和分步实施的原则，考虑全面和周到，注意预留和预埋到位，并有充分的余量，以适应将来发展的需要。

3）充分考虑本项目整体智能建筑系统所涉及的各个子系统的集成和信息共享，保证智能建筑系统总体结构的先进性、合理性、可扩展性和兼容性，可以集成不同厂商不同类型的先进产品，使整个智能建筑系统可以随着技术的发展和进步，标准化和模块结构化不断得到充实和提高。

除了系统的设计依照国家和地区的有关标准外，还须根据本项目智能建筑系统总体结构的要求，做到各个子系统结构化和标准化，并综合体现出当今的先进技术；各系统符合当前国际国内的相关主要技术标准和协议，以保证系统的开放性、兼容性和可扩展性，从而保护业主的投资；系统有明显的层次结构性，以便于系统的不断扩充和管理维护。

4）便利性：能够适应多功能的要求，讲究便利性和舒适性，达到提高工作效率、节省人力和能源的目的；对于来自项目内外的各种类型的信息予以收集、处理、存储、运输、检索，为中心内人员提供最有效的信息服务和一个高效、舒适、便利和安全的办公环境。

5）安全性：智能建筑系统设计遵循国家关于政府项目建设的安全保密要求，本项目的智能建筑系统具有极高的安全性，可靠性和容错性，各个系统考虑充分的安全防范性，以防止非法人员和系统的入侵，保护数据和系统的安全。

2　通信网络系统

2.1系统构成

苏州轨道交通一号线信息网络系统通过百兆光纤接入到电信猫上，通过两根网线连接至防火墙，防火墙的4个接口（一个连接外网，一个连接内网，一个作为两个防火墙之间Failover），两个防火墙分别用一根网线连接至核心交换机的主和备HSRP，核心交换机通过千兆光卡连接控制中心楼层接入交换机，两台核心交换机通过万兆光模块连接数据中心的汇聚交换机（HSRP，汇聚交换机下联至存储、小机、PC服务器），两台核心交换机通过万兆光模块下联至骨干路由器（HSRP），骨干路由器通过万兆光模块连接至车站汇聚交换机和车辆段汇聚交换机。车站和车辆段汇聚交换机通过千兆光模块连接至下面的接入交换机，两台相同设备之间连接心跳线。

图1　网络服务器机房

2.2主要配置（见图1）

防火墙：NAT，ACL，Failover；核心层交换机：ACL，三层交换，HSRP，DHCP等；骨干路由器和交换机：HSRP，DHCP等。

3　信息网络系统

整个局域网络采用三层结构（外网接入设备、核心层、汇聚层、接入层），配置高速防火墙用于广域安全考虑、高速缓存用于缓解Internet出口流量压力。配置入侵检测和防御系统增强的系统的安全性，并配置接入层交换机分布在各个区域，方便楼层终端用户接入。四层结构配置简要如下。

3.1外网接入设备

布设在控制中心二层机房，通过两台防火墙连接电信猫，提供整个苏州轨道交通一号线接通外网的功能，并配置NAT，ACL，Failover提高网络的安全性。

3.2核心层

布设在控制中心二层机房，是整个苏州轨道交通信息网络的中央枢纽设备。核心层设备损坏，将影响整个轨道交通控制中心计算机网络通信。鉴于其重要性，采用冗余线路和冗余核心交换机。

3.3汇聚层

4台布设在控制中心二层机房，2台作为车站接入交换机的个核心设备，2台作为数据中心的核心设备，另外2台布设在车辆段办公培训楼北楼二层机房，作为车辆段接入交换机的核心设备，上联至控制中心的核心设备。汇聚交换机作为车站、数据中心、车辆段接入设备的网关设备，因考虑其重要程度，采用冗余线路设计和冗余汇聚交换机。

3.4接入层

布设在车站信息机房、车辆段弱电间和控制中心24层弱电间，负责具体终端用户信息接入，并上联到汇聚层交换机。当接入层交换机损坏时，会影响办公效率和办公速度，因此采用双链路接入到两个核心交换机。

4　火灾自动报警系统

4.1本工程设置火灾探测及报警系统

该系统包括下列设施：

1）设置在一层的消防控制室（见图2、图3）；

图2　监控设备机柜

图3　消防监控室

2）手动报警按钮；

3）设置在办公及设备用房的感烟探测器、设置于地下停车场的感温探测器；设置于电缆竖井、电缆桥架等处可恢复缆式线型定温火灾探测器；

4）设置于所有中央空调系统回风风机吸引端的风管感烟探测器；

5）火灾显示盘及火灾警铃；

6）按防火分区设置火灾应急广播；

7）手动报警按钮及智能型消火栓起泵按钮；

8）消防电话系统；

9）在400V开关柜馈线回路中设置漏电火灾报警探测器；

10）输入输出模块用以监控专用火灾报警设备。

4.2消防控制室监视功能

1）监视控制中心专用火灾报警设备的运行状态；

2）监视控制中心火灾报警，并显示报警部位；

3）显示控制中心防火分隔的防火卷帘的工作状态；

4）显示各排烟风机、正压风机、补风风机、防火阀、防烟防火阀的工作状态；

5）显示消防泵、喷淋泵、增压泵的启、停、故障状态信号；

6）显示各气体灭火区域的预报警、报警、故障、手/自动位置、气体释放等信号；

7）显示水流指示器、信号碟阀的状态信号。

4.3消防泵的联动控制

1）室外消火栓增压泵控制：由压力传感器控制低压力时开泵，高压力时停泵，消防控制室强行启动，就地启动；

2）室内消火栓增压泵：由室内消火栓箱内的消防水泵启动按钮控制开泵，也可由消防控制室强行启动，就地启动；

3）室内喷淋消防增压泵：由湿式报警阀的压力开关启动开泵，也可由消防控制室强行启动，就地启动；

4）高区喷淋消防接合器接力增压泵：由消防控制室强行启动，就地启动。

4.4参与消防用风机联动控制

1）排风兼排烟风机的控制：机械排风兼排烟系统 ，平时排风，火灾时高速排烟，当烟气温度达280℃时，排烟阀（常开阀）关闭，同时连锁相应的排烟风机停机；

2）排烟风机：由消防中心手动/自动启停，并可由排烟口（阀）开启连锁启动；

3）正压送风机的控制：火灾时消防控制室电动启动加压风机，火灾后由消防控制室电动关闭；

4）前室及合用前室加压送风：火灾时由消防控制室电动打开开启着火层及上一层风口加压送风口，同时加压送风口连锁启动相应的正压送风机；火灾后由消防控制室电动关正压送风机，前室加压送风口就地手动复位。

4.5电梯的联动控制

通过输出模块，火灾时给信息电梯系统按照预定控制模式使电梯运行到安全层。

4.6防火卷帘的联动控制

防火卷帘两侧，设置火灾探测器组及其警报装置，火灾时控制防火卷帘的自动下降。

4.7切除非消防电源的联动控制

根据电气专业提供资料要求。按照防火分区的划分，火灾时切除相应区域的非消防电源（一级负荷除外）。地下3层至地上8层非消防电源变电所低压柜馈线处（非消防电源馈线开关处）完成非消防电源切除；地上9层～23层非消防电源为树干式供电，在现场母线槽插接开关后非消防低压配电柜进线处完成非消防电源切除。

4.8火灾事故照明及疏散指示系统的联动控制

在大楼走廊、楼梯间及其前室、消防电梯前室、变配电室、水泵房、设备机房、安防室、消防控制室等地方设置，具体由电气专业实施。

4.9气体灭火系统的联动控制

气体灭火系统一次报警、二次报警、气体释放、故障信号、手动/自动状态信号的接口在各气体灭火保护房间气体灭火系统FACP控制盘实现通信接口。

4.10漏电火灾报警系统

在监控配电系统中漏电电流和温度非正常升高情况在防范电气火灾的发生方面起着非常重要的作用。

漏电火灾报警系统应具有下列功能：探测漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线地址，监视故障点变化；储存各种故障和操作实验信号，信号存储时间不应少于12个月；显示系统电源状态。

5　安全防范系统

本工程采用综合式安防系统。在一层设1层FAS、BAS、ACS系统监控室。主要包括如下5个子系统：闭路电视监控系统；防盗报警系统；无线电子巡更系统；无障碍报警系统；无线对讲系统。

5.1闭路电视监控系统

监控苏州轨道交通控制中心内公共区域及重要出入口的情况，并通过录像设备对图像信息进行保存，以备日后查看，有效防止各类罪案和财务损失，保护人员安全。在中心控制机房设有电子地图，并可实时观察整个轨道交通控制中心的主要通道、重要公共区域、重要展览参观场所等位置的图像。矩阵切换控制主机可对前端摄像机的云台或变焦镜头进行控制，能对图像进行手动切换、时序切换、具有联动控制功能。主要技术数据指标如下。

1）闭路监控系统数字保存图像的质量要求为：中等图像档次，实时录像每小时约为150M左右，动态检测录像每小时约0～100M左右。

2）图像的水平清晰度彩色高于270线，黑白高于400线。系统图像质量在五级损伤制评审时，达到4级。系统在低照度使用时，监视画面达到可用图像，其系统信噪比不低于25dB。系统的各种视频信号，在监视器输入端的电平值为1Vp-p+/-3dB。系统图像质量的随机信噪比大于37dB。系统所采用设备的视频输入和视频输出阻抗以及电缆的特性阻抗为75Ω。

3）摄像机技术指标：室内一体化快球：16倍光学变焦，分辨率大于450线（彩色）；室外一体化快球：22倍光学变焦，8倍电子变焦；分辨率500线；最低照度0.05lx，自动180°反转；室外固定黑白摄像机：分辨率570线；最低照度0.08lx；室内固定彩色摄像机：分辨率480线，最低照度0.9lx。

5.2防盗报警系统

由各种探测器（双鉴探测器、震动探测器、玻璃破碎探测器、手动报警按钮、无线探测器等）和控制主机组成，对轨道交通控制中心所有外门、展厅、通道、展柜进行立体的防范。控制主机可对各探测器进行控制，收集保存各防区内的信息，一旦被触发即可报警。防盗系统可与110联网，并与其他系统进行联动。

6　综合布线系统

6.1综合布线系统功能

苏州轨道交通控制中心新馆的综合布线系统覆盖以下各部分功能：

1）涉及计算机网络互联的计算机系统以及各类计算机外部设备等；

2）涉及电话通信系统（如电话、传真、电话会议的控制站点设备等）；

3）智能弱电系统其它子系统符合互联网通讯协议的设备提供信息传输基础通道。

6.2结构化综合布线系统的整体结构

由6个独立的子系统组成，系统整体结构采用国际标准的PDS系统三级星型结构，可使任何一个子系统独立地进入结构化综合布线系统中，其6个子系统分别为：工作区子系统， 水平子系统，管理区子系统，干线子系统，设备间子系统，建筑群子系统等。整个PDS系统的解决方案如下：

1）语音水平线采用6类四对非屏蔽双绞线；

2）数据水平线采用6类四对非屏蔽双绞线；

3）语音主干线采用5类非屏蔽大对数铜缆；

4）数据主干线采用千兆多模光纤；

5）配线系统全部采用符合PDS系统相关标准的配线系统。

图4　空调机房现场及传感器

7　建筑设备监控系统

本次建筑设备监控系统采用分布集散控制型DDC控制系统，系统总体构架采用两层网络构架，系统管理中央和现场DDC采用以太网直接通信，现场传感器和控制设备采用控制线或通信线缆连接到DDC。变电所、EPS、风冷热泵、UPS等带通信接口的设备以采用智能硬件网关方式接入环境与设备监控系统；火灾自动报警系统、智能照明系统、VRV空调机组等通讯设备或系统直接通过网络和环境与设备监控系统工作站通信交换数据。智能照明控制设立智能照明子系统，系统采用国际标准ISO/IEC14543-3总线将所有的元器件连接起来，每个元器件均可独立工作，同时又可通过智能照明系统工作站进行集中监视和控制。

7.1EPS/UPS系统

进线电源状态监视；电气参数状态（开关状态、报警、运行）；故障报警。

7.2智能照明系统

运行/停止状态监视；传感器状态。

7.3精密及VRV空调系统

运行/停止状态；故障报警；风机开关状态；制冷、热水、电加热状态；加湿、除湿状态；告警蜂鸣、过滤网堵塞状态。

7.4暖通、通风空调系统

排风风机、补风机、空调机组（见图4）、新风机组的运行/停止状态、故障报警、手/自动状态信号；风机启/停控制；动态平衡电动二通调节阀、电动调节式风门执行器的阀门开度反馈和阀门开度调节。

7.5给排水系统

生活水箱的超声波液位监视；生活给水增压泵（变频）的运行/停止状态（见图5）、故障报警、手/自动状态信号；水泵启/停控制；集水泵的高水位报警、低水位报警；排水泵的运行/停止状态、故障报警、手/自动状态信号；水泵启/停控制。

7.6电（扶）梯设备

电梯状态监视：运行/停止、故障报警、楼层显示、上/下行状态、开/关门 状态；扶梯状态监视：运行/停止、故障报警、上/下行状态、维修状态、急停状态、盖板防盗。

8　智能照明系统

8.1智能照明系统组成

智能照明控制系统，通常可以由3部分组成：模块部分（包括调光模块、开关模块）；现场控制部分（包括控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、编程插口、时钟管理器）；监控，调试部分（包括调试软件，手持式编程器和PC监控机）。将上述各种具备独立功能的模块用一根5类四对数据通信线手牵手联接起来组成一个控制网络，其典型系统如图6所示。

8.2智能照明控制系统的定义及作用

智能照明控制系统是照明控制方式的一种，它通过全数字、模块化、分布式的系统结构，采用五类控制线将系统中的各种控制功能模块及器件连接成照明控制网络，作为整个建筑物自动化管理系统（BA系统）的一部分，既可以作为一个子系统通过网络软件接口接入BA系统，也能作为独立系统单独运行，在照明控制实现手段上更专业更灵活，可实现对照明的集中开关控制，是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。

采用智能照明控制系统后，可使照明系统运行在全自动状态，系统将按预先设置切换若干个基本工作状态，通常为“白天”、“晚上”、“安全”、“清洁”、“周末”和“重要节假日”等，根据预设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。还可用手动控制面板，随意改变各区域的光照度。

对于公共区域照明，则可根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使来宾产生新颖的视觉效果。

图5　生活给水变频增压控制柜

9　有线电视系统

系统一般由前端设备、干线传输系统、用户分配网络等组成。本系统设计大楼内有线电视网采用同轴电缆传输，CATV干线采用RG11，分支器引至用户终端均采用RG6。整个系统设计要能充分满足图像和声音的高质量传输和接收，尽量减少噪声对用户端的干扰，提高信道的清晰度，达到四级及以上质量标准。

选择适宜的分配链路，使用户终端电平满足（65±5）dB，邻频电平差≤2dB，系统电平差≤12dB，系统载噪比>43dB，组合三次差分比≥54dB。

为适应现代化信息通信网络的要求，满足今后数据传输及系统扩展的需要，设备选型都选用能够达到双向传输需要的设备。宽频放大器、混合器输出带宽可达860MHz，分支器、分配器、传输线缆等输出带宽可达1GHz，分支分配隔离度>30dB。

有线电视干线选用SYWV-75-9电缆，使主干衰减较小；主干到各分支分配器也选用SYWV-75-9 电缆，分支到用户选用SYWV-75-5电缆，充分满足电平的要求。

图6　典型控制网络系统柜图

10　结束语

苏州市轨道交通一号线工程控制大楼智能化系统设计按甲级智能建筑的标准设置，具有较高的实用性，充分考虑了项目整体弱电系统所涉及的各个子系统的集成和信息共享，保证弱电系统总体结构的先进性、合理性、可扩展性和兼容性；系统充分考虑标准化和模块结构化，层次分明，以便于系统的不断扩充和管理维护；能够适应多功能的要求，讲究便利性和舒适性；具有极高的安全性、可靠性和容错性；具有较高的性能价格比。

Design Features of the Intelligent System of the One Line Project of Suzhou Metro Line 1

the structural integration of the module； the practicability； the advanced； security precaution

【 Abstract】 The intelligent system design according to the intelligent building of the grade a standard setting， has high practicability， take full account of the involved in the project as a whole weak current system of each subsystem integration and information sharing， which guarantees that the weak electricity system of the overall structure of the advanced and reasonable， expansibility and compatibility； system to give full consideration to the standardization and modular， structured， in order to safeguard for the system and the expansion of management；to adapt to multi functional requirements， and to emphasize the convenience and comfort， with high safety， reliability and fault tolerance； has the higher performance price ratio