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【摘要】 随着经济的发展，城市交通的建设越来越发达，尤其是地铁的建设，为人们的出行交通提供了巨大的方便。在地铁中分布着各种机电设备，这些机电设备的主要任务就是保证乘客的的乘车舒适。机电设备的种类繁多、分布广泛、控制复杂，如何将其有效的管理，是值得研究的一个课题。而BAS系统正好能够满足这种需求，其通过采用现代计算机和网络系统来对地铁上的各种机电设备进行自动化管理，来提高地铁的安全运行。基于此，文章对BAS系统可靠性进行综合的分析，以期能够提供一个借鉴。。
【关键词】 城市交通；BAS系统；可靠性
1.BAS系统的主要作用
1.1支持全局性的监控和管理。运用于各种数据设备设置，实现区域性监控手段。
1.2监控并协调地铁全线各个车站的空调设备、各线区间通风设备、隧道区间排水、冷水系统设备和自动扶梯等机电设备的正常运行。
1.3对车站各种机电设备进行管理和统计，设备出现故障时发出警报，有传输功能。
1.4在发生火灾等危险时控制环控设备运行灾害模式，能够接收地铁FAS系统发出的报警信息。
1.5针对地铁环境的湿度、温度及水系统运行参数的检测和分析。
1.6保证BAS系统时钟同步。
2.BAS系统的功能
BAS系统的实施方案有很多种，要根据实际情况来选择合理有效的方案。BAS主要由中央级、车站级、现场级等功能构成。
2.1中央级功能。BAS系统的监控核心主要是中央级监控系统，它的功能设计面向整个地铁的运营、监控、管理和维护。主要突出日常调解和防灾指挥功能。应用于机电设备运营管理中的数据设置、遥控、组控和模式控制等功能，为环控技术提供全局性和高效实用性的监控操作。
2.2车站级功能。车站BAS系统是以车站为单位的独立系统，只负责完成车站内的BAS系统功能。主要负责采集信号、转换和传输、显示与诊断、单台设备的控制和联锁的功能。
2.3现场级功能。现场级控制器能对单台设备进行现场控制，满足设备的现场调试要求。
3.应用现状
3.1监控范围
某市轻轨全线分东西两段，共19个站，东段共14个站为地上站，西段5个站为地下站。
3.2系統构成
该市轻轨BAS系统分中央级、车站级和现场级三级监控，在中央级、车站级进行系统管理。同时在车辆段设置自动化维修车间，行车调度指挥中心设置维修室，对设备进行维护。如图2所示，地下5站的BAS系统以100M光纤以太网相连，通过设置，可从任意一站点实现对5个站点设备的监控；站内设置独立光纤，各局域网通过网络连接设备形成环网，在环网各节点上的系统控制器可互通信息。但是BAS系统不单独设置全线以太环网，通过接入ISCS，依靠通信骨干网实现全线互连。
（1）中央级监控
（2）车站级监控
（3）现场级监控
2.3软件平台选择
2.4系统调试与试运行
（1）系统调试
BAS调试工作包括校线及软件配置检查、网络检查、信息点测试、通信接口测试和功能测试五大部分。通过调试工作，全面检验设备系统功能，验证是否达到地铁设计规范及环控工艺规定的要求，是地铁系统安全顺利投入运营的必要途径。总体上地铁BAS调试可以分为单设备系统调试和系统联调测试两个阶段。单设备系统调试包括系统运行功能检测、程序逻辑（模式）验证、系统内接口测试等，是系统联调测试的前提。系统联调测试则是系统投入实际运行前最重要的一个测试环节，包括系统间接口测试、系统总联调和运行测试。
（2）系统试运行结果分析
a.环境适应性指标
6号线BAS系统监控机电设备种类众多，但是这些设备多安装于控制室和机房中，仅有少量设备位于险道、风井内。因此，它们几乎不受物理冲击和粉尘腐烛。基于此，主要针对系统运行环境的温湿度、振动和电磁兼容能力来分析BAS系统的环境适应性。在6号线试运行期间，通过分析现场传感器采集的数据，对系统的运行环境进行及时调整，保证了各类机电设备均在适宜的环境下运行。
b.系统性能指标
系统性能指标反应BAS系统的整体性能表现，包括可靠性、实时性、稳定性、肝放性、可维护性等多个方面。考虑到地铁6号线运营时间较短，下面主要研究系统可靠性，对于系统的其他性能仅做初步的分析。
3.BAS系统可靠性分析
BAS系统可靠性性分析通常有网络法、马尔科夫法、故障树等。
3.1网络法通过建立模型的分析方法，是计算机可靠性定量计算方法，主要特点是依据系统的原理、可靠性等效的原则绘制网络可靠性框图，典型的方法有串联、并联系统模型的分析法。在串联分析法中，整体系统的可靠度是每一部分可靠度共同建立的，其关系如下：
3.2马尔科夫方法是模拟系统的离散或连续的随机变量，以系统状态空间图为分析对象，关注系统各状态之间转移的概率，状态间的转移频率由当前状态的概率及转移率决定，其分析条件是系统元件的失效及修复的条件概率是常数。
当系统达到极限时，系统极限状态概率为定值，此时随机转移概率矩阵P，与系统极限状态概率满足下列关系：
系统中各状态概率和为1.即，对单一可修复元件，该系统有两种状态：正常P0和故障P1，记作，其随机转移概率矩阵：
由及得其方程组：
可用概率：
对于城轨交通的BAS系统，其设备均按冗余配置，即两个相同元件构成的系统，对于主、备用设备的故障率为修复率为，这样的系统有三种状态，两个系统均工作的概率为P0，主系统故障、备用系统正常的概率为P1，主系统与备用系统均故障的概率为P2求其稳定可用概率为A，其随机转移概率矩阵：
同理得到方程组：
可用概率为：
可以看出在冗余配置的可修复系统的可用率大大提高，提高系统整体运行的可靠性，对于城轨交通行业，通常要求A为0.9999。
3.3故障树分析法，系统环境因素分析、系统可靠性设计。环境因素分析、电磁环境可靠性和质量管理偶密切的联系，可靠性更强调可用性，是代表全面质量管理，可靠性的研究可靠性对于产品质量的评估，需要明确界定使用条件一环境，故障树分析，是对复杂系统进行可靠性、安全性分析评价的一种方法，其原理是通过对造成系统故障的各种原因进行分析，利用演绎法，画出逻辑因果图，进而确定中间事件或低事件各种可能的组合方式及其发生的概率。
以供电单元可靠性分析为例：
大型交通枢纽BAS系统应采用UPS为系统内所有设备供电，电池后备时间超过 1 h，设置交流旁路，BAS系统UPS电源取自供配电系统双电源切换箱。正常情况下，UPS工作状态切换时间不超过 0.25 h。一般地，UPS 主要元器件逆变器的平均无故障工作时间MTBFI=48 200 h，15～40 kVA UPS 的MTBF=9万～22万h。设双电源切换箱正常工作概率Rdy（t）=1，可以得到UPS正常工作概率为：
结束语
地铁环控系统比较复杂而且特殊多变，对于硬件配置和软件功能都有特殊的要求，因此，在实际的运用中，在实践中不断提高，技术人员应该继续深入研究各种控制策略，提高地铁环境控制系统的自动化水平，
参考文献：
[1]李斌，许岗，王明辉.大型交通枢纽BAS系统可靠性分析[J].现代城市轨道交通，2009，01：19-22.
[2]赵军.轨道交通控制系统可靠性评价研究[D].大连海事大学，2013.
[3]林徐勋，隽志才，倪安宁.城市道路交通系统可靠性研究综述[J].计算机应用研究，2012，08：2817-2820.
【关键词】 城市交通；BAS系统；可靠性
1.BAS系统的主要作用
1.1支持全局性的监控和管理。运用于各种数据设备设置，实现区域性监控手段。
1.2监控并协调地铁全线各个车站的空调设备、各线区间通风设备、隧道区间排水、冷水系统设备和自动扶梯等机电设备的正常运行。
1.3对车站各种机电设备进行管理和统计，设备出现故障时发出警报，有传输功能。
1.4在发生火灾等危险时控制环控设备运行灾害模式，能够接收地铁FAS系统发出的报警信息。
1.5针对地铁环境的湿度、温度及水系统运行参数的检测和分析。
1.6保证BAS系统时钟同步。
2.BAS系统的功能
BAS系统的实施方案有很多种，要根据实际情况来选择合理有效的方案。BAS主要由中央级、车站级、现场级等功能构成。
2.1中央级功能。BAS系统的监控核心主要是中央级监控系统，它的功能设计面向整个地铁的运营、监控、管理和维护。主要突出日常调解和防灾指挥功能。应用于机电设备运营管理中的数据设置、遥控、组控和模式控制等功能，为环控技术提供全局性和高效实用性的监控操作。
2.2车站级功能。车站BAS系统是以车站为单位的独立系统，只负责完成车站内的BAS系统功能。主要负责采集信号、转换和传输、显示与诊断、单台设备的控制和联锁的功能。
2.3现场级功能。现场级控制器能对单台设备进行现场控制，满足设备的现场调试要求。
3.应用现状
3.1监控范围
某市轻轨全线分东西两段，共19个站，东段共14个站为地上站，西段5个站为地下站。
3.2系統构成
该市轻轨BAS系统分中央级、车站级和现场级三级监控，在中央级、车站级进行系统管理。同时在车辆段设置自动化维修车间，行车调度指挥中心设置维修室，对设备进行维护。如图2所示，地下5站的BAS系统以100M光纤以太网相连，通过设置，可从任意一站点实现对5个站点设备的监控；站内设置独立光纤，各局域网通过网络连接设备形成环网，在环网各节点上的系统控制器可互通信息。但是BAS系统不单独设置全线以太环网，通过接入ISCS，依靠通信骨干网实现全线互连。
（1）中央级监控
（2）车站级监控
（3）现场级监控
2.3软件平台选择
2.4系统调试与试运行
（1）系统调试
BAS调试工作包括校线及软件配置检查、网络检查、信息点测试、通信接口测试和功能测试五大部分。通过调试工作，全面检验设备系统功能，验证是否达到地铁设计规范及环控工艺规定的要求，是地铁系统安全顺利投入运营的必要途径。总体上地铁BAS调试可以分为单设备系统调试和系统联调测试两个阶段。单设备系统调试包括系统运行功能检测、程序逻辑（模式）验证、系统内接口测试等，是系统联调测试的前提。系统联调测试则是系统投入实际运行前最重要的一个测试环节，包括系统间接口测试、系统总联调和运行测试。
（2）系统试运行结果分析
a.环境适应性指标
6号线BAS系统监控机电设备种类众多，但是这些设备多安装于控制室和机房中，仅有少量设备位于险道、风井内。因此，它们几乎不受物理冲击和粉尘腐烛。基于此，主要针对系统运行环境的温湿度、振动和电磁兼容能力来分析BAS系统的环境适应性。在6号线试运行期间，通过分析现场传感器采集的数据，对系统的运行环境进行及时调整，保证了各类机电设备均在适宜的环境下运行。
b.系统性能指标
系统性能指标反应BAS系统的整体性能表现，包括可靠性、实时性、稳定性、肝放性、可维护性等多个方面。考虑到地铁6号线运营时间较短，下面主要研究系统可靠性，对于系统的其他性能仅做初步的分析。
3.BAS系统可靠性分析
BAS系统可靠性性分析通常有网络法、马尔科夫法、故障树等。
3.1网络法通过建立模型的分析方法，是计算机可靠性定量计算方法，主要特点是依据系统的原理、可靠性等效的原则绘制网络可靠性框图，典型的方法有串联、并联系统模型的分析法。在串联分析法中，整体系统的可靠度是每一部分可靠度共同建立的，其关系如下：
3.2马尔科夫方法是模拟系统的离散或连续的随机变量，以系统状态空间图为分析对象，关注系统各状态之间转移的概率，状态间的转移频率由当前状态的概率及转移率决定，其分析条件是系统元件的失效及修复的条件概率是常数。
当系统达到极限时，系统极限状态概率为定值，此时随机转移概率矩阵P，与系统极限状态概率满足下列关系：
系统中各状态概率和为1.即，对单一可修复元件，该系统有两种状态：正常P0和故障P1，记作，其随机转移概率矩阵：
由及得其方程组：
可用概率：
对于城轨交通的BAS系统，其设备均按冗余配置，即两个相同元件构成的系统，对于主、备用设备的故障率为修复率为，这样的系统有三种状态，两个系统均工作的概率为P0，主系统故障、备用系统正常的概率为P1，主系统与备用系统均故障的概率为P2求其稳定可用概率为A，其随机转移概率矩阵：
同理得到方程组：
可用概率为：
可以看出在冗余配置的可修复系统的可用率大大提高，提高系统整体运行的可靠性，对于城轨交通行业，通常要求A为0.9999。
3.3故障树分析法，系统环境因素分析、系统可靠性设计。环境因素分析、电磁环境可靠性和质量管理偶密切的联系，可靠性更强调可用性，是代表全面质量管理，可靠性的研究可靠性对于产品质量的评估，需要明确界定使用条件一环境，故障树分析，是对复杂系统进行可靠性、安全性分析评价的一种方法，其原理是通过对造成系统故障的各种原因进行分析，利用演绎法，画出逻辑因果图，进而确定中间事件或低事件各种可能的组合方式及其发生的概率。
以供电单元可靠性分析为例：
大型交通枢纽BAS系统应采用UPS为系统内所有设备供电，电池后备时间超过 1 h，设置交流旁路，BAS系统UPS电源取自供配电系统双电源切换箱。正常情况下，UPS工作状态切换时间不超过 0.25 h。一般地，UPS 主要元器件逆变器的平均无故障工作时间MTBFI=48 200 h，15～40 kVA UPS 的MTBF=9万～22万h。设双电源切换箱正常工作概率Rdy（t）=1，可以得到UPS正常工作概率为：
结束语
地铁环控系统比较复杂而且特殊多变，对于硬件配置和软件功能都有特殊的要求，因此，在实际的运用中，在实践中不断提高，技术人员应该继续深入研究各种控制策略，提高地铁环境控制系统的自动化水平，
参考文献：
[1]李斌，许岗，王明辉.大型交通枢纽BAS系统可靠性分析[J].现代城市轨道交通，2009，01：19-22.
[2]赵军.轨道交通控制系统可靠性评价研究[D].大连海事大学，2013.
[3]林徐勋，隽志才，倪安宁.城市道路交通系统可靠性研究综述[J].计算机应用研究，2012，08：2817-2820.