隨著高速鐵路的不斷發(fā)展，鐵路設(shè)備的管理越來越集成化、智能化。近年來，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文針對烏魯木齊動車運用所的特點，對FAS系統(tǒng)（火災(zāi)自動報警系統(tǒng)），BAS系統(tǒng)（環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)），智能照明系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，提出具有參考價值的綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，使動車運用所運行管理更加安全、可靠。

【關(guān)鍵詞】綜合監(jiān)控系統(tǒng) BAS系統(tǒng) FAS系統(tǒng) 智能照明系統(tǒng)

1 概述

動車運用所主要是為動車組提供停放、檢修、調(diào)試等工作，辦公及檢修房屋面積大，工作人員多，設(shè)備種類多。為保證人員及設(shè)備安全，在動車運用所需設(shè)置BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)。在以往動車運用所設(shè)計方案中，普遍采用三個系統(tǒng)分別獨立組建的方案。本次設(shè)計為保證各個系統(tǒng)的安全性、可靠性，適用性，減少系統(tǒng)的維修工作量及維護(hù)成本，本次監(jiān)控系統(tǒng)采用綜合監(jiān)控方案。

1.1 設(shè)計原則

1.1.1 保證系統(tǒng)的先進(jìn)性和適用性

系統(tǒng)的技術(shù)性能、功能和質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

1.1.2 可靠性原則

在系統(tǒng)設(shè)計中充分考慮到可能出現(xiàn)的各種情況，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，減少系統(tǒng)故障，保證系統(tǒng)具有良好、持續(xù)的運行性能。

1.1.3 開放性原則

在硬件平臺、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信接口和通信規(guī)約等各層面都遵循了開放性的設(shè)計原則，使系統(tǒng)具有良好的兼容性、擴(kuò)充性和伸縮能力。

1.1.4 實現(xiàn)一體化控制要求

能夠?qū)崿F(xiàn)各個系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)和信息，實現(xiàn)報警聯(lián)動和一體化監(jiān)控。

2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能

2.1 FAS-火災(zāi)自動報警子系統(tǒng)

火災(zāi)自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)（簡稱FAS系統(tǒng)）具有自己的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和布線系統(tǒng)，以實現(xiàn)在任何情況下，該系統(tǒng)都可以獨立的操作，運行和管理。隨著計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)AS系統(tǒng)已具有與其他智能自動化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)能力。火災(zāi)報警系統(tǒng)的功能：火災(zāi)報警功能，自動噴淋滅火功能，報警聯(lián)動功能。火災(zāi)報警系統(tǒng)的組成：火災(zāi)監(jiān)控管理中心；控制盤，樓層、區(qū)域顯示盤；探測器：離子式感煙探測器、光電式感煙探測器、感溫探測器、復(fù)合探測器等；模塊：監(jiān)視模塊、控制模塊、隔離模塊；手動報警器、聲光報警器、火警電話等。

2.2 BAS-環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)

建筑機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱BAS系統(tǒng)）， 主要負(fù)責(zé)對空調(diào)、新風(fēng)機(jī)組、暖風(fēng)機(jī)、熱氣幕機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、照明、潛污泵等設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行自動監(jiān)視、控制和管理，以達(dá)到節(jié)省能源、節(jié)省人力、提高安全水平和管理水平的目的。

機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用分層、分布式結(jié)構(gòu)，由中央監(jiān)控站、分站、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及通信網(wǎng)絡(luò)組成。

中央監(jiān)控站由BAS工作站、管理網(wǎng)絡(luò)、電子值班系統(tǒng)、打印機(jī)及UPS等組成，負(fù)責(zé)動車運用所內(nèi)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)視和控制。

分站主要包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、DDC、通信設(shè)備，配套的機(jī)柜、I/O模塊等。安裝在機(jī)電設(shè)備相對集中的區(qū)域，完成對通風(fēng)、空調(diào)、給排水設(shè)備等的監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器負(fù)責(zé)中央監(jiān)控站與智能控制器的連接；智能控制器負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和智能控制，采用現(xiàn)場總線接口相互連接，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接入監(jiān)控層工業(yè)以太網(wǎng)。

現(xiàn)場層包括各種傳感器、智能儀器儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，負(fù)責(zé)機(jī)電設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集，包括模擬量、交流量、開關(guān)量、脈沖量、數(shù)字量等；接收控制器和上級主站的命令，通過開關(guān)、閥門（執(zhí)行器）、調(diào)節(jié)器等輸出控制；許多情況下，現(xiàn)場需要配置手動操作機(jī)構(gòu)，以便現(xiàn)場維護(hù)、維修或緊急情況下完成操作任務(wù)。

通信網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

2.3 智能照明系統(tǒng)

室外智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與BAS系統(tǒng)類似，利用了先進(jìn)的電子技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對室外照明進(jìn)行實時監(jiān)控、調(diào)節(jié)，以節(jié)省能源、延長光源壽命、提高照明質(zhì)量。

3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案

3.1 傳統(tǒng)方案

BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)，一般實行兩級管理（中心級、站點級）、三級擴(kuò)展（中心級、站點級、現(xiàn)場級）。目前鐵路動車運用所及類擬工程通用做法是3個系統(tǒng)獨立組建，各自擁有自己的各級設(shè)備和傳輸網(wǎng)絡(luò)，分別完成各自的監(jiān)控功能。BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)設(shè)通信接口，F(xiàn)AS系統(tǒng)通過接口向BAS系統(tǒng)發(fā)出指令，BAS系統(tǒng)啟動相應(yīng)的火災(zāi)模式。

3.2 綜合方案

BAS系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)在監(jiān)控中心和現(xiàn)場進(jìn)行綜合，因FAS系統(tǒng)主站與BAS系統(tǒng)因布置位置不同而單獨設(shè)置，但三個系統(tǒng)共用通信通道及現(xiàn)場設(shè)備，實現(xiàn)資源共享、信息互通、協(xié)調(diào)管理。

BAS系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)在監(jiān)控中心統(tǒng)一設(shè)置工作站、服務(wù)器，F(xiàn)AS系統(tǒng)在消控中心設(shè)置工作站、服務(wù)器；傳輸網(wǎng)絡(luò)則利用綜合布線系統(tǒng)將BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)組成冗余光纖環(huán)網(wǎng)，采用雙網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸，三個監(jiān)控系統(tǒng)在物理上接入同一個光纖環(huán)網(wǎng)，利用VLAN虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獨立設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)并通過通信接口進(jìn)行通信。

正常工況時，BAS系統(tǒng)對動車運用所內(nèi)機(jī)電設(shè)備按正常模式進(jìn)行監(jiān)控，火災(zāi)時，設(shè)備監(jiān)控（BAS）系統(tǒng)的控制器直接接受FAS報警控制器的指令，將正常工況轉(zhuǎn)入火災(zāi)工況，火災(zāi)工況具有優(yōu)先權(quán)。保證系統(tǒng)響應(yīng)的實時性。

3.3 綜合方案的優(yōu)勢

（1）BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)存在互補(bǔ)性和依賴性。設(shè)備監(jiān)控（BAS）系統(tǒng)可以完成正常工況下相關(guān)設(shè)備的控制，而火災(zāi)工況下，需要防災(zāi)報警（FAS）系統(tǒng)確認(rèn)火災(zāi)，并指定火災(zāi)運行模式指令發(fā)送給設(shè)備監(jiān)控（BAS）系統(tǒng)執(zhí)行。因此單個系統(tǒng)難以完成消防控制過程，需要兩個系統(tǒng)相互配合、協(xié)調(diào)工作。綜合后系統(tǒng)更加符合系統(tǒng)運行特點，提高智能化水平，方便運營管理。

（2）BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)進(jìn)行綜合可以節(jié)約投資。綜合后由于減少了監(jiān)控中心、現(xiàn)場通信設(shè)備及通信線路，可以節(jié)約投資，減少值班及維護(hù)人員，減輕維護(hù)工程量。

（3）BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)具備綜合的條件和成熟的技術(shù)。

3.4 方案實施

烏魯木齊動車運用所綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)是建立在一個人性化、可靠、穩(wěn)定并具有良好電氣性能的綜合布線基礎(chǔ)之上。作為弱電系統(tǒng)核心建設(shè)的基礎(chǔ)，要求系統(tǒng)為星型樹狀結(jié)構(gòu)，支持信息傳輸和連接，滿足多種設(shè)備和多種終端的接入，并支持VLAN虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而將BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)融合在一起。

主干網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)管型全千兆交換機(jī)搭建而成的，如圖1所示。該主干網(wǎng)絡(luò)支持TurboRing和TurboChain自愈技術(shù)，同時支持RSTP/STP和MSTP網(wǎng)絡(luò)冗余，可以使網(wǎng)絡(luò)在任何情況下都保持通暢。

支線網(wǎng)絡(luò)采用小型光交換機(jī)，組建點對點百兆光纖網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。

由于各個監(jiān)控系統(tǒng)處于同一網(wǎng)絡(luò)，為強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全、控制不必要的數(shù)據(jù)廣播，利用主干交換機(jī)的虛擬網(wǎng)絡(luò)（VLAN）功能進(jìn)行相應(yīng)配置，將各個系統(tǒng)安排在不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)工作組中，如圖3所示。這樣，網(wǎng)絡(luò)中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡(luò)中的地理位置限制，而完全根據(jù)管理功能來劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和重組的管理功能。在同一個VLAN中的工作站，不論它們實際與哪個交換機(jī)連接，它們之間的通訊就好象在獨立的交換機(jī)上一樣，同一個VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到，而不會傳輸?shù)狡渌腣LAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

目前，烏魯木齊動車運用所綜合監(jiān)控系統(tǒng)已投入使用，它提高了綜合管理和綜合防災(zāi)能力，并實現(xiàn)多專業(yè)的系統(tǒng)集成、資源共享、信息互通，提高系統(tǒng)的反應(yīng)能力和速度，簡化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，達(dá)到了提高動車運用所的安全性、可靠性和適用性的要求。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

李樹全（1982-），男，江蘇省連云港市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司工程師，主要研究方向為鐵路電力設(shè)計。

作者單位

中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 陜西省西安市 710043

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