張楠

（天津凱發(fā)電氣股份有限公司，天津 300392）

上世紀初，一些發(fā)達國家為了避免交通擁堵的問題，開始了地下鐵路建設方面的研究。目前，我國的軌道交通已經處于全面發(fā)展中，在此基礎上降低了對環(huán)境的污染。因為國內對地鐵交通建設發(fā)展的時間較短，環(huán)境與設備監(jiān)控（BAS）系統(tǒng)在以往的地鐵建設中并沒有得到全面的應用。國內第一條具備環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的地鐵即為北京的復八線，此線在1999年正式運行，至此以后，我國新建的很多地鐵交通都加設了環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)。伴隨地鐵交通建設的持續(xù)推進，我國的地鐵環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸趕超發(fā)達國家。以下將以依附于BAS系統(tǒng)地鐵車站的節(jié)能方案作為切入點，在此基礎上予以深入的探究。

1 環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)概述

環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)通過控制中心與車站二級管理。我國上級部門與車站級監(jiān)控功能通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現。環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)即綜合監(jiān)控機制中的一個分支系統(tǒng)，經各級的全面配合，進而達到環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的整體功能。環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控目標是以通風系統(tǒng)設備為基礎，監(jiān)控目標主要有下述幾方面：（1）通風系統(tǒng)。（2）給排水系統(tǒng)。（3）照明系統(tǒng)。（4）乘客導向系統(tǒng)。（5）自動扶梯。（6）電梯。

2 環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的價值

在過去的地鐵運營管理環(huán)節(jié)，對給排水、空調、導向、照明以及電扶梯等機電裝置基本都是通過人工形式予以監(jiān)管，只有個別裝置予以自動化設計，也就是獨立設計系統(tǒng)，并未予以整體的集成。過去的管理形式，管理程度相對偏低，且需要大量的人工操作，響應速率慢，無法實現系統(tǒng)間的自動化全面管理。

地鐵環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，在一定程度上縮減了維護工作者巡視的時間，進而從根本上深化了工作的有效性；且在發(fā)生災害事故時，相關救助系統(tǒng)可以在第一時間做出反應。地鐵環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的主要價值包括下述幾方面：（1）在一般工作狀態(tài)中，環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)依附于時間表及工藝自動對環(huán)境裝置予以整體的模式控制，進而確保相關控制裝置的穩(wěn)定運行。（2）在發(fā)生列車阻塞等事故時，可以第一時間進入災害模式，這會有效的避免事故或第一時間進行救援。

3 地鐵耗能研究

伴隨各類系統(tǒng)及設備的大量應用，電能消耗已成為影響地鐵運營成本的主要內容。相關資料顯示，地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)的能耗為地鐵運營成本的百分之三十，在歐美等發(fā)達國家，部分十公里左右的地鐵線路總的耗電量為每公里每小時七百四十五千瓦，其中用于地鐵環(huán)境控制的電量超過了每公里每小時二百九十八千瓦，有的超過了牽引電客車的能耗。通過上述我們不難看出，對地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)的機電與自動化設備予以智能控制優(yōu)化會節(jié)約大量能耗。節(jié)能為當今社會需要共同肩負的重要任務，因此可通過前沿科技，在確保運行穩(wěn)定的基礎上，予以有效的節(jié)能措施，進而控制成本，這已是環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)設計過程中的首要任務。

4 依附于環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)能方案

在系統(tǒng)的設計過程中，用于通風的設備要融入變頻變風量技術，通過此技術，節(jié)能效果得到顯著的改善。而且，變頻調速能夠降低對機械裝置的磨損程度，進而增加裝置的使用壽命，可以有效縮減裝置的維護費用，同時還可以降低噪聲對環(huán)境的影響，緩解裝置在起動過程中電流對電網的影響。所以，擇取變頻技術受益較大。在實際控制過程，通過環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)予以室外溫度分析，在此基礎上依附于實際情況，對風機實施變頻控制，因此減少能耗。

可采用變風量空調系統(tǒng)。變風量空調系統(tǒng)具有節(jié)能及靈活等優(yōu)點，較之中央空調系統(tǒng)收益顯著，目前變風量空調系統(tǒng)已成為行業(yè)研究的側重點。地鐵車站擇取變風量空調系統(tǒng)能夠有效的節(jié)能，不過因為地鐵站中的環(huán)境具有多元化特性，因此會對系統(tǒng)產生一定的干擾，未達到穩(wěn)定控制的目的。所以，需要我們開發(fā)有針對性的控制方式，進而確保系統(tǒng)的節(jié)能性與穩(wěn)定性。

針對于集中冷站的設計。我們可選擇集中制冷技術，同時予以分散供冷的控制方法，臨近的車站集中構建冷凍機房,依附于車站間的區(qū)間隧道設置冷凍水管，通過泵的能量輸送把冷凍水傳輸到各車站。所有集中冷站都能夠供應附近的五個車站。集中制冷技術要選擇大容量機組，盡可能控制機組臺數，這樣不僅可以從根本深化運行有效性，同時還可以縮減車站的建筑面積，并能夠控制進出水管、閥門以及電纜等設備的使用量，因此直接降低單位造價。

為了有效的控制能耗，地鐵冷水機組內的控制基本都對運行臺數予以控制，目的是促使運行的機組臺數可以達到系統(tǒng)負荷的基本要求，同時使機組可以長時間、高效的運行。在過去的一些工程資料中，很多地鐵車站都通過冷量控制冷水機組的運行臺數，這是現階段最為科學、節(jié)能的一種控制措施。一個車站通過兩臺大機組兩臺小機組所構成，經時間段的控制，能夠分為高峰期與非高峰期兩個時間段，經大小組合以及臺數組合的措施予以供冷，這能夠從根本節(jié)約浪費。

時間表控制技術。在地鐵運行環(huán)節(jié)，客流為波谷型狀態(tài)，通常早晚高峰時客流量較大，所以時間表控制即為現階段環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)中較為常用的節(jié)能控制方案，環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)經系統(tǒng)中的時間表對設備予以控制。在時間表控制狀態(tài)下，相關工作者也能夠依附于客流的實情對時間表予以調整。

季節(jié)模式控制技術主要為控制空調通風系統(tǒng)的風機頻率與風閥的結構性模式，依附于季節(jié)變換預先設定相匹配的模式，因此調節(jié)溫度，夏季擇取空調季小新風模式，此模式下，為了控制站內冷量流失，所以要科學的利用室內回風，空調通風系統(tǒng)擇取最小新風予以站內的空氣交換，通過少量新風混合回風運行。此狀態(tài)下，環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)經連鎖控制冷水機組、回風閥以及新風閥，把部分回風傳輸至車站外，另一部分回風再與新風混合，利用表冷設備冷卻后予以送風處理。

空調季全新風模式大多適用于春夏以及夏秋等季節(jié)更替期，也可以利用時間表予以時間的設置，全新風模式是完全開啟新風閥與排風閥，不利用站內回風閥予以回風，新風經新風閥傳輸至表冷設備予以制冷，在公共區(qū)完成熱交換后，直接經排風閥排出。

在站外溫度不超過站內溫度的狀態(tài)下，即為非空調季，通常為冬季，冷水機組會完全關閉，外界空氣經新風閥傳輸到車站，在此基礎上利用排風閥予以排出。

Enthalpy自動控制技術。Enthalpy即為空氣內所含有的總熱量，以干空氣單位質量為基礎。這是一種溫度與濕度的整體表示方式。在環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的設計過程，經空氣焓值分析，不但能夠把站內溫度調節(jié)至人體舒適的溫度，同時還能夠依附于分析數據擇取相應的模式，因此達到節(jié)能的目的。Enthalpy技術較之上文所提及的時間表控制更具有同步性，可以精準的依附于外界溫度變化進行相應模式的選擇。

5 結語

綜上所述，地鐵環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，在一定程度上縮減了維護工作者巡視的時間，進而從根本深化了工作有效性；且在發(fā)生災害事故時，相關救助可以在第一時間做出反應。地鐵環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的主要價值包括：在一般工作狀態(tài)中，環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)依附于時間表及工藝自動對環(huán)境裝置予以整體的模式控制，進而確保相關控制裝置的穩(wěn)定運行；在發(fā)生列車阻塞等事故時，可以第一時間進入災害模式，這會有效的避免事故或第一時間進行救援。而由于地鐵環(huán)控系統(tǒng)的復雜性和特殊性，對車站設備監(jiān)控系統(tǒng)的控制與樓宇自動化系統(tǒng)具有較大的差異，在硬件的配置與軟件功能上有一定的特殊性，所以，在未來地鐵的建設過程中，要依附于地鐵的實情，科學的配置系統(tǒng)，進而從根本上深化系統(tǒng)功能，全面加強地鐵節(jié)能方案的有效性。

參考文獻：

[1]顧偉華，畢湘利.建設安全、可靠、高效的城市軌道交通網絡[J].城市軌道交通研究,2016,(05):24-28.

[2]主持人,《城市特刊》記者于小航,特約嘉賓：同濟大學教授、博士生導師朱合華.地鐵怎樣對付災害[N].新華每日電訊,2014,(03):36-37.

[3]周海君,鄒偉.軌道交通環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)程序優(yōu)化方案應用研究[J].城市軌道交通研究,2015,(04):32-40.

[4]劉濤,王生海,孫林娜.軌道交通工程建設中的遠程監(jiān)控及風險管理[J].地下空間與工程學報,2016,(05):67-71.

[5]劉英杰,那艷鈴.淺議CFD技術在地鐵環(huán)控系統(tǒng)設計中的應用[A].中國土木工程學會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集[C].2014,(01):16-18.