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,同时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。南京地铁的BAS系统是清华同方继伊朗德黑兰地铁一号线和二号线之后承接的又一个BAS系统工程。基于对地下热环境研究的丰富成果以及德黑兰地铁的成功经验,清华同方为南京地铁量身定做,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一下几方面:
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通过复杂的系统计算机,采用建筑窨蓄冷技术,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,还解很好地解决温升难题。
有效防灾,防患未然。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使如站台时,系统也可以通过启动紧急状态,确保隧道内空气流通,以保证车厢内被困的乘客有充足的氧气呼吸。
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。节能是南京地铁智能化环境监控系统的另一大特色,即综合考虑了车流、客流、车站设备、新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。
在我国地铁行业刚刚起步,经验不足,降低地铁造价和运行费用的问题已受到普遍的关注。地铁机电设备监控系统对于提高地铁的运营经济性的作用,越来越受到业内的普遍重视。
多重软件系统保驾护航
南京地铁环境控制系统的解决方案中,采用了一系列先进的软件技术,共同确保以上应用效果的达成。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,也是发展地铁在线优化控制等软件的一个必备工具。地铁环境模拟预测软件包括以下三个模块:
1)地铁热环境模拟分析软件STESS:是建立在“地铁热环境动态仿真模型”基础上的,此模型将整个地下铁道作为一个完整系统,分析在列车活塞风作用






