城市轨道交通换乘车站综合监控系统互联互通研究.pdf

2023.05 设备监理42检验与技术I n s p e c t i o n a n d T e c h n o l o g y城市轨道交通换乘车站综合监控系统互联互通研究王凯道（上海申铁投资有限公司 上海 200032)摘 要：换乘车站是轨道交通网络化建设的产物，也是轨道交通新旧线路建设的重中之重。本文在轨道交通换乘站综合监控系统的互联互通方案基本原则的基础上，讨论了换乘站通道换乘互联互通方案和站厅换乘互联互通方案，并通过对综合监控主体系统、机电设备监控系统、门禁系统、消防系统等各系统的研究及对实施改造方案的分析，提出了轨道交通换乘车站综合监控系统互联互通改造方案的方向和重点，为后续新建线路换乘站提供建设模版和建设参考。关键词：轨道交通 综合监控 换乘站 Research on Interconnection and Interoperability of Integrated Supervision and Control System for Railway Interchange StationWang Kaidao(Shanghai Shen-Tie Investment Co.,Ltd.Shanghai 200032)Abstract Interchange station is a product of the networked construction of railway lines and is also the top priority in the construction of new and old lines.Based on the basic principles of the interconnection and interoperability scheme for the integrated supervision and control system of interchange stations,this article discusses the interconnection and interoperability scheme for transfer station channels and station hall transfers.Through the research of the integrated supervision and control main system,electromechanical equipment monitoring system,access control system,fire protection system,and other systems,as well as the analysis of the implementation and transformation plan,the direction and focus of the interconnection and interoperability transformation plan for the integrated supervision and control system of railway interchange stations have been proposed,providing a construction template and reference for the subsequent construction of new line interchange stations.Keywords Railway Integrated supervision and control system Interchange station中图分类号：TB497 文献标志码：B文章编号：2095-2465(2023)10-0042-04 DOI:10.19919/j.issn.2095-2465.2023.10.011作者简介：王凯道（1986 )，男，本科，工程师，从事轨道交通机电方面工作。通讯作者：王凯道，E-mail:。（收稿日期：2023-08-23）1 换乘站综合监控系统基本原则1）空间共享。在同类型的机电设备等硬件所占用的空间上进行共享，使得在共享空间的情况下，节省土建的建造规模(如合并风机房等)。2）设备共享。在机电设备的应用上进行共享，利用同一组设备来满足 2 个车站的相同设备的需求，从而减少设备的数量，如共享自动气体灭火设备等。3）系统共享。在系统运作上进行共享，满足两线轨道交通在相同运营工况下的需要，从而节省在系统设备和空间上的要求，如共享隧道通风系统。4）管理共享。基于以上 3 种层次的共享模式，从管理软件及分享信息的角度进行共享整合，更进一步优化换乘车站的整体运营效益，如采用一套综合监控系统实现对整个换乘车站的监控管理等。PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0543检验与技术I n s p e c t i o n a n d T e c h n o l o g y2 通道换乘车站综合监控系统互联互通1）混合式直流断路器。对于通道换乘车站，各线ISCS（综合监控系统）分立设置，分别部署在各线车控室及其辅助设备机房。2）通道换乘机电设备监控系统互联互通。对于通道换乘车站，各线 EMCS（机电设备监控系统）分别设置。3）通道换乘门禁系统互联互通。对于通道换乘车站，各线 ACS（门禁系统）分别设置。4）通道换乘火灾自动报警系统互联互通。对于通道换乘车站，各线 FAS（消防自动报警系统）分别设置，火警探测区域的分界面应根据土建 结构分界面和换乘通道的防火分区确定1。各线 FAS通过输出模块或通信接口互联，实现火警信息的 互传。3 站厅换乘车站综合监控系统互联互通3.1 站厅换乘综合监控主体系统互联互通对于站厅换乘车站，应遵循“一座车站应设置一套综合监控系统”的原则。先建线路实施时，应考虑后建线路系统车站设备的接入条件（包括容量、接口 等)；两线同期实施时，系统应同步实施。3.2 站厅换乘机电设备监控系统互联互通对于站厅换乘车站，应遵循“一座车站设置一套机电设备监控系统”的原则，整座车站设置一套EMCS。先建线路实施时，应预留后建线路车站 EMCS 设备接入的条件（包括容量、接口等）2。后建线路实施时，应根据先建系统的设备情况和预留情况，确定车站 EMCS 设备的配置方案。当先建线 EMCS 具有接入条件时，应优先将后建线车站EMCS 设备接入先建线 EMCS。区间隧道风机和排热风机由两线控制中心系统分别控制。对于区间风井内的隧道风机、风阀、给排水等机电设备，原则上应避免接入相邻的非通道换乘形式的换乘车站 EMCS。后建线路区间照明、区间水泵等设备的监控由后建线路建设落实。3.2.1 先建线采用分立系统的情形后建线增设一套冗余PLC（可编程逻辑控制器）含RIO（远程输入输出）模块和现场总线网络，用于采集处理后建线车站及相邻隧道区间环境与机电设备运行状态（包括隧道通风系统、排热系统、区间给排水设备、区间照明设备等）。后建线冗余 PLC 通过网络通信接口与先建线冗余PLC 相连，转发后建线车站机电设备运行状态信息；先建线冗余 PLC 扩容，增加冗余通信接口，接收后建线冗余 PLC 转发的信息，实现对整座车站环境与机电设备的监视与控制。当发生车站火灾事件时，能够按照环控工艺要求完整执行相应的联动控制模式。先建线冗余PLC增加与后建线ISCS的通信接口，转发先建线车站的环境与机电设备监控信息，实现后建线 ISCS 对先建线车站 EMCS 的集成；宜同步取消先建线 EMCS 监控工作站的设置，车站监控工作站由后建线 ISCS 统一设置。先建线冗余 PLC 与先建线路控制中心之间的接口方式维持不变，接口内容应增加后建线站厅区域的环境与机电设备监控信息，同步升级先建线控制中心 系统。后建线冗余 PLC 与后建线 ISCS 网络相连，实现后建线 ISCS 对后建线隧道区间环境与机电设备的监控以及后建线控制中心对后建线隧道区间机电设备的应急控制。先建线冗余 PLC 和后建线冗余 PLC 应设置控制权限和闭锁逻辑，确保先建线控制中心只被允许控制先建线隧道区间设备，后建线控制中心只被允许控制后建线隧道区间设备，共享车站设备在同一时间只接受一种控制命令。车站相邻区间风井内的隧道风机、风阀、排水泵等机电设备，原则上应接入其他非站厅换乘车站的EMCS。先建线采用分立系统模式的换乘车站 EMCS 系统设置如图 1 所示。3.2.2 先建线采用 ISCS 且具备扩容升级条件的 情形后建线增设一套冗余 PLC（含 RIO 模块和现场总线网络），用于采集处理后建线车站及相邻隧道区间环境与机电设备运行状态（包括隧道通风系统、排热系统、区间给排水设备、区间照明设备等）。后建线冗余 PLC 通过网络通信接口与先建线冗余2023.05 设备监理44检验与技术I n s p e c t i o n a n d T e c h n o l o g yPLC 相连，转发后建线车站机电设备运行状态信息；先建线冗余 PLC 扩容，接收后建线冗余 PLC 转发的信息，实现对整座车站环境与机电设备的监视与控制。当发生车站火灾事件时，能够按照环控工艺要求完整执行相应的联动控制模式。先建线冗余 PLC 通过网络通信接口接入换乘车站ISCS，由换乘车站 ISCS 实现对整座车站环境与机电设备的监视与控制3。后建线冗余 PLC 增加冗余通信接口，与后建线ISCS 网络相连，实现后建线控制中心对后建线隧道区间机电设备运行状态的监视和应急控制。车站相邻区间风井内的隧道风机、风阀、排水泵等机电设备，原则上应接入其他非站厅换乘车站的EMCS。先建线采用 ISCS 且具备扩容升级条件的换乘车站EMCS 系统设置如图 2 所示。3.2.3 先建线采用 ISCS 但不具备扩容升级条件的情形先建线采用 ISCS 但不具备扩容升级条件的换乘车站 EMCS 系统设置如图 3 所示。图 1 先建线采用分立系统模式的换乘车站 EMCS 系统设置?EMCS?EMCS?A?B?PLC#1?PLC#2?R10#1R10#1R10#1?ISCS?PLC#1?PLC#2?R10#2R10#2R10#2?3?3?31?1 2 4 5?1?2?A?B?1 2 4 5?2?图 2 先建线采用 ISCS 且具备扩容升级条件的换乘车站 EMCS 系统设置?EMCS?A?B?PLC#1?PLC#2?R10#1R10#1R10#1?ISCS?PLC#1?PLC#2?R10#2R10#2R10#2?3?3?1 2 4 5?1 2 4 5?A?B?1?2?1?2?PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0545检验与技术I n s p e c t i o n a n d T e c h n o l o g y3.3 站厅换乘门禁系统互联互通对于站厅换乘车站，应遵循“一座车站设置一套门禁系统”的原则，整座车站设置一套 ACS。先建线路实施时，应预留后建线路车站 ACS 设备接入的条件（包括容量、接口等）。后建线实施时，应根据先建线 ACS 的设备情况和预留情况，确定后建线车站 ACS 设备的配置方案。当先建线 ACS 具有接入条件时，应优先将后建线车站ACS 设备接入先建线 ACS，并由后建线负责相应的软件升级和系统联调。同时，施工过程中不得影响已投运线路的系统运营。3.4 站厅换乘火灾自动报警系统互联互通对于站厅换乘车站，应遵循“一座车站设置一套火灾报警系统”的原则，整座车站设置一套 FAS4。先建线路实施时，应预留后建线路 FAS 车站设备接入的条件（包括容量、接口等）。后建线路实施时，应根据先建线 FAS 的设备情况和预留情况，确定后建线车站 FAS 设备的配置方案。当先建线 FAS 具备接入条件时，应优先将后建线车站FAS 设备接入先建线 FAS。后建线路区间的 FAS 由后建线设置并接入后建线控制中心。换乘车站的站内火灾报警信息应以防火分区为单位传递给后建线路的 FAS 主机；后建线路 FAS主机应将换乘车站站内各防火分区和后建线区间的火灾报警信息上传至后建线路控制中心。当后建线路车站轨行区或区间发生火灾时，换乘车站应能够按照防灾要求执行相应的联动控制模式。4 换乘车站综合监控系统互联互通改造实施A 号线与 B 号线十字换乘车站，车控室采用合设方式，设置于既有 B 号线车控室。本次需要将既有 B号线车站部分 FAS、EMCS、ACS 等系统信息纳入 A号线管理，接入 A 号线控制中心5。4.1 换乘车站综合监控系统互联互通改造内容1)原有 A 号线新增区间主机（Notifire）改为 A号线车站主机，将区间及原接入新增车站主机（EST-3）的车站区域设备均接入，新增车站主机接入A号线网络。2)将原 B 号线车站主机中的车站部分内容进行剥离，同时，增加接口接入 A 号线 ISCS。3)原 A 号线新增车站主机（EST-3）改为 B 号线车站主机，将 B 号线车站部分设备接入，并接入 A 号线 ISCS。敷设主机至原车站设备的回路线、电话线、电源线。4.2 换乘车站综合监控系统互联互通改造流程1)合用车控室改造。车控室进线管道桥架敷设，4个工日（夜间实施）；原有主机延长线缆，2个工日（夜间实施）；接线、端子箱安装，1 个工日（夜间实施）；主机移位，恢复运行及联动测试，1个工日（夜间实施）。2)A 号线 FAS 系统接入合用车控室。A 号线线缆敷设，7 个工日（夜间实施）；线缆整理、敷设、链接，图 3 先建线采用 ISCS 但不具备扩容升级条件的换乘车站 EMCS 系统设置?ISCS?A?B?PLC#1?PLC#2?R10#1R10#1R10#1?ISCS?PLC#1?PLC#2?R10#2R10#2R10#2?33331?1 2 4 5 1?2?A?B?1 2 4 5?2?（下转第 53 页）PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0553检验与技术I n s p e c t i o n a n d T e c h n o l o g y参考文献1 胡春成.风力发电发展现状以及行业发展浅谈 J.科技创新与生产力,2023(3):55-57.2 吴培华.基于风机叶片用玻璃纤维复合材料研究发展 J.合成材料老化与应用,2021,50(6):128-130.3 张礼达,任腊春,陈荣盛,等.风力机叶片材料特性分析与评价 J.现代零部件,2008(6):61-63.4 高克强,薛忠民,陈淳,等.复合材料风电叶片技术的现状与发展 J.新材料产业,2010(12):4-7.5 肖远航,陆承志,王国军,等.风电叶片用碳/玻层内混杂VARI 成型复合材料结构与性能研究 J.高科技纤维与应用,2022(6):61-66.6 吴辉.风电叶片材料及其防护涂料的发展与应用J.上海涂料,2015,53(8):26-29.7 罗永康,李炜,胡红,等.碳纤维复合材料在风力发电机叶 片 中的应用J.电网与清洁能源,2008,24(5):53-57.8 李成良,杨超,倪爱清,等.复合材料在大型风电叶片上的应用与发展 J.复合材料学报,2023,40(3):1 274-1 284.9 Fantin Irudaya Raj E，Appadurai M，Lurthu Pushparaj T.Wind turbines with aramid fiber composite wind blades for smart cities like urban environments:Numerical simulation studyJ.MRS Energy&Sustainability,2023,10(1):139-156.10 滕冬华，高克强.大型风力涡轮转子叶片增强材料应用现状及发展趋势 J.玻璃钢/复合材料,2010(6):81-85.11 尚宝月.风机叶片用玄武岩纤维复合材料的改性研究 D.阜新：辽宁工程技术大学,2010.12 付国良，冯学斌，陈煌，等.聚氨酯树脂在风电叶片中的应用研究 J.聚氨酯工业,2023,38(1):30-33.13 王春红，鹿超，左祺，等.绿色纺织复合材料 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