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内容提要：介绍了BAS系统的功能及结构，对BAS系中各种运行模式进行了详细叙述；论述了BAS系统的可靠性、节能性及经济适用性。
关键词：地铁 BAS系统 环控 節能性
中图分类号：TE08 文章标识码：A文章编号：
1.BAS系统概述
地铁车站内环境监控BAS（Building Automation System）系统通过现代计算机技术、自动控制技术等实现对车站内环控、照明等系统机电设备的智能化控制。
2.BAS系统的基本功能
2.1基本功能
BAS 系统主要实现对地下车站和区间隧道的空调通风、给排水、电梯等设备的自动化监控和管理，确保上述设备的安全运行，并维持车站和区间隧道适宜的温度、湿度。在发生火灾、列车阻塞等事故情况下，能够及时迅速地转入灾害运行模式，保护乘客安全。同时，能根据不同的气象条件与列车运营状况自动按照设定的模式运行，在满足要求的前提下，尽可能降低车站设备的运行能耗。
3.BAS系统网络结构及接口
3.1BAS系统构成
BAS系统主要由监控计算机、IBP盘、PID控制软件、网络交换机、数据接口等组成。车站BAS系统按照优先控制级别分为中央级、车站级、就地级，三级控制方式对地铁站内机电设备进行监控。
图1 BAS系统网络结构
3.2 BAS系统接口
BAS通讯接口对象主要有：风机、风阀、水泵、水阀、电梯、配电箱、屏蔽门、信号、门禁、FAS等。
4.BAS系统在环控的应用
4.1环控系统组成
大系统—车站公共区空调系统、防排烟系统；
小系统—车站设备用房空调风系统、通风系统、防排烟系统；
水系统—车站制冷设备系统、空调水系统；
隧道通风系统—区间隧道正常及紧急情况下通风、排烟系统。
4.2大小系统空调基于热焓的模式控制
4.2.1空调季小新风模式
当室外空气焓值大于车站回风空气焓值：即iw ＞ir时，属于盛夏季节。这时由于回风焓值低于室外空气焓值，为节约能量，充分利用室内回风，空调系统采用最小新风量降温除湿工况。采用此工况时，BAS系统按比例连锁调节新风阀和回风阀开度，使一部分回风排出车站外，另一部分回风按最小新风比与新风混合，再经表冷器冷却后送风，表冷器的空气处理过程时降温减湿。
4.2.2空调季全新风模式
当室外空气焓值不大于车站回风空气焓值：即iw ≤ ir时，这时开始进入夏季或秋季，是过渡季节。由于回风焓值总是高于室外空气焓值，如果利用回风，则其与新风混合后的空气焓值一定比新风的焓值高，必然增加空调机的负荷。为节约能量，空调系统采用全新风降温除湿工况。采用此工况时，BAS系统关闭回风阀门，打开新风阀门，全部采用室外新风，经表冷器冷却后送风，表冷器的空气处理过程时降温除湿过程。空调器处理室外新风后送至空调区域，排风则全部排至车站外。
4.2.3非空调季模式
当室外空气温度不大于车站空调送风温度，即Tw ≤ To 时，进而冬季，采用通风工况。停止冷水机组运行，外界运行不经冷却处理直接送至车站公共区，排风则全部排出车站外界。
4.2.4基于热焓的运行模式
大系统运行模式分为：站厅层和站台层，如下表1所示。
小系统运行模式又可按照构成分为若干个子系统。如下表2所示。
主要工况：空调季节小新风、空调季节全新风、非空调季节通风。
I工况： ir II工况：ir≥iw，Tw>To 全新风降温除湿工况
III工况： Tw≤To 通风工况
iw--车站室外空气焓值 ir--车站回风空气焓值
To--车站空调送风温度 Tw--室外空气温度
表1 大系统运行模式
表2小系统运行模式
4.2.5隧道通风系统运行模式
地铁车站隧道通风分为正常、阻塞、火灾、检修、测试等运行模式。
4.2.6模式间转换的可靠性
BAS系统为避免的环控各控制模式间的混淆及防止控制模式在转换点频繁转换出现差错，设置迟滞区及设置最小维持时间，保证了系统的可靠性。
4.3监测参数
（1）送风主干风道末端静压；
（2）送、回风前后风道压差；
（3）送风管道的温度；
（4）回风管道的相对湿度。
4.4自动调节
（1）送风量的自动调节；
控制流程为：送风干管末端的风道静压—PID—变频器—风机转速—稳定末端静压(新平衡点) 。
（2）回风机自动调节；
（3）相对湿度的自动控制；
（4）新风、回风、排风电动阀调节（焓值计算）。
4.5水系统运行监控
BAS系统在水系统运行中主要任务为：
（1）对冷站所辖设备进行状态监视、控制和故障报警。通过主控系统获取相关车站的参数，在冷站监控工作站进行监视，并参与系统的控制。
（2）监视和记录冷站设备的温度、湿度、流量、压力等工艺参数。
4.5.1集中冷站二次泵变流量调速控制
（1）二次泵控制方式：定—变速泵系统，采用压力或压力差控制；
（2）压力控制点设置在冷冻水进回水总管上；
（3）水力平衡与压力脉冲控制增加、减少运行泵控制；
（4）PID控制流程：压力传感器信号—PID—变频器—水泵转速—压力平衡。
4.6.4水系统运行模式
表3水系统运行模式
5.BAS系统方案的优势
（1）全系统采用统一的高端控制器；
（2）控制器采用硬冗余方案，真正做到无扰切换；
（3）监控组态、运行软件采用无限点，高于规范要求；
（4）交换机采用德国赫斯曼工业交换机，平均无故障时间达22.5年；
（5）二通流量调节阀所有口径阀门工作压力为1.6MPa，很好适应了压力脉冲；
6.BAS系统节能分析
在地铁空调系统运行能耗中，风机能耗所占比例最大。实现风机变风量最有效、最节能的方法是对风机进行变频调速。变频调节具有可无级调节、调节范围大、调节灵活等优点，可以实现对风量的准确控制，并保持风机的效率不因风量的减小而减小，从而达到明显的节能效果。
BAS系统控制条件下，车站大空调系统与小空调系统根据温度变化情况，由后台程序判断是否需要冷机开启及相应模式。在夏季，一般大空调系统采用最小新风模式或只排不送模式；小空调系统一般采用最小新风模式或通风模式。大空调系统的送风机及回排风机的频率根据温度反馈情况20-35Hz内自动进行PID 调节。
参考文献：
[1] 图象通信与监控系统[M].李振玉.中国铁道出版社[北京],1994年.
[2] 一种可视化智能户外监控系统[J].刘晓冬.中国图象图形学报,2000年.
[3] 自动控制原理.胡寿松.科学出版社,科学出版社，2007年6月第五版.
关键词：地铁 BAS系统 环控 節能性
中图分类号：TE08 文章标识码：A文章编号：
1.BAS系统概述
地铁车站内环境监控BAS（Building Automation System）系统通过现代计算机技术、自动控制技术等实现对车站内环控、照明等系统机电设备的智能化控制。
2.BAS系统的基本功能
2.1基本功能
BAS 系统主要实现对地下车站和区间隧道的空调通风、给排水、电梯等设备的自动化监控和管理，确保上述设备的安全运行，并维持车站和区间隧道适宜的温度、湿度。在发生火灾、列车阻塞等事故情况下，能够及时迅速地转入灾害运行模式，保护乘客安全。同时，能根据不同的气象条件与列车运营状况自动按照设定的模式运行，在满足要求的前提下，尽可能降低车站设备的运行能耗。
3.BAS系统网络结构及接口
3.1BAS系统构成
BAS系统主要由监控计算机、IBP盘、PID控制软件、网络交换机、数据接口等组成。车站BAS系统按照优先控制级别分为中央级、车站级、就地级，三级控制方式对地铁站内机电设备进行监控。
图1 BAS系统网络结构
3.2 BAS系统接口
BAS通讯接口对象主要有：风机、风阀、水泵、水阀、电梯、配电箱、屏蔽门、信号、门禁、FAS等。
4.BAS系统在环控的应用
4.1环控系统组成
大系统—车站公共区空调系统、防排烟系统；
小系统—车站设备用房空调风系统、通风系统、防排烟系统；
水系统—车站制冷设备系统、空调水系统；
隧道通风系统—区间隧道正常及紧急情况下通风、排烟系统。
4.2大小系统空调基于热焓的模式控制
4.2.1空调季小新风模式
当室外空气焓值大于车站回风空气焓值：即iw ＞ir时，属于盛夏季节。这时由于回风焓值低于室外空气焓值，为节约能量，充分利用室内回风，空调系统采用最小新风量降温除湿工况。采用此工况时，BAS系统按比例连锁调节新风阀和回风阀开度，使一部分回风排出车站外，另一部分回风按最小新风比与新风混合，再经表冷器冷却后送风，表冷器的空气处理过程时降温减湿。
4.2.2空调季全新风模式
当室外空气焓值不大于车站回风空气焓值：即iw ≤ ir时，这时开始进入夏季或秋季，是过渡季节。由于回风焓值总是高于室外空气焓值，如果利用回风，则其与新风混合后的空气焓值一定比新风的焓值高，必然增加空调机的负荷。为节约能量，空调系统采用全新风降温除湿工况。采用此工况时，BAS系统关闭回风阀门，打开新风阀门，全部采用室外新风，经表冷器冷却后送风，表冷器的空气处理过程时降温除湿过程。空调器处理室外新风后送至空调区域，排风则全部排至车站外。
4.2.3非空调季模式
当室外空气温度不大于车站空调送风温度，即Tw ≤ To 时，进而冬季，采用通风工况。停止冷水机组运行，外界运行不经冷却处理直接送至车站公共区，排风则全部排出车站外界。
4.2.4基于热焓的运行模式
大系统运行模式分为：站厅层和站台层，如下表1所示。
小系统运行模式又可按照构成分为若干个子系统。如下表2所示。
主要工况：空调季节小新风、空调季节全新风、非空调季节通风。
I工况： ir
III工况： Tw≤To 通风工况
iw--车站室外空气焓值 ir--车站回风空气焓值
To--车站空调送风温度 Tw--室外空气温度
表1 大系统运行模式
表2小系统运行模式
4.2.5隧道通风系统运行模式
地铁车站隧道通风分为正常、阻塞、火灾、检修、测试等运行模式。
4.2.6模式间转换的可靠性
BAS系统为避免的环控各控制模式间的混淆及防止控制模式在转换点频繁转换出现差错，设置迟滞区及设置最小维持时间，保证了系统的可靠性。
4.3监测参数
（1）送风主干风道末端静压；
（2）送、回风前后风道压差；
（3）送风管道的温度；
（4）回风管道的相对湿度。
4.4自动调节
（1）送风量的自动调节；
控制流程为：送风干管末端的风道静压—PID—变频器—风机转速—稳定末端静压(新平衡点) 。
（2）回风机自动调节；
（3）相对湿度的自动控制；
（4）新风、回风、排风电动阀调节（焓值计算）。
4.5水系统运行监控
BAS系统在水系统运行中主要任务为：
（1）对冷站所辖设备进行状态监视、控制和故障报警。通过主控系统获取相关车站的参数，在冷站监控工作站进行监视，并参与系统的控制。
（2）监视和记录冷站设备的温度、湿度、流量、压力等工艺参数。
4.5.1集中冷站二次泵变流量调速控制
（1）二次泵控制方式：定—变速泵系统，采用压力或压力差控制；
（2）压力控制点设置在冷冻水进回水总管上；
（3）水力平衡与压力脉冲控制增加、减少运行泵控制；
（4）PID控制流程：压力传感器信号—PID—变频器—水泵转速—压力平衡。
4.6.4水系统运行模式
表3水系统运行模式
5.BAS系统方案的优势
（1）全系统采用统一的高端控制器；
（2）控制器采用硬冗余方案，真正做到无扰切换；
（3）监控组态、运行软件采用无限点，高于规范要求；
（4）交换机采用德国赫斯曼工业交换机，平均无故障时间达22.5年；
（5）二通流量调节阀所有口径阀门工作压力为1.6MPa，很好适应了压力脉冲；
6.BAS系统节能分析
在地铁空调系统运行能耗中，风机能耗所占比例最大。实现风机变风量最有效、最节能的方法是对风机进行变频调速。变频调节具有可无级调节、调节范围大、调节灵活等优点，可以实现对风量的准确控制，并保持风机的效率不因风量的减小而减小，从而达到明显的节能效果。
BAS系统控制条件下，车站大空调系统与小空调系统根据温度变化情况，由后台程序判断是否需要冷机开启及相应模式。在夏季，一般大空调系统采用最小新风模式或只排不送模式；小空调系统一般采用最小新风模式或通风模式。大空调系统的送风机及回排风机的频率根据温度反馈情况20-35Hz内自动进行PID 调节。
参考文献：
[1] 图象通信与监控系统[M].李振玉.中国铁道出版社[北京],1994年.
[2] 一种可视化智能户外监控系统[J].刘晓冬.中国图象图形学报,2000年.
[3] 自动控制原理.胡寿松.科学出版社,科学出版社，2007年6月第五版.