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        基于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS系統(tǒng)的一鍵開關站方案研究

        2022-05-09 08:56:40王孟強
        運輸經(jīng)理世界 2022年19期
        關鍵詞:卷簾門開關站扶梯

        王孟強

        (廈門軌道交通集團有限公司,福建 廈門 361000)

        1 背景及概述

        截至2020年底,全國共有44個城市開通運營城市軌道交通線路,運營里程約7545.5km。在城市軌道交通行業(yè)持續(xù)發(fā)展的過程中,各地鐵公司對運營人員的服務質(zhì)量要求越來越高,站務人員和管理人員的壓力越來越大。目前,地鐵早間開站和晚間關站均是由站務及安保人員手動執(zhí)行,在檢查現(xiàn)場設備狀態(tài)正常后,手動開啟和關閉相關設備。此種開關站方式效率較低,隨著客流的增加,地鐵早、晚高峰可能出現(xiàn)動態(tài)調(diào)整,運營人員的管理效率亟待提高。

        2 傳統(tǒng)開關站模式與一鍵開關站模式的對比分析

        2.1 傳統(tǒng)開關站模式分析

        目前國內(nèi)大部分地鐵PIS、PA、AFC等系統(tǒng)均獨立開關機控制模式,電梯、扶梯、出入口卷簾門未對BAS開放遠程開、關機控制接口功能。站務人員在開關站時,均需要到現(xiàn)場確認每一臺電梯、扶梯、卷簾門設備狀態(tài)正常后,再逐一對其進行開機和關機。一個流程下來至少需要30min,大型換乘站的開關站時間可能更久。地鐵PIS、AFC系統(tǒng)由各自系統(tǒng)服務器進行定時開機與關機,未與PA、照明、電梯、扶梯、出入口卷簾門等進行聯(lián)動,出現(xiàn)上述情況的主要原因是,在設計階段未明確PIS、PA、AFC、AFC、卷簾門、電梯、扶梯等系統(tǒng)需提供接口控制功能,給運營后期的維護管理與客運組織造成極大困擾。

        2.2 一鍵開關站模式分析

        通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS采集相關接口系統(tǒng)設備狀態(tài)信息,同時增加接口控制功能,最后由綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)一鍵開關站場景模式聯(lián)動。站務人員在車控室ISCS人機界面執(zhí)行一鍵開關站操作,同時結(jié)合CCTV視頻畫面進行安全確認,即可實現(xiàn)開關站管理,大大縮減開關站時間,減少人力成本。

        2.3 兩種模式對比分析

        在傳統(tǒng)模式下,站務人員通過人工開關站時間較長,工作效率較低,且容易出錯。基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)和BAS的一鍵開關站模式,徹底解決了運營在開關站過程中遇到的困擾。

        此種模式高度融合地鐵客運組織的管理理念,結(jié)合單一控制點、多設備聯(lián)動控制點、可控時間的功能,極大提升了車站開關站的正確率,縮短了站務人員開關站時間,單個流程最多只需要4min就可以完成,提高了運營管理的效率?;诰C合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS的一鍵開關站模式,1個標準站每年可節(jié)約安保人員工時成本約5萬元,1條地鐵標準線路(按26站考慮),每年可節(jié)省人力成本130萬元。

        3 設計思路與方案

        針對國內(nèi)地鐵目前存在的開關站問題,筆者對原設計方案進行優(yōu)化,增加ISCS與PIS、AFC的接口控制功能,增加BAS與電梯、扶梯、出入口卷簾門的接口控制功能,最終通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)一鍵開關站管理功能,下面是具體設計思路和方案。

        3.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)

        綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)是一個高度集成的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng),通過集成車站級環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災自動報警系統(tǒng)(FAS)、綜合自動化系統(tǒng)(PSCADA)等多個子系統(tǒng),互聯(lián)信號CCTV、PIS、PA、PSD、AFC等多個子系統(tǒng),形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件平臺和管理層軟件平臺,實現(xiàn)對地鐵主要機電系統(tǒng)設備的集中監(jiān)控和管理功能。圖1為ISCS接口示意圖。

        圖1 ISCS接口示意圖

        3.2 對綜合監(jiān)控系統(tǒng)與PIS、AFC、PA、CCTV接口功能進行優(yōu)化升級

        一是增加ISCS對PIS遠程開機和關機接口控制功能;二是增加ISCS對AFC遠程開機和關機接口控制功能;三是增加ISCS對PA一鍵開關站信息廣播功能;四是增加ISCS對CCTV群控、輪詢調(diào)用功能;五是增加ISCS對BAS接口控制點位(通過BAS控制卷簾門、電梯、扶梯開關機);六是增加ISCS對相關系統(tǒng)群控、場景聯(lián)動功能,采集聯(lián)動控制執(zhí)行結(jié)果信息。

        3.3 環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)

        環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)是地鐵車站級核心自動化控制系統(tǒng),通過與機電系統(tǒng)的接口,實現(xiàn)對車站級通風空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯、扶梯、人防門等系統(tǒng)進行車站級監(jiān)視和控制管理,同時采集現(xiàn)場環(huán)境溫度參數(shù),為運營提供輔助管理功能。

        3.4 對環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)與卷簾門、電梯、扶梯接口功能進行優(yōu)化升級

        一是增加BAS與電梯遠程開機和關機接口控制功能;二是增加BAS與扶梯遠程開機(上行與下行)和停梯接口控制功能;三是增加BAS與出入口卷簾門接口,實現(xiàn)對其遠程開關機控制功能,采集卷簾門開關機到位狀態(tài)及故障狀態(tài)信息;四是在出入口卷簾門內(nèi)側(cè)和外側(cè)增設紅外感應裝置,當感應到卷簾門下方有人或異物時,卷簾門自動停止,避免對人體造成傷害。

        3.5 一鍵開站場景聯(lián)動設計方案

        3.5.1 根據(jù)運營時間表,綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面在每天早上6∶30自動推圖彈出“一鍵開站”按鈕(該時間可根據(jù)運營管理要求進行靈活設置),同時發(fā)出聲光報警,提示站務人員即將執(zhí)行一鍵開站模式。

        3.5.2“一鍵開站”按鈕推圖提示后,站務人員須通過車控室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面先查看車站屏蔽門狀態(tài)是否正常;確認屏蔽門狀態(tài)正常后,點擊“一鍵開站”按鈕;ISCS自動聯(lián)動觸發(fā)PA系統(tǒng),公共區(qū)與設備區(qū)的PA設備循環(huán)播放預錄制的開站廣播(廣播內(nèi)容:各工作人員請注意,車站即將開啟,請勿乘坐扶梯,遠離卷簾門所在區(qū)域)。

        3.5.3 ISCS自動聯(lián)動PA系統(tǒng)播放開站廣播10s后,BAS自動聯(lián)動開啟照明系統(tǒng)(出入口飛頂照明與車站公共區(qū)照明),ISCS聯(lián)動觸發(fā)開啟站內(nèi)PIS屏幕,同時聯(lián)動開啟站內(nèi)閘機。

        3.5.4 PA系統(tǒng)播放開站廣播10s后,ISCS自動聯(lián)動CCTV系統(tǒng),調(diào)用站內(nèi)電梯、出入口及站內(nèi)扶梯的監(jiān)視畫面,在CCTV終端上進行顯示。站務人員確認電梯、扶梯上無異物后,在綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面,點擊彈出的“確認”按鈕,通過BAS遠程開啟電梯、扶梯。

        3.5.5 車站電梯、扶梯全部開啟后,綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過BAS自動聯(lián)動開啟各出入口卷簾門。

        3.5.6 ISCS收到所有系統(tǒng)均聯(lián)動成功后,綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面顯示“一鍵開站模式執(zhí)行完成”。圖2為一鍵開站場景聯(lián)動設計示意圖。

        圖2 一鍵開站場景聯(lián)動流程設計示意圖

        3.6 一鍵關站場景聯(lián)動設計方案

        3.6.1 根據(jù)運營時刻表,站務人員每天晚上完成清客后,綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面在23∶30自動推圖彈出“一鍵關站”按鈕(該時間點可根據(jù)運營管理要求進行靈活設置),同時發(fā)出聲光報警,提示站務人員即將執(zhí)行一鍵關站模式。

        3.6.2 一鍵關站按鈕推圖提示后,站務人員在確認完成清客的情況下,點擊“一鍵關站”按鈕,ISCS聯(lián)動觸發(fā)PA系統(tǒng),全站PA循環(huán)播放預錄制的關站廣播(廣播內(nèi)容:各工作人員請注意,車站即將關閉,請勿乘坐扶梯,遠離卷簾門所在區(qū)域)。

        3.6.3 ISCS聯(lián)動廣播10s后,BAS聯(lián)動關閉出入口卷簾門,ISCS聯(lián)動關閉PIS屏幕,同時聯(lián)動關閉站內(nèi)閘機。

        3.6.4 PA系統(tǒng)播放關站廣播10s后,ISCS自動聯(lián)動CCTV系統(tǒng);CCTV工作站輪詢顯示站內(nèi)及出入口電梯、扶梯視頻;站務人員通過視頻信息確認電梯、扶梯上無人、無異物后,在綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面,點擊“執(zhí)行當前操作”,關閉站內(nèi)電扶梯。

        3.6.5 電梯、扶梯全部關閉后,PA停止播放,BAS聯(lián)動關閉站內(nèi)照明系統(tǒng)。

        3.6.6 ISCS在收到所有系統(tǒng)均聯(lián)動成功后,綜合監(jiān)控人機界面顯示“一鍵關站模式執(zhí)行完成”。圖3為一鍵關站場景聯(lián)動設計示意圖。

        圖3 一鍵關站場景聯(lián)動流程設計示意圖

        4 具體實施方案

        文章結(jié)合綜合監(jiān)控系統(tǒng)、BAS與互聯(lián)專業(yè)接口方案、一鍵開關站場景模式及某地鐵換乘站一鍵開關站模式實施案例做進一步說明。每座地鐵車站設置一套BAS,通過設置在現(xiàn)場的RS485通信模塊,與電梯、扶梯、卷簾門之間采用標準的Modbus-RTU工業(yè)通信協(xié)議,通過設置在現(xiàn)場的DI/DO與AI/AO模塊,同步采集照明系統(tǒng)設備狀態(tài)信息和現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)(溫濕度、二氧化碳濃度),并對照明系統(tǒng)進行遠程開關機群控。在本實施方案中,BAS通過新增DI/DO硬線接口模塊,增加了對電梯、扶梯、卷簾門遠程開關機控制功能。BAS遠程I/O模塊通過以太網(wǎng)將采集到的數(shù)據(jù)傳送至車站大端的BAS,BAS再通過通信網(wǎng)關(采用Modbus-TCP/IP工業(yè)通信協(xié)議)與ISCS進行數(shù)據(jù)共享與交互。

        車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)了PIS、PA、CCTV、AFC、PSD等接口系統(tǒng),通過前置處理機(FEP),采用標準的Modbus-TCP/IP工業(yè)協(xié)議與上述系統(tǒng)進行通信,采集PIS、AFC、PSD設備狀態(tài)信息,車站CCTV視頻信息,再通過以太網(wǎng)將相關數(shù)據(jù)傳送至車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)實時服務器,綜合監(jiān)控服務器負責對這些數(shù)據(jù)進行集中處理。在本實施方案中,增加了ISCS對PIS、AFC一鍵開關機控制功能,增加了ISCS觸發(fā)PA一鍵開關站廣播信息功能,增加了CCTV對應電梯、扶梯輪詢顯示功能,通過ISCS與CCTV定義好的IP地址,分組調(diào)用CCTV對應電梯、扶梯視頻畫面。圖4為ISCS、BAS與互聯(lián)接口系統(tǒng)示意圖。

        圖4 ISCS、BAS與互聯(lián)系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)示意圖

        車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)服務器采集到所有接口系統(tǒng)的設備狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和CCTV視頻數(shù)據(jù)后,通過特定的組態(tài),分類,計算,設定早晚一鍵開關站時間表,同時結(jié)合車站整體建筑結(jié)構模型,將一鍵開關站功能形象地展示在綜合監(jiān)控人機界面,為站務人員提供更直觀、高效的管理手段。

        針對車站一鍵開關站管理,還可以結(jié)合車站環(huán)境工況做進一步優(yōu)化設計。比如,在空調(diào)季,早上開站之前,如果站內(nèi)溫度過高或者長時間未獲取新風,可以通過BAS自動聯(lián)動開啟車站通風空調(diào)系統(tǒng),使站內(nèi)溫度和空氣質(zhì)量達到設計要求,再進行開站,從而為乘客提供更舒適的乘車環(huán)境。目前,基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS的一鍵開關站管理功能已經(jīng)在廈門地鐵開始做試點,正在測試階段,筆者將繼續(xù)跟蹤和落實此功能在廈門地鐵線網(wǎng)的實施和運營情況。圖5為五緣灣站一鍵開關站人機界面。

        圖5 五緣灣站一鍵開關站HMI

        5 結(jié)語

        聯(lián)動與群控功能是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能之一,地鐵一鍵開關站功能可作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)管理模塊,嵌入在綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面,使綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮更強大的作用。目前,我國城市軌道交通已經(jīng)邁入一個全新的發(fā)展階段,地鐵已經(jīng)從簡單的保開通、重安全的基本需求,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿δ堋⒏哔|(zhì)量、高標準、高可靠性發(fā)展階段,未來一鍵開關站功能還可基于車站BIM技術,融合智慧車站、智慧地鐵理念,利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺的大數(shù)據(jù)、多系統(tǒng)聯(lián)動功能優(yōu)勢,為運營提供更加便捷、高效、優(yōu)質(zhì)的服務。

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