发表：2004.04.28 来源：中国计算机用户

　　2003年12月10日，南京地铁一号线全线土建主体工程成功贯通，自此工程建设正式进入设备安装阶段。由清华同方负责的全线环境监控系统（简称BAS）亦如期完成设计工作，进入现场实施阶段。

　　南京作为六朝故都，是我国华东地区重要的经济、文化中心。发展地下轨道交通，即能输送大量客流，缓解日益加剧的交通压力，又能很好的保持古都风貌。

　　将于2005年9月30日建成的南京地铁南北线，是“南京轨道交通路网”规划中的一号线，一期工程全长21.72公里，共设车站16座，包括地下车站11座，高架及地面车站5座。这样庞大的一个重点市政项目，如何实现安全、舒适、高效、节能的运行，成为地铁设计建设之初的重点问题。

　　通风、节能、安全三管齐下

　　南京不是国内第一个修建地铁的城市，却是率先在地铁建设中引入智能化环境监控系统的城市之一。东南大学著名建筑专家李旭宏称，“从世界范围看，南京地铁站及列车设计规划和建设都是非常先进的。”

　　 基于对地下热环境研究的丰富成果以及以往的成功经验，清华同方为南京地铁提供了功能全面的BAS（也称EMCS）系统解决方案。其应用效果主要体现在以下几方面：

　　智能管理，可靠运行

　　BAS系统通过对地铁车站及区间隧道内的空调通风、给排水、照明、电梯、扶梯等机电设备进行全面的运行管理与控制，以保证地铁运营环境达到国家规定的舒适标准。同时，在发生火灾事故或列车阻塞情况时，该系统能够及时迅速地进入防灾运行模式，根据火灾报警系统发送的着火点信息或列车自动控制系统，发送的阻塞点信息自动调度送风和排风，进行通风排烟，引导人员疏散，极大地提高地铁运营的智能化和安全性。

　　同时，地铁列车与大量客流所产生的热量是影响地铁站台与隧道空间的热环境的主要因素，使得地铁温度逐年升高，如不加以控制会形成公害，这是世界性的难题。采用空调设备排热降温，耗资巨大，运行费用高昂，能源浪费严重。清华同方的设计人员，采用蓄冷技术，合理配置了通风设备（风机等）加以微机控制。以通风系统代替空调系统，不仅投资少、效果好，还解有效地解决温升难题。

　　有效防灾，解决安全的“心病”

　　与地面公共交通相比，地铁通常运营线路更长，设备众多，对运行模式和运行管理有很高的要求；同时，地铁内部与外界通风口少，出入口少，客流量大，人员疏散不易，一旦发生火灾，如果不能及时有效地通风排烟并控制火情，将酿成巨大的灾难。因此，智能的环境监控系统应该具备防灾功能。

　　南京地铁的BAS系统在接到火灾报警信号后，可以自动将机电设备的运行状态切换到灾害状态，启动灾害模式；在列车因事故暂时停在隧道无法驶入站台时，系统也可以通过启动紧急状态，确保隧道内空气流通，以保证车厢内有充足的氧气。

　　另外，该解决方案还包括设备自动化管理和故障诊断，可以建立车站各类机电设备档案数据库，自动累计设备运行时间，安排设备维护检修计划，记录各次维修状况；对于关键设备，还能进行实时故障诊断，防患于未然。

　　节能并重，增加效益

　　节能是南京地铁BAS系统的另一大特色，即综合考虑了车流、客流、车站设备、通风等影响空调通风系统负荷的各个因素，根据地铁热环境变化的规律，对空调通风系统的全年运行方式自动进行调整，根据实时负荷的变化，采用变频方式调节风机的通风量，可以达到显著的节能效果。

　　五大软件系，做好“智能管家”

　　南京地铁BAS系统的解决方案中，采用了一系列先进的软件技术，共同确保应用的效果。其中，主要的软件系统有地铁环境模拟预测软件、地铁空调通风系统优化控制软件、地铁设备运行管理软件EuMs、设备故障诊断软件FaDs、火灾状况分析与排烟处理软件EaSs。

　　地铁环境模拟预测软件,通过对地铁环境的模拟分析，了解不同空调通风方案下运行的可能结果，为方案的比选提供依据,可以用于空调通风的工程设计和可行性分析。地铁环境模拟预测软件包括以下三个模块：

　　◆地铁热环境模拟分析软件STESS；

　　◆三维动态流动、燃烧与传热分析程序STACH-3；

　　◆地铁网络中烟气流动模拟程序TNFIRE。

　　地铁空调通风优化控制软件EnCs,包括隧道通风系统优化控制和站内空调系统优化控制两部分。优化控制的目的是在满足系统环境控制要求的前提下，尽可能地降低风机、水泵和机组的能耗，节省运行费用。对于地铁通风系统，目前采用的主要模式有两种：开环控制模式和闭环控制模式。

　　清华同方通过多年研究推出的地铁系统在线实时识别优化控制的方法，并在伊朗地铁等工程中取得了很好的应用效果。在南京地铁工程中，清华同方应用了同样的方法，有效地解决了上述两种控制模式的问题。

　　地铁设备运行管理软件EuMs，可以增强BAS系统的系统管理功能、提高控制决策水平和事故应变能力。EUMS软件用于统计各风机、水泵、扶梯、电梯等设备的运行时间、故障情况，编排维修计划。设备管理软件 EUMS建有设备管理数据库，自动记录和统计各台设备运行状况，累计运行时间，自动安排检修计划（还要避免互为备用的设备同时检修），记录维修信息。软件在分析与应用程序调度软件的控制下运行，它按照预先设定的方式，在计算机硬盘内建立有关机电设备档案，记录各设备开/停时间、故障状况、累计运行时间、维修状况，并根据这些信息，定期编排维修计划。

　　设备故障诊断软件FaDs，可以对一些主要的机电设备故障，仪表或执行器故障、系统故障进行诊断。设备故障诊断所采用的基本方法有以下几种方式：

　　◆高低限报警；

　　◆根据故障诊断的规则库；

　　◆根据专有的故障诊断算法。

　　在FaDs中，以上几种方法被有机地结合起来，从而形成一个完整的故障诊断专家系统。第一种方式用于对故障进行初步的判断，在此基础上用后两种方式，对故障进行进一步的精细判断。

　　火灾状况分析与排烟处理软件EaSs，具有火灾状况分析与排烟处理专家系统，针对不同的着火区间建立相应的排烟处理模式，并对相关的风阀和风机进行控制。一旦发现火灾现象时，BAS系统立即按照预先贮存的消防状态下的相应程序运行，同时将此信息立即通知中心管理工作站CCS，立即进入EaSs排烟处理软件，并进行防火排烟实时分析计算，及时调整排烟控制策略和相关急救措施。

　　南京地铁与清华同方在地铁机电设备监控系统方面的实践，为加速国内相关技术成熟化，促进国内地铁行业良性发展，提供了有益的探索。