地铁监控系统方案,地铁监控系统方案及设计

BAS系统在地铁环境控制中的应用及实现？

随着祖国现代化的发展，新型城市交通——地下铁道的建设方兴未艾。应用不断发展的自动化技术，对地铁机电设备尤其是环控设备进行集中控制、管理，为地铁环控设备科学、高效的运行提供了可能，同时保障了地下环境的安全、舒适。本文对广州地铁一号线车站设备监控系统（BAS系统）环控设备的自动控制方案及具体实施办法进行了具体的阐述，并做了进一步的探讨。

1 概述

广州地铁一号线共有14个地下车站、2个地面车站和一座地铁控制中心（OCC）大楼，全长18.6公里，采用了集散控制系统（DCS）对地铁全线环控设备及其它车站机电设备进行集中监控，由于引进了楼宇控制概念，地铁车站设备监控系统亦被称为BAS（Building Automation System）系统。广州地铁一号线采用美国CSI公司的I/NET2000系统对全线环控系统进行监控，并对全线车站的扶梯、给排水设备、应急电源进行监视报警。

2 BAS系统在地铁环控中的作用及功能

2.1. 地铁BAS系统在地铁环控中的主要作用：

控制全线车站及区间的环控及其它机电设备安全、高效、协调的运行，保证地铁车站及区间环境的良好舒适，产生最佳的节能效果，并在突发事件（如火灾）时指挥环控设备转向特定模式，为地铁乘车环境提供安全保证。

2.2. 广州地铁一号线BAS系统主要功能：

(1) 监控并协调全线各车站及OCC大楼通风空调设备、冷水系统设备的运行。

(2) 监控并协调全线区间隧道通风系统设备的运行。

(3) 对车站机电设备故障进行报警，统计设备累积运行时间。

(4) 对全线环境参数（温、湿度）及水系统运行参数进行检测、分析及报警。

(5) 接收地铁防灾系统（FAS系统）火灾接收报警信息并触发BAS系统的灾害运行模式，控制环控设备按灾害模式运行。

(6) 通过与信号ATS接口接收区间堵车信息，控制相关环控设备执行相应老缓命令。

(7) 紧急状况下，可通过车站模拟屏控制环控设备执行相关命令。

(8) 监视全线各站及隧神缓道区间给排水、自动扶梯等机电设备的运行状态。

(9) 管理资料并定期打印报表。

(10) 与主时钟接口，保证BAS系统时钟同步。

3 BAS系统对环控设备的监控原理及内容：

3.1. 环控系统组成：

大系统——车站公共区（站厅/站台）通风空调系统；

小系统——车站设备用房通风空调系统；

水系统——地下站冷水机组系统；

隧道通风系统——执行隧道区间正常及紧急情况下通风排烟工况的环控子系统。

3.2. BAS系统监控点数的配置：

以陈家祠站为例，纳入BAS监控的环控设备总数约100台（包括风机、风阀和水系统设备等），环控监控总点数约430点（包括温湿度等参数检测约60点），车站监控点数分布情况如下：

(1) 隧道通风系统 ：BAS系统对4台隧道风机及联动风阀、两台推力风机和组合风阀进行监视控制，监视风机过载故障报警信号，检测两端隧道入口温湿度，共计点数DO 20点、DI 28点，AI 8点

(2) 车站大通风空调系统：BAS系统对空调机、新风机、回排风机及联动风阀和调节风阀等设备进行监视控制，监视风机过载故障报警信号，检测新/排/混/送风及站厅/台温湿度，控制组合风柜出水二通阀开度来调节空调器送风温度，共计DO 44点、DI 72点，AI 30点、AO 4点

(3) 车站小通风空调系统：BAS系统对空调机、送/排风机及联动阀、调节阀监视控制，检测设备/管理用房温湿度，控制小空调器出水二通阀开度来调节相关设备房的温度，共计DO 41点、DI 41点，AI 17点、AO 3点

(4) 车站水系统：通常情况，每个地下车站配有两台离心机组和一台活塞机组（匀由美国开利公司提供），对离心机组BAS系统仅发出起停命令，其相应水泵、冷却塔、蝶阀的联动控制由机组SM模块完成，BAS系统仅负责监视状态及故障。活塞机组由于不具备该模块，其总控及水泵、冷却塔、蝶阀的联动控制由BAS完成。检测必要的水系统参数，如冷冻/冷却水水温，冷冻水回水流量，供/回水压差侍瞎模等参数作为水系统控制计算依据。共计DO 14点、DI 49点，AI 8点、AO 1点，同时BAS系统设有开利冷水机组DATAPORT的高级数据接口，接收三台冷水机组的运行数据。

(5) 其它：扶梯、给排水、紧急照明共计DI 54点、DO 2点，AI 1点。

3.3. 对环控设备监控内容配置的几点注意事项

在监控点的编制上，合理、全面的监控点数的编制可以使系统监控功能更加完善，软件编程更加简单、合理、可靠。根据广州地铁一号线的经验，应注意以下几点：

(1) 在广州地铁一号线，每台环控设备带有BAS系统中“就地/远方”，“环控/车控”两个转换开关，分别位于设备现场和环控电控室。由于设计上的点数限制（每站10个手/自动信号），BAS系统仅对隧道风机，大系统空调机、送排风机等重要设备的“就地/远方” 转换开关进行监视，并将部分设备的“就地/远方” 转换开关信号进行合并，如空调机手/自动信号为车站一端两台空调机的“就地/远方”并联信号。因为BAS系统无法获知设备的具体控制权限，控制带有一定的盲目性，因此很有必要在BAS系统中对所有环控设备“就地/远方”和 “环控/车控”转换开关的位置进行监视，确保控制的合理性和可靠性；

(2) 在对电动风阀（包括蝶阀）的控制中，一号线为节省监控点数，采用了一个输出点的中间继电器常开、常闭接点来控制风阀（水阀）的正转和反转；并仅用一个DI点检测风阀全开信号。这种单DO，单DI 的监控方式使BAS不能依据设备的动作情况撤消输出命令。输出信号的长期存在，给设备的正常运行造成了故障隐患，增加了软件编程的难度：如当系统模式工况转换过程中时，风阀进行开关转换，相应风机由于无法获知风阀是否处于转换过程中而被迫关停无须动作的风机。因此，对于该类设备的监控仍应采用2个DO点分别控制开和关以及使用2个DI点检测风阀开到位和关到位信号，以表示全开、全关、中间状态。

(3) 冷水机组若本身带有自动控制功能，如离心机组，可考虑BAS仅负责总的起停命令，相关水泵等设备BAS系统仅负责监视。并设置数据接口接收对冷水机组运行数据，对机组运行集中科学管理。同时尽量减少检测参数的重复设置（如地铁一号线，BAS同活塞机组同时设置水流开关）以简化控制，节省投资。

(4) BAS系统在车站级设有同FAS系统的数据接口，FAS系统将经确认后的火灾分区信号通过数据接口送BAS系统接收，BAS系统在接收到FAS系统火灾报警信号后启动相应的火灾模式。对于地铁而言，由于车站级火警信息量不是很大（广州地铁一号线每站约30个火警信息），除通过数据接口外还可考虑通过硬线（I/O）连接的方式完成，使用硬线I/O方式连接替代通信接口的使用，可增加系统的可靠性，降低接口开发的费用。但硬线I/O连接同时增加了输入输出模块，因此具体的连接方式可根据实际情况进行选择。

(5) 关于防火阀的监控，因属消防设备，广州地铁一号线将其纳入FAS系统进行监控，但作为环控系统的组成部分，出于控制系统完整性的考虑，亦应纳入BAS系统监控范围，根据实际情况，可考虑以下几种方式。

①完全纳入BAS系统，由BAS系统进行防火阀监控。

②通过BAS/FAS数据接口或硬线接口，通过FAS系统进行防火阀的监控

③BAS、FAS均对防火阀进行监控——需设置控制转换开关。

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地铁环境与设备监控系统的中央级控制方式一般包括哪几种？

公共区通风空调，俗称大系统，承担调节公共区的温度和湿度，以向乘客提供舒适的乘车环境和工作环境；同时承担紧急和灾害状态下的通风、换气和排烟的功能，确保乘客的人身安锋亏全。主要监控的都是些风机、风扇咐世空调什么的。

2.设备管理用房通风空调，俗称小系统，主要承担办公用房和设银简神备用房等温度和湿度的调节，以向轨道交通工作人员提供舒适的办公环境，给设备提合适的运行环境；主要监控的东西跟上面一样，主要就是房间的使用范围不同而已。

地铁综合监控的系统构成概述

（1）硬件构成

综合监控系统方案充分考虑到轨道交通监控的高可靠性要求，特别是考虑到采用综合监控方式后，轨道交通各个专业系统的运行和维护都要在同一套系统上进行，对系统的可靠性要求更高。因此，方案采用的冗余机制涉及到中央主备实时服务器之间、中央主备历史服务器之间、车站主备实时服务器之间、车站主备工作站之间、车站主备FEP之间、中央局域网双网之间、车站局域网双网之间；不仅包括硬件设备，而且包括相应的软件，不仅包括运行的功能，而且包括数据流程，都是冗余的。多重冗余机制使得系统在任何单点故障和交叉故障时，都不影响ISCS运行。冗余配置的中央和车站服务器按照集群方式运行（设备不分主备，均衡负载，仅仅任务模块区分值班和备用），冗余配置的交换机和FEP等设备按照主备方式运行（设备区分值班和备用）。

详细的硬件构成如下：

第一层：中橡族央级综合监控系统 第一层包括冗余的实时服务器、冗余的历史服务器、外部磁盘阵列、磁带机、各种调度员工作站（如电调、环调、行调、维调和总调等）、NMS工作站罩纯、事件打印机、报表打印机、彩色图形打印机、冗余的带路由功能的网络交换机、FEP、大屏幕系统（OPS）、UPS等。

OCC配置的网络交换机，实现OCC所有网络资源的互联。交换机的端口数量和带宽的选择应充分考虑ISCS和网络通信设备的要求，网络交换机直接连接到通信传输网络。

在正常情况下，OCC的调度员通过调度员工作站，控制和监视各被集成系统。OCC的命令，通过ISCS网络发送到各被集成系统。

实时服务器主要功能是完成实时数据的采集与处理，从OCC向分布在各站点的被集成系统发送模式、程控或点控等控制命令。

历史服务器主要功能是完成历史数据的存储、记录和管理等功能。

第二层：车站级综合监控系统

第二层包括冗余的实时服务器、值班站长工作站、冗余的网络交换机、前端处理器（FEP）、IBP和UPS等。

车辆段停车场综合监控系统（DISCS）与车站综合监控系统（SISCS）一样，都属于第二层，只是配置有所不同。

FEP处理所有与被集成系统的接口，从FEP采集的数据通过车站交换机送到车站服务器。车站服务器、车站值班站长工作站和FEP等与网络交换机相联。

（2）软件构成

方案采用的综合监控系统软件无论从硬件、软件还是功能和运营，根据不同的特性进行了不同层次的划分，如中央级一般控制轨道交通全线，监控范围较广，响应时间为秒级，而就地级一般控制某一设备，监控范围较小，响应时间为毫秒级。各层既相互联系又相对独立，如车站级与就地级通过FEP连接，中央级和车站级通过骨干网连接，相互之间交换数据而不干扰。另外，本方案在设计时还考虑到中央级之上的更高一级管理，允许互联和交换信息。综合监控系统的层次结构如上图所示：

从平面结构而言， 采用通信中间件FoxBus，各个功能模块通过FoxBus组合在一起协调工作，本系统的平面结构如下图所示。FoxBus将软件模块组件化，允许各模块在硬件上任意分配，任何一台工作站都可以根据所登录用户的权限进行相应级别操作员的监视和操作。

方案采用硬件FEP将车站ISCS和就地级系统进行隔离，使得子系统和ISCS系统既相互联系又相互独立。一方面，子系统的异常不会影响ISCS的运行，使子系统的数据干扰范围得到控制。另一方面，ISCS系统的不正常不会影响各个子系统的运行，即使ISCS全部瘫痪，各个子系统能继续正常工作，保证轨道交通基础层的监控功能。针对西安的环境特点和气候条件，本方案中采用了大量抗电磁干扰、防潮防震的工业级产品，如FEP、交换机和服务器等均采用高可靠性产品。

ISCS的软件结构从体系结构的角度，分为系统软件、支撑软件和应用软件三层；从数据流程的角度，分为： 数据接口层； 数据处理层； 人机接口层。 数据接口层主要由FEP组成，完成数据的第一次收集和处理，FEP具备协议转换能力，采用嵌入式实时操作系统。ISCS系统通过前置通信机接收接入系统的信息并对无关的访问进行隔离。前置通信机具有转换各种硬件接口、软件协议的能力，接入系统通过前置通信机将数据传入ISCS系统，同时ISCS系统也通过前置通信物如咐机向各接入系统传送有关数据。同时FEP还起到隔离综合监控系统和相关系统的功能。

数据处理层主要由车站服务器和中心服务器组成，车站服务器完成数据的第二次处理和收集，将各FEP的数据进行集中和处理，供车站ISCS的人机界面显示和操作，收集的是车站范围内的数据；中心服务器除了完成本中心的数据处理和收集外，还要完成数据的第三次集中和处理，供控制中心的 ISCS人机界面显示和操作，收集的是全线范围内的数据。

人机接口层是ISCS提供的用于人机交互的图形接口，ISCS可以通过该接口向操作员显示设备状态信息、运行信息、故障信息、报警信息、统计报表信息等，同时，操作员可借助系统提供的一系列工具，在操作员工作站上对远程的设备进行监视、设置、控制等。

综合监控系统（ISCS）包括中心综合监控系统（CISCS）、车站综合监控系统（SISCS）、停车场和车辆段综合监控系统、网络管理系统（NMS）、设备维护管理系统（MMS）、培训管理系统（TMS）、软件测试平台（STP）等。 中心综合监控系统：对全线重要监控对象的状态、性能数据进行实时的收集处理，通过各种调度员工作站和大屏幕以图形、图像、表格和文本的形式显示出来，供调度人员控制和监视。并且根据一定的逻辑关系自动向分布在各站点的被监控对象或系统发送模式、程控、点控控制命令，或由调度员人工发布控制命令，从而完成对全线环境、设备的集中控制与显示。 车站综合监控系统：通过值班站长工作站、打印机设备实时的反映监控对象变化的状态信息并形成报表，同时记录下相关信息，更新相关数据。车辆段、停车场综合监控系统（DISCS）作为两个特殊站点，视为站级综合监控系统，对停车场、车辆段监控设备进行状态和性能参数地实时监控。 网络管理系统：搭建在中心，为网络系统与设备提供一系列的维护、监测与快速故障处理手段，允许网络管理员通过一个简单界面高效管理网络。 设备维护管理系统：设置在车辆段内，配置维护工作站、打印机等，实现对全线供电系统和机电设备系统复示和维修调度管理。 培训管理系统：可以单向访问运行系统，以便允许TMS使用真实的运行场景给学生示范。关于培训环境，系统提供以模拟相关系统规约到模拟现场环境的接口，教员在培训中能够修改仿真环境，并观察学员的响应，以在必要时提供建议。 软件测试平台：STP可对相关系统的软件功能进行软件测试，满足ISCS的软件安装测试及与各相关系统的接口测试的要求。STP与TMS硬件合并使用，软件分开配置。软件测试平台与综合监控系统监控网络连接，便于软件测试平台维护全线综合监控系统软件。

请问地铁弱电中FAS系统包含哪些bas系统包含哪些

地铁FAS、BAS系统设计中几个问题的探讨

1.防灾报警(FAS)、设备监控(BAS)系统方案的研究

地铁FAS、BAS系统，一般实行两级管理(中央级、车站级)、三级扩展(中央级、车站级、现场级)。目前的做法一般是两个系统独立组建，各自拥有自己的中央级、车站级、现场级和传输网络。也有部分项目在进行大型综合监控系统的研究，即包括几乎所有弱电系统，目的是实现资源共享、信息互通，但FAS、BAS系统与其他系统共享的资源和信息很少，因此不免有作秀的因素。本文只对FAS、BAS系统小综合与独立系统进行比较。

(1).方案一： 两系统在车站级和中央级进行综合

设备监控(BAS)系统与防灾报警(FAS)系统在车站级和中央级进行综合，即两系统在中央级共用一套局域网、工作站、服务器及外围设备，实现资源共享、信息互通、协调管理;在车站级统一设置冗余工作站、独立设置控制器;设备监控(BAS)、防灾报警(FAS)采用双网进行信息传输，即：各站设备监控(BAS)系统的冗余PLC控制器利用通信通道组成冗余以太网，各站防灾报警(FAS)系统的报警控制器利用通信专业提供的通信通道组成双环令牌网。保证系统的高度可靠性。防灾报警(FAS)、设备监控(BAS)控制器独立设置并通过通信接口进行通信，正常工况时，设备监控(BAS)系统对地铁机电设备按正常模式进行监控;火灾时，设备监控(BAS)系统的PLC控制器直接接受车站报警控制器的指令或中央下达的指令，将正常工况转入火灾工况，火灾工况具有优先权。保证系统响应的实时性。如图1和2

(2).方案二 各自设置独立系统

采用传统的方案，设备监控(BAS)系统与防灾报警(FAS)系统各自独立组建系统，即两系统分别配置中控级和车站级各类设备，两系统采用独立的传输通道进行信息传输，各系统分别完成各自的监控功能。设备监控(BAS)系统配置的中控级、车站级与就地级设备完成控制中心级、车站级两级管理，和控制中心级、车站级、就地级三级控制。在中央级和车站级，设备监控(BAS)系统和防灾报警(FAS)系统均设通信接口，火灾时防灾报警(FAS)系统通过接口向设备系统发出指令，设备监控(BAS)系统启动相应的火灾模式。如图3

(3).方案比选

方案一：

首先，防灾报警(FAS)系统与设备监控(BAS)系统存在互补性和依赖性。目前地铁的环控通风和防排烟都是合用一套设备，设备监控(BAS)系统可以完成正常工况下环控通风的控制，而火灾工况下，需要防灾报警(FAS)系统确认火灾，并指定火灾运行模式指令发送给设备监控(BAS)系统执行。因此单个系统难以完成消防控制过程，需要两个系统相互配合、协调工作。综合后系统更加符合地铁的运行特点，提高智能化水平，方便运营管理。

其亮帆缺次， 防灾报警(FAS)系统与设备监控(BAS)系统具备综合条件和成熟的技术。

最后，防灾报警(FAS)系统与设备监控(BAS)系统进行综合后可以节约投资。综合后由于减少了一套中央级的设备，可以节约投资。

方案二：由于两系统的运营人员一般为同一套人员，需要一个人同时监管两个系统;车站级以上设备分别设置，投资高;工程实施过程中协调工作量大。

(4).结论：

综上所述，采用方案一技术先进、性能可靠、方便运营管理、投资低、符合自动化系统的发展趋势、能满足轨道交通监控管理需要，故推荐方案一， 防灾报警(FAS)、设备监控(BAS)系统在车站级及OCC进行综合。

2.地铁防排烟设备的联动控制问题

由于地铁防排烟与正常通风一般合用一套设备系统，因此防灾报警(FAS)系统负责监视管辖范围内的火灾灾情并报警，联动控制专用防灾设备。由设备监控(BAS)系统负责监控正常运营和灾害状态兼顾使用的防灾设备。防灾报警(FAS)系统与设备监控(BAS)系敬辩统在车站综合控制室通过网络接口相连接。在灾害状态下，由车轿做站防灾报警(FAS)系统或控制中心发出指令，设备监控(BAS)系统按照预先编制的灾害模式运行。

但在不少项目的设计，人们对防排烟消防设备的处理仍然表现的心有余悸，把风机和风阀交给BAS系统，而防火阀交给FAS系统，以期得到消防部门的认可。但地铁环控系统的防排烟运行模式与一般楼宇相比要复杂得多，每一种模式都涉及到若干风机、风阀及防火阀一系列动作，上述做法实际上需要两个系统共同完成一个模式，从我们作过的几个项目看，实现起来很难，可靠性很差，甚至无法调通。所以对环控系统的所有设备必须用系统的观念去对待，不能肢解。因此应将把环控系统(包括防火阀)作为一个整体全部交由设备监控(BAS)系统监控。使系统结构更符合地铁的实际情况。另外BAS系统IBP盘也是模式控制，如果两个系统共同完成一个模式，在手动状态下根本无法实现。再说根据《地铁设计规范》(GB 50157-2003)第19.2.3条规定：防排烟设备可以由BAS系统联动控制，第20.3.1条规定：，BAS系统的基本功能包括了执行防灾和阻塞模式，第20.4.3条第4款也规定：BAS系统的IBP盘作为BAS系统火灾工况自动控制的后备措施。因此上述做法是有法可依的。

3.消火栓系统的联动控制问题

对于地下站一般市政水压足够，一般没有消防泵，而地面站、高架站通常需要设置消防泵。有消防泵的消火栓系统，在消火栓箱内应设置启泵按钮。但通常启泵按钮是通过DC24V硬线控制。这里有两个问题需要注意：一是规范要求设FAS系统的项目，FAS系统要监视启泵按钮的位置和动作，一般是在消火栓箱设一个监视模块，通过模块地址及反馈信号确定消火栓的位置及动作;二是对于建筑规模较大的项目，控制线的距离较远，DC24V是否可靠没有把握，为此上海的做法是采用安全电压的高限48V。我在主持上海9号线的设计时，曾与到一个特例，就是其松江新城站是一个半低下、半地面车站，由于市政水压不够设置了消防泵，问题是该站连着1.7km的地下隧道区间需要设置消火栓及启泵按钮，显然安全电压等级的硬线控制难以实现。

长期以来，人们对消防设备的控制首先想到的是硬线，认为硬线可靠，消防部门容易通过。但上述情况就对硬线的可靠性提出了挑战。那么规范是怎么规定的呢?

(1)《火灾自动报警设计规范》(GB 50116-98)

第5.3.2条：消防泵、防排烟风机的控制设备当采用总线编码模块控制时，还应在控制室设置手动直接控制;

第6.3.2条：消防控制设备对室内消火栓系统应有下列控制和显示功能：

6.3.2.1：控制消防泵的启、停;

6.3.2.2：显示消防泵的工作、故障状态;

6.3.2.3：显示启泵按钮的位置。

(2)《地铁设计规范》(GB 50157-2003)

19.2.11：对消火栓系统的控制应满足下列要求：

1. 控制消防泵的启、停;

2.设消防泵的消火栓处应设消火栓按钮，向消防控制室发送要求启动消防泵的信号;

3.消防值班控制室应能显示消防泵的工作和、故障状态、消火栓按钮的工作位置和手动/自动开关位置。

从以上规定看，没有一处要求消火栓按钮必须是硬线控制，而且《地铁设计规范》还明确对消火栓按钮要求：向消防控制室发送要求启动消防泵的信号而不是直接启泵。因此我们完全可以用FAS系统的手动报警按钮代替传统的消火栓按钮，直接接入FAS系统的总线，它本身就带地址，完全能够向控制室发送要求启动消防泵的信号，并能通过其地址确定启泵按钮的位置，同时省去了一个监视模块，况且车站控制室还有硬线启泵的硬线控制作为后备措施，完全满足规范要求。在上海9号线的设计中，我们提出了这一方案，事先与上海市消防局沟通，并得到了上海市消防局的认可。总线控制方案显著地提高了控制的可靠性，且节约了投资。

4.隧道区间的火灾监测问题

我国98年版国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98及《地铁设计规范》(GB 50157-2003)都将地铁隧道定为一级保护对象，显示了对地铁火灾安全的高度重视。由于目前的防灾报警(FAS)系统设备存在总线长度有限、回路容量不够、其他线性感温元件保护范围小、不能精确定位报警点等技术困难，目前已经运营和在建的大部分地铁隧道都没有安装感温元件，成为地铁的一个安全死角。鉴于地铁严峻的安全形式，为了消灭地铁的安全死角，更有效地保护国家和人民的生命和财产安全，研究、选择适合在地铁隧道安装运行的火灾监测系统已迫在眉睫。为此，我们依托深圳地铁工程，开展了对“新型地铁火灾监测系统设计技术”的专题研究，利用感温光纤进行隧道区间的火灾监测。该研究成果已经通过了天津市科学委员会组织的专家鉴定，鉴定意见认为该成果总体到达了国际领先水平，建议在国内外地铁工程中推广应用。光纤分布式火灾监测系统已经在深圳地铁成功投入运行且运行状态良好，受到业主高度评价。运行实践证明该研究成果技术先进、性能可靠、操作方便、易于推广、经济和社会效益显著。改变了地铁隧道无自动火灾报警装置的现状，为在地铁设置无盲点的火灾自动报警系统提供了先进的技术手段。该成果的应用实现了地铁隧道火灾的自动报警→防排烟模式指令的下达→相关防排烟设备的联动控制→执行结果的反馈全过程的自动化。为了保证地铁的安全运行，今后的项目在地铁隧道应设置感温光纤监视隧道火灾灾情。

门禁系统在地铁综合监控系统中的研究？

门禁系统在地铁综合监控系统中的研究有哪些呢，下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。

目前,城市交通问题已经成为制约我国大城市经济发展和城市功能发挥的瓶颈[1]。地铁作为城市公共交通工具,服务对象涉及社会各阶层。为了建设高度网络化、智能化、信息化的现代化地铁管理系统,提高管理效率,越来越多的地铁线路设置了门禁系统(AccessControlSystem,ACS)。

目前在地铁建设中,随着自动化技术的不断进步和地铁运营要求的不断提高,越来越多的地铁自动化监控系统正在由原来的分立式监控系统,向最新的综合监控系统发展[2]。如何在地铁综合监控系统中建设门禁系统,是广大地铁建设者和运营管理单位所面临的一个重要课题。

1 门禁系统概述

为满足地铁现有的两级调度模式,门禁系统应由中央级门禁系统和车站级门禁系统构成。门禁系统结构如图1所示,它主要完成对控制中心(OCC)大楼各层办公室门、通道门和全线各车站的办公管理用房及设备房门等的开闭控制管理,进行安全防护。

中央级门禁系统是以门禁服务器为核心的门禁管理系统,也是整个地脊则物铁控制中心一卡通系统的核心组成部分。门禁服务器设置在控制中心大楼的综合监控机房内,一主一备共2台,采用双机热备方式工作。主、备服务器具有相同的功能,但同一时刻只能有一台服务器发出指令。门禁服务器将地铁沿线各车站的门樱液禁系统联网,实现门禁系统的集中控制。

车站级门禁系统也称为分管理中心,主要有车站门禁工作站,设置在车站站长室中,对车站等独立的防护实体进行监控管理。车站级门禁系统不具备全线门禁系统的配置、管理功能,但可以通过门禁工作站来实现对本站内门禁系统的管理、监控和维护。

门禁系统(ACS)中的就地控制是以智能门禁控制器为核心的总线式结构。智能门禁控制器直接连接通信专用网,与ACS管理服务器之间建立双向数据通道;而在通信专用网上的所有通信都采用世界上先进的SSL协议进行加密,并通过该数据通道将门禁系统各站发生的所有事件传给ACS管理服务器,供其监视、控制及存储。根据操作员不同的权限,相应权限范围内的事件都将显示在门禁工作站的盯启终端上。每个智能门禁控制器能驱动多条RS485总线,所有的就地控制器都顺序接入任一条RS485总线,读卡器、电锁、门磁等所有就地设备都分别接到就地控制器。

从地铁控制中心及沿线各车站地理分布的位置考虑,整个门禁系统传输距离远、干扰源复杂、终端数量较多,因此门禁系统要求采用三级网络技术管理:控制中心到各车站分管理中心以及大楼各层弱电井采用宽带光纤传输,分管理中心到各区域门禁控制器采用超五类或六类电缆传输,区域门禁控制器到现场终端门禁机采用总线传输。采用三级网络传输方式,可以利用目前国际上最先进的TCP/IP实时通信协议,实现各远程门禁终端数据传输的安全性和实时性[3],确保整个地铁门禁系统的高效运行。

2 系统结构研究

2.1 门禁系统的特点

从地铁线路整体考虑,一般门禁系统采用“服务器客户机”分布式网络结构,以OCC的门禁系统管理服务器为中心,采用集中管理、分散控制。

2.1.1 集中管理

在网络环境和ACS管理服务器图形化信息管理平台下,位于OCC的ACS管理服务器作为统一的管理平台,具有强大的实时操作、运行管理、信息显示查询、设备管理和配置功能,通过信息共享、信息处理和控制互连,实现对各车站、车辆段、停车场等门禁系统的集中管理和操作。

各ACS管理工作站的操作员或管理员,是通过专门的通信网络访问OCC的ACS管理服务器,从而实现对各分区门禁系统的监控和管理。其职责包括:对门禁硬件系统进行设置调试和管理控制;设置和控制每个人员的开门权限、开门时间、开门位置等;通过信息提取和查询,可以查看指定门禁的所有读卡信息记录;实时监控指定门禁的开门状态与人员进出信息,远程控制门状态等;可以按各种分类信息,进行进出记录汇总和报表打印;能自检门禁使用状态发出的故障预警。

2.1.2 分散控制

各车站分管理中心门禁系统的功能和结构相对完整。当各车站分管理中心系统间的连接出现故障时,各车站智能门禁控制器均能独立工作,而且能够有效控制各自车站的出入口。

2.2 中央级门禁系统结构

在OCC,根据地铁建设和运营管理、维护的不同要求,综合监控系统(ISCS)可以采用集成或互连的方案,建立与门禁系统的联系。所谓综合监控系统集成子系统,是指接入子系统的全部信息都由综合监控系统传输,子系统在控制中心和车站的功能由综合监控系统实现,子系统没有自己单独的信息传输网络;而综合监控系统互连子系统,则是被连的子系统具有自己单独的信息传输网络,是一个完整、独立的系统,但综合监控系统与它在不同的网络级别接口,传输必要的信息给这些子系统,实现监控功能。由于综合监控系统基本都布置在控制中心,从而使得这里的门禁系统有集成或互连两种构成方案。

2.2.1 ISCS集成ACS

当综合监控系统集成门禁系统时,ACS不设置单独的服务器,这时ISCS能够完成ACS的管理和控制。ACS的控制管理功能,如开关门、权限管理、报警等,都必须通过综合监控系统软件完成。此时,ACS必须向ISCS开放自己经过加密的网络协议。这种方案既节约了投资,又提高了管理效率,非常适合新建地铁的自动化系统,广州地铁5号线就是采用这种方案。地铁控制中心ISCS集成ACS系统结构如图2所示。

2.2.2 ISCS互连ACS

当综合监控系统采用互连方式接入门禁系统时,ACS仍作为一个独立的监控系统存在,拥有自己冗余的服务器,ISCS仅通过接口完成与ACS的交互,如读取门状态信息、刷卡信息、持卡者相关信息等。这种方案保持了ACS的独立性,比较适合已建地铁自动化系统的升级改造。地铁控制中心综合监控系统互连门禁系统结构如图3所示,其中制卡中心同图2。

2.3 车站级门禁系统结构

车站门禁系统结构与控制中心门禁系统基本相同。不同的是,车站没有ACS管理服务器,只有门禁管理客户终端,一般直接接入通信专用网访问控制中心的门禁系统管理服务器,从而实现对车站范围内门禁系统资源的远程管理、维护和监控,其车站门禁系统结构见图1。

在当前在建的一些地铁工程中,车站门禁系统没有设置通信专用网,而是通过其他自动化系统接入控制中心。如在南京地铁2号线一期工程中,车站门禁系统组态在环境与设备监控系统(BAS)工作站内;北京地铁1、2号线改造中,车站门禁系统接入电力监控系统中。

3 门禁系统联动应用

无论在综合监控系统中是集成还是互连门禁系统,在日益关注资源共享、信息互通的地铁建设中,与门禁系统相关的联动都应该仔细、周密地考虑。在非法闯入、门锁被破坏或读非法卡时,系统会发出实时报警信息;当接到防盗报警信号后,可联动门禁控制器关闭相关区域的通道门;当出现火警等情况时,可实现消防联动,由中心统一开启出入通道;重要出入口可启动CCTV,实现联动监控。同时,可根据实际需求,在此设置让持卡人具有刷卡撤防的功能,即通过设置布防后(可根据需要进行密码布防),当房间内需要再次进入时,则可在规定的时间段通过刷卡进行撤防操作,从而免去烦琐的操作,达到一卡通快捷方便的实用效果。

按照实现的复杂程度,联动可以划分为低级联动和高级联动[4]。低级联动是指实现复杂程度较低的联动功能,一般只牵涉到两个子系统,其逻辑判断条件简单,执行步骤少,执行结果明确。高级联动是指实现复杂程度较高的联动功能,一般牵涉多于两个子系统,其逻辑判断条件相对复杂,执行步骤较多,执行结果的选择较多。

按照综合监控软件执行联动的地理位置,联动可以划分为中心级联动和车站级联动。中心级联动是指仅在OCC实现的联动,因OCC拥有全线各车站的数据,有些联动只能在此实现,而不能在车站实现,如列车在隧道中发生火灾(需手动启动)。车站级联动是指仅在车站实现的联动,如隧道进水(在监测到隧道污水井报警后自动启动)。

按照运营所需不同工况,联动可以划分为正常联动和紧急联动。正常联动是指在地铁运营正常的情况下,ISCS完成的联动功能,如全线车站的早起运、晚停运。紧急联动是指地铁运营在遇到火灾、爆炸、洪水等异常情况下,ISCS完成的联动功能。

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