地铁能源管理系统设计

地铁能源管理系统设计（精选7篇）

地铁能源管理系统设计 篇1

引言

现今中国进入了城市轨道交通建设的高速发展期, 有许多的城市已修建轨道交通系统, 而城市轨道交通主要的耗能方式就是用电, 那么节能减排是它的必由之路。在节能减排之前, 首先是建立能耗的远程监控及节能措施效果评价体系。

1 地铁能源计量现状分析

目前地铁车站已有低压配电监控系统、环控电控系统、以及部分线路的电度计量, 上述系统基本功能是完成低压配电及环境控制, 重要负荷如400V低压进线等装设有多功能测量表计, 用于电度计量。当前的能耗统计模式主要以人工为主, 采取定期或巡检模式进行抄表, 通过人工统计形成能耗报表, 已具备信息化基础, 但仍有以下需完善的空间:

1.1 现场能耗未按大型公建信息化标准分类分项的原则进行精确统计。

1.2 能耗精细化程度不够, 无法获得更详细的能耗数据, 如其中空调设备耗电量、站台照明耗电量、商业 (含广告灯) 类耗电量等等细化能耗数据无从获得。

1.3 人工抄表导致数据的实时性较差, 并无法形成时间颗粒度更完整的能耗时间报表。

1.4 车站能耗与客运量间的对应关系以及客运量对能耗产生的影响估量颗粒度较粗。

1.5 办公能耗与运营能耗的分配比例数据未能实现自动获取, 实时变化率统计需消耗较大工作量。

1.6 当前的能耗管理的自动化程度和实时性仍有提高的空间。

1.7 随着地铁线路不断增加, 将面临庞大的能耗数据统计工作。

2 能源管理系统改造方案

2.1 实施方式

为尽快验证能源管理系统的实际能力, 降低工程量, 我们将降压所、混合所及环控所部分重要回路中加装计量多功能表计采集能源数据, , 通过现有OA网络完成能源数据传输至能源管理系统后台, 并保留接口连接至骨干网络将数据传送至控制中心。

2.2 管理系统架构

车站站厅四端各设一台电能采集器, 用于采集本端站厅及站台的所有电表值。采集器与公司的OA网络相连。OCC中心设置一台能源管理服务器, 用于运行能源管理软件, 处理各种数据, 并将各种数据发布到web上, 分公司的办公电脑上都可以查看各种能源数据 (可设置不同权限) 。中心再设置一台磁盘阵列, 用于存储数据。

2.3 数据采集点选择及设备选型

标准车站现场共有1个降压变电所、1个混合变电所、2个环控室。

根据能源管理系统的设计思想、管理需求, 对低压配电室和环控电控室的采集点选择和电参量采集设备选型如下:

采用的智能仪表分为两种, 一种是用在进线回路的多功能电力监控仪表, 一种是用在馈线回路的多功能电度表。两种智能仪表需具备的功能如下:

多功能电力监控仪表:

测量三相相/线电压及不平衡率、三相电流及不平衡率、零序电流、有功/无功/视在功率、有功/无功/视在功率因数、频率、双向四象限电度统计;电压、电流测量精度0.5%, 有功电度测量精度1%;具备简单电能质量分析功能, 支持2-31次电流电压谐波百分比和有效值测量, 支持需量计算功能, 支持谐波电度计算;支持复费率电度、历史电度统计功能;大屏幕液晶显示;至少一路RS485通信接口, 支持MODBUS协议, 支持扩展RS485或高速Profibus通讯接口;具备多种智能型可扩展模块;具备相序纠错功能, 端口抗强电能力;具有强抗干扰能力及掉电保护功能, 满足IEC标准:

85V～265V交直流电源, 功耗小于2W;工作环境-10℃-55℃, 湿度5-95%, 无凝露。

多功能电度表:

测量三相相/线电压、三相电流、有功/无功/视在功率、有功/无功/视在功率因数、频率、双向四象限电度统计;电压、电流测量精度0.5%, 有功电度测量精度1%;支持复费率电度、历史电度统计功能;大屏幕液晶显示;一路RS485通信接口, 支持MODBUS协议;具备两路隔离光脉冲电度输出;具有强抗干扰能力及掉电保护功能, 满足IEC标准:

85-265VAC/45-65Hz, 100-300VDC电源, 功耗小于2W;工作环境-10℃-55℃, 湿度5-95%, 无凝露。

根据配电系统图的分析, 采集点选择如下。

照明系统:工作照明、应急照明 (包括疏散指示) 、广告照明。

扶梯系统:自动扶梯、直梯。

弱电系统:信号、通信、综合监控、AFC。

环控系统:冷水机组、空调风机、风柜、隧道排热、排风机、回排风机。

牵引系统:;列车牵引。

其它:商铺、物业、银行。

2.4 采集设备安装方案

采集设备包括互感器和智能电表, 需将采集设备安装在现有的低压、环控配电柜内。安装难点如下:

(1) 现有电缆长度无法接入互感器中; (2) 需在现有配电柜上安装智能电表, 但需考虑保持柜体防护等级不降低。

针对以上难点, 提出以下安装方案:

(1) 智能电表选用面板式:

在电缆小室面板上开孔安装的多功能电力监控仪表和多功能电度表 (三相智能数显仪表) ;互感器均为高精度开口互感器, 无需对一次线路进行改造即可完成互感器的安装。

2.5 通讯系统实施方案

该站所有智能电表采集的数据上传到数据采集器, 然后通过OA网络将各智能电表数据传送到中心服务器集中处理。具体方案如下:

(1) 智能电表与数据采集器之间采用RS485总线通讯方式; (2) 选择RVSP2*1.0屏蔽双绞线作为通讯介质; (3) 通讯协议采用MODBUS协议。

2.6 能源管理系统实现功能

2.6.1 完成能耗的分类分项的精确统计, 解决能耗具体分配比例的问题。

2.6.2 提供按小时、日、月分类方式的能耗报表, 并提供分类分项的时刻能耗报表, 解决较精细时间颗粒度的分时能耗统计的问题。

2.6.3 系统采用统一的对时及同步数据采集, 解决能耗数据统计不实时和统计时间不一致的问题。

2.6.4 关联其他系统, 获取客流量等数据, 计算出单一乘客的能耗数据, 解决较细颗粒度的客运量对能耗的影响的评估问题。

2.6.5 依照设备运行的时间规律及运行特性, 实时监控设备能耗状况, 帮助判断特定设备能耗在特定时间是否异常, 提高管理水平。

2.6.6 精确计算总能耗情况, 实现自动抄表功能。

3 改造风险与对策

3.1 电气改造的风险

因本次为改造项目, 需在现有的二次电气回路中增加部分采集点设备, 具体做法是将部分二次电气回路穿过互感器, 并将互感器二次接线引入到采集点设备。在施工期间应防范以下风险:

(1) 施工人员触电危险; (2) 在重要配电室进行切割作业, 需防范发生火灾; (3) 施工时导致其他一、二次线路松脱。

3.2 应对措施

3.2.1 施工改造时间安排在运营结束后进行, 对配电柜停电、验电、挂牌。

3.2.2 在重要配电室进行切割作业时, 需对配电室内各设备箱、配电柜内做好遮挡措施, 提前准备灭火设备。

3.2.3 施工完成后需对配电柜进行功能测试。

4 结束语

未设置能源管理系统的能耗统计数据绝大部分均是通过人工记录而且只进行总体的宏观统计, 没有对各用能单位进行微观统计, 无法对用能情况进行精细化管理。借助能源管理系统完善能源计量监测, 实现计量数据的自动采集、统计分析、能源平衡预测, 从而保证用能的持续、稳定和高效管理, 消除或减少能源的放散损失以及避免人工干预统计所产生的差错。深圳地铁三期工程也将全部设置能源管理系统。本文从根据车站配电系统现状, 提出能源计量改造技术方案, 为已建地铁加装能源管理系统提供参考和借鉴。

摘要：探讨已建地铁内的供电系统能耗计量技术改造方案。构建整体能源管理系统, 实现对能源进行管理, 达到节能减排目的。

关键词：计量改造,能源管理,节能减排

参考文献

[1]GB50157-2003地铁设计规范[S].

[2]龙潭.地铁能源管理系统[J].城市轨道交通研究, 2010 (2) .

地铁能源管理系统设计 篇2

通信

通信系统是轨道交通运营指挥、运营管理、公共安全治理、服务乘客的网络平台，它是轨道交通正常运转的神经系统，为列车运行的快捷、安全、准点提供了基本通信保障。通信系统在正常情况下应保证列车安全高效运营、为乘客出行提供高质量的服务保证；在异常情况下能迅速转变为供防灾救援和事故处理的指挥通信系统。

 主要设计规范及标准

《地铁设计规范》（GB50157-2013）《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104-2008）《铁路通信设计规范》（TB10006-99）

《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）

《民用闭路监视电视系统工程设计规范》（GB50198-94）《本地通信线路工程设计规范》（YD5137-2005）《通信管道与通道工程设计规范》（YD5007-2003）《数字同步网工程设计暂行规范》（YD/T5089-2000）哈尔滨市有关地方法规、标准 国际标准化组织（ISO）相关标准 国际电工技术委员会（IEC）相关标准 国际电气与电子工程师协会IEEE有关协议

国际电信联盟ITU-T、国际无线电咨询委员会CCIR的有关建议 欧洲邮政及电信联盟CEPC最新文件及其附件 电子工业协会（EIA）的有关标准

 一般要求

1.通信系统是指挥列车运行，进行运营管理、公务联络、提高乘

13—1 通信

客服务水平和传递各种信息的重要手段，应能传递语音、文字、数据、图像等，并具有网络监控、管理功能。因此，必须建立一个可靠、易扩充、组网灵活、各种信息的综合数字通信网。

2.当出现紧急情况时，本系统应能迅速及时地为防灾救援和事故的指挥提供通信联络。

3.通信设备的选型，应在满足系统功能的基础上优先选择国产设备，对于国内尚不能满足功能的设备，应进行充分比选后选择引进。

4.设计范围

哈尔滨轨道交通1号线四期工程线路全长2.3km，全部为地下线，全线设2座车站，控制中心利用清滨公园控制中心（已建成）。

通信系统设计范围为上述工点及线路所有通信线缆、系统设备及相关设施，系统由专用通信系统、公用通信系统、公安通信系统三部分组成。

专用通信系统由传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、闭路电视监控系统、广播系统、乘客信息系统、时钟系统、办公数据网络及综合布线系统、集中告警系统、电源系统组成。

公安通信系统由公安无线系统、消防无线系统、治安动态视频监控系统、公安专网系统组成。

公用通信系统由传输系统、公用无线引入系统、电源系统及集中监测告警系统组成。

 基本技术要求

1.本系统及设备应是技术先进、价格合理、安全可靠、组网灵活，并代表当前通信发展要求的成熟技术。

2.通信系统主要设备和模块应具有自检功能，并采取必要的冗余，避免单点故障引起全网故障。

3.本系统中各子系统发生故障时，应具有降级使用功能和对重要通道的备用手段，以保证系统基本功能。

4.通信系统主要设备应采用模块化结构，易于扩展和平滑升级。

13—2 通信

5.通信系统应采用支持符合国际标准和工业界标准的相关接口，能与其它相关系统或业务部门实现可靠的互联，并应选择广泛应用的标准协议。

6.本系统应选用体积小、重量轻、耗能少、防尘、防锈、防震、防潮、防晒的设备和材料。

7.本系统设计应充分考虑电下铁道的特性，应采用抗电气干扰强的设备和电缆，并采取必要的防护措施。

8.光缆、电缆应采用阻燃、低烟、低毒、防蚀的产品，并应考虑防鼠害和防迷流腐蚀。

9.本线作为1号线一、二、三期工程的延伸段，因此，在整体上应与既有的1号线通信系统组成统一的通信网，充分考虑对控制中心级设备系统的改造、衔接。该网络与既有1号线一、二、三期工程的通信网络应组成功能完整统一、便于维护管理的网络，以实现控制中心对全线的协调统一管理。

10.本系统应满足下列工作环境条件：

(1)环境温度：0℃~50℃（室内）；-40℃~65℃（室外）

(2)相对湿度：25℃时30%~75%（室内）；35℃时10%~95%（室外）。(3)防护等级：IP50（室内）；IP65（室外及区间）。(4)设备限高：室内≤2200mm，区间内不超过设备限界。(5)冷却方法：自然风冷或强迫风冷。

(6)负载承荷：≤600kg/m2。（通信设备）；≤1000kg/m2。（通信电源）耐机械冲击：10g 耐机械振动：5~20Hz时，5mm（振幅）；

 13..1 专用通信系统 传输系统

传输系统应满足1号线四期工程对于传递语音、数据、文字、图像等业务信息的需要，具有多功能、大容量、高可靠并能进行集中维护管

13—3 20~100Hz时，1.4g（室内），4.2g（区间隧道）通信

理的数字传输网，与既有1号线一、二、三期工程传输子系统构成一个完整统一的传输网络。

1.系统功能

(1)传输系统应具备在沿线各车站自由上下话路、使用灵活及易于扩展的功能。

(2)传输系统应具备设于不同光缆路径的主备光通道，同时系统应具备通道保护或复用段保护功能。在出现故障时能自动倒换，且倒换时间小于50ms。

(3)系统应有功能完善的网络管理功能及硬件设施，所有站的配置及其它调整均应能在控制中心的操作终端上遥控完成。

(4)传输系统的设计容量除应满足本线路的各专业需求外，还应充分考虑满足远期发展的需求，并宜预留30%的余量。

2.传输的信息内容

(1)各车站各种调度电话及自动电话用户的语音信息。(2)无线基站和主交换机的话音及控制信息。

(3)控制中心至各车站的电视监视、广播、乘客信息、时钟等系统的语音、数据、图像、视频信息及其控制信号。

(4)各种自动化系统，包括信号系统(ATS)、电力监控系统（SCADA）、防灾报警（FAS）系统、自动售检票（AFC）及的办公自动化（OA）等系统等所需的各种数据信息。

3.系统结构

本工程应结合既有1号线一、二、三期工程系统组网情况，从通信系统的各种业务功能出发，推荐最为适用的传输方案，线路传输速率不宜低于2.5Gb/s。

传输系统须采用环状网络结构，各节点宜隔站连接以保证系统的可靠性和安全性。传输系统的自愈功能设置主备光通道，并分设与区间两侧的光缆中，具备手/自动切换，切换时，不影响传输质量。

在各车站分别设置传输节点设备，控制中心设备及网管宜采用扩容方案，网管设备具备对所有节点进行远程在线管理。

13—4 通信

4.系统统接口配置类型

传输系统配置的接口种类根据相关各系统的使用要求，经过协调后确定。为了降低系统的运行代价，简化维护过程，减少维修困难，提高系统的适应能理，应尽量使用较少的接口种类。

系统配置的各类用户接口应具有足够的容量来满足近远期对系统的扩展要求，以及与其它轨道交通线路接入和可能的扩充。系统配置的主要的接口种类如下：

(1)光纤传输线路接口

(2)标准的G.703 2M（基群）接口

(3)以太网接口，接口速率为10M/100M/1000M

(4)低速数据接口RS-232，RS-422，RS-485，2.4~19.2kbps(5)网络管理接口(6)时钟输入/输出接口

(7)其它经系统设计后确认所需的接口 5.传输线路

从控制中心至各车站之间，分别在区间两侧弱电桥架上各敷设1条48芯单模光缆及一条20P市话电缆。光缆宜采用符合ITU-T建议的G.652b双窗口单模光纤。无特殊分歧需求时，除长大区间外，光缆在区间内不得接续。干线电缆为光传输系统故障等情况下提供必要的备用调度通信。干线通信光电缆必须采用无卤、阻燃、低烟、低毒、防蚀、耐老化、防鼠害和抗电气干扰的铠装缆。在区间内全线设置通信电缆托架放置通信光电缆。

所有光、电缆在接入设备前，应经过光纤、音频配线架，电缆接入时应设置适当的保安和接地措施，并考虑足够的容量。13..2 公务电话系统

公务电话系统采用在原有控制中心交换机扩容方式。在控制中心利用既有程控电话交换机扩容，在各车站设置小交换机，各车站小交换机通过光传输设备与控制中心交换机组网，控制中心交换机与车站小交换机之间采用2M通道组网。

13—5 通信

1.采用单局制构成，对控制中心数字程控交换机扩容，用于控制中心、各车站间的内部通话及与市话网的连接。

2.主要部件应采用双机热备份工作模式，话务处理能力满足远期容量需求。

3.中继方式

交机与市话局采用2Mb/s数字中继，全自动呼出，呼入采用部分全自动直拨DID，部分采用半自动接续BID的混合进网中继方式。

(1)各种业务忙时话务量按下列要求设计： 电话用户0.16Erl／线； 传真0.17 Erl／线；

每条数字中继话路0.7 Erl／线；

低速数据、2B＋D、30B＋D及其它符合ISDN用户网络基本条件的各类用户1 Erl／线。

(2)传输衰耗应满足下列要求： ① 四线链路 地区呼叫：3.5dB 长途呼叫：7dB ② 用户线衰耗

用户至市话端局间的衰耗不大于7dB。(3)编号方案

本线的公务电话用户应按照哈尔滨市轨道交通1号线的号码分配原则进行统一编号。13..3 专用电话系统

专用通信系统由它调度电话、站内电话、站间行车电话、区间电话、直通录音电话等组成。

1.调度电话

调度电话设列车调度电话、电力调度电话、环控、防灾及维修调度电话，各调度区段划分应与行车指挥或控制管界划分一致。

总机和分机间话路经数字传输通道按辐射方式连接。

13—6 通信

2.站内电话供车站值班员与本站其他有关部门进行通话联络。3.站间电话能及时、迅速沟通相邻两车站的通话，且不允许其它电话插入。

4.在区间每隔150～200m设一台区间电话机，用于列车司机或维修人员与有关单位进行紧急联系和一般通话。1～3台电话机并联使用一个用户号码。

5.直通录音电话供电力部门使用，与市供电局直通通话，并能实时录音，直通录音电话设于控制中心。13..4 无线通信系统

1.采用与1号线一、二、三期一致的800MHz频段TETRA数字集群无线通信系统。

2.采用全基站方式实现无线信号覆盖。

3.区间（包括地下站台）应采用漏泄电缆完成无线信号的覆盖，车站站厅（含公共区域、重要用房等）宜采用天线完成信号覆盖。在初步设计阶段应根据运营和运营部门的需求，明确无线信号的具体覆盖范围。

4.为减少不同小区的频率干扰，采用800MHz频段的三组频率（6对频点）轮流在本线上使用。具体频点待向哈尔滨市无线电管理委员会申请并得到批准后确定。

5.在满足信纳比20dB的条件下，本系统可靠通信的时间、场强覆盖地点的概率在线路运营区间范围内应大于95%，其它地点不小于90%。

6.系统设置

专用无线系统包含列车调度、事故及防灾、设备维修及停车场管理四个子系统，系统在既有1号线工程800MHz频段TETRA数字集群无线通信系统基础上进行扩容。

(1)列车调度子系统供列车调度员、司机、车站值班员、车辆基地和停车场信号楼值班员之间以及车站值班员与站台值班员之间通信联络，满足列车运行需要。

(2)事故及防灾子系统供防灾调度员、车站防灾员、现场指挥人员

13—7 通信

及有关人员之间通信联络，满足事故抢险及防灾救灾需要。

(3)设备维修子系统供维修值班员与现场维修人员之间通信联络，满足线路、设备的日常维护及抢修的需要。

(4)停车场管理子系统供车辆基地和停车场运转值班员、调车员、列车司机、场内作业人员之间通信联络，满足列车调车及车辆维修的需要。本期工程不新设停车场。

7.系统功能

(1)虚拟专网：系统为各调度群用户提供专用调度台，组成虚拟专用网；

(2)调度通话：单呼、组呼、全呼、紧急呼叫、强拆、组呼的动态重组、调度监听、优先级设置及呼叫；

(3)能完成调度区域选择、越基站无隙切换；电话互联呼叫等功能；(4)车载台自动转组：列车在进出车辆基地时，系统可通过信号系统ATS所提供的信息，进行行车调度通话组与车辆段通话组的自动转换；

(5)所有调度通话的自动录音：具有列车司机与行车调度的语言录音及回放，时间不少于60min；

(6)主要提示信号：接通音、呼叫失败音（或显示）、忙音、弱场区提示音；

(7)应提供分组数据传输能力，支持多用户共享、语音调度优先和自动断点续传，并能根据语音调度通信的繁忙程度，自动调整分组数据业务带宽（7.2~28.8Kbps）。

(8)网管设备应具有系统配置、用户管理、故障监测报警及管理、统计报告功能。13..5

闭路电视监控系统 1.监视功能

车站值班员可监视本站站台、站厅及自动扶梯、出入口情况； 中心调度员可利用监视器和显示大屏监视全线各车站情况。2.图像选择功能

车站行车值班员可选择本站与行车相关的任一摄像机的图像在任一

13—8 通信

监视器上显示，既可用各种时序自动循环切换，也可由操作人员手动切换。控制中心各调度员可利用一、二、三期设置的调用终端同时选择全线任一摄像机或相同摄像机的16幅图像，在既有任一监视器和显示大屏上显示，既用各种时序可自动循环切换，也可由操作人员手动切换。

3.录像功能

本系统在各车站设置长时间录像机，对运营用摄像机图像进行长时4.列车司机监视功能

列车司机可通过站台前端设置监视器方式，监视站台和旅客上下车间不间断录像。

情况，即在上、下行站台列车驾驶室停车位置的一端，各设置1台大屏幕彩色监视器，接收本侧站台摄像机的图像供司机观看。13..6 广播系统

1.本系统纳入既有1号线一、二、三期工程的广播网络，实现控制中心调度员通过同一控制设备对既有1号线一、二、三期及本期车站的统一控制，保证系统功能与一、二、三期工程的一致性。

2.由车站广播子系统、控制中心子系统组成。

3.车站广播是控制中心、车站两级控制的广播网，控制中心的调度员（总调、列调、防灾调度）可对全线车站进行选站、选路或全线统一广播，车站值班员可对本管区的站台、站厅、办公管理区及有关设备房进行同时广播或分路、分区广播。

4.车站广播的优先顺序为： 控制中心防灾调度； 车站值班员； 控制中心总调、列调；

5.各车站分为上、下行站台、站厅、办公及设备房、出入口五个广播区。

6.扩音设备应采用n+1备份方式工作。

7.车站采用低功率扬声器密布的方式，使车站内各点均获得均匀

13—9 通信

而足够的声场强度，其有用声场强度高于背景噪音10dB，切换到防灾广播时，声场强度高于背景噪音15dB。

8.为保证声场强度在上、下行站台设置噪声传感器。13..7 乘客信息系统

乘客信息系统（PIS）是依靠成熟可靠的网络技术和多媒体传输、显示技术，以车站和车载显示终端为媒介，向乘客提供以运营信息为主的多媒体综合信息显示系统。

1.本系统分为车站乘客信息系统和车载乘客信息系统。按照系统组成，整个系统又可以分为中心、车站、车载和网络四个部分。

(1)

中心子系统

乘客信息中心子系统对各车站子系统的操作通过专用通信传输通道实现，对车载子系统的操作通过本系统设置的WLAN传输通道实现。1号线四期工程在一、二、三期中心子系统的基础上扩容，车站子系统接入中心子系统。

(2)

车站子系统

车站子系统的主要设备包括：车站信息服务器、车站交换机、车站播放控制器分配器、显示屏集成化软件等。

(3)

车载子系统

车载子系统主要设备包括：车载无线天线、车载无线单元、车载播放控制器等。

(4)

网络子系统

网络子系统是指提供系统数据信息和控制信号传输的通道，根据传输路径可分为有线网络和无线网络两个部分。有线网络采用专用传输系统提供的以太网通道，无线网络应支持以80km每小时速度行驶列车的双向数据通信。考虑到PIS和预留车载CCTV车地双向数据通信的需求，无线传输部分宜采用WLAN传输技术。

2.系统终端设备布置(1)

车站LCD显示屏

LCD显示屏设置在各车站站厅售票机上方和上下行站台乘客候车

13—10 通信

区。

(2)

LED显示屏

LED屏设置在各车站出入口处。(3)

车载LCD显示屏

车载LCD显示屏设置在各列列车每节客室车厢的车门旁。13..8 时钟系统 1.系统功能

(1)为控制中心、车站各部门工作人员提供统一的时间显示；(2)为乘客提供统一的标准时间信息； 2.系统构成

本系统利用既有1号线一、二、三期工程控制中心既有母钟作为标准时钟源、在各车站设置子钟驱动器、子钟（各类时间显示单元）等设备。

在各车站设置的子钟驱动器，接收母钟发送的时间编码信息，以消除累计误差。子钟驱动器应具备多路输出接口，当母钟或传输通道发生故障时，仍可驱动子钟并告警。在子钟驱动器故障时，子钟可进入降级模式并告警。13..9 办公数据网络及综合布线系统 1.系统组成

OA系统的硬件包括网络设备、综合布线、计算机设备及相应办公设备。四期工程OA系统接入一、二、三期工程设置的信息网，构成1号线完整的OA信息网络。

2.传输方式

利用专用传输系统提供的以太网通道组网。3.软件

办公自动化系统的软件主要包括操作系统、数据库软件、自动备份软件，网管软件以及各种OA应用软件等。13..10 集中告警系统

集中监测告警系统由以太网交换机、工作站、打印机、网络设备等

13—11 通信

组成，通过控制中心以太网交换机将各子系统的监控终端连接成网。控制中心设备已在一、二、三期工程中实施，本次四期工程对其进行扩容接入。13..11 电源及接地系统

1.通信电源是保证通信系统正常工作的必要条件。因此，通信电2.控制中心及各车站、车辆段、停车场的通信设备均要求按一级源必须安全可靠。

负荷供电，需供电系统提供三相五线制交流电源。各通信机房设置专门的交流配电柜。

由变电所引接两路独立的三相五线制交流电源进线。如使用中一路在全线设置UPS电源并提供交流“集中供电，分散配电”的功能。3.交流UPS供电电源输出电压波动范围不应大于±5%。4.通信设备在外部电源失电时应能通过蓄电池提供不间断供电，5 蓄电池应无腐蚀气体析出，适合设在通信机房内。电源故障时应能进行自切并在本地及远端自动告警。

其蓄电池组的容量应保证向通信设备连续供电不少于2h。

6.为确保人身和通信设备安全以及通信设备的正常工作，需设置为保证系统正常工作和人身设备的安全，应采用联合接地方式。通信专业应对接地体部分应提出设置要求，由供电专业负责设置，接地系统。

通信专业和其它专业的接地引出端子应保证足够的间距。在通信电源设备室内设置地线盘，综合接地体的接地电阻应不大于1Ω。

接地装置用来接引下列各类设备： — 直流电源需要接地的一极 — 通信设备的保安避雷器

— 通信设备、通信电源设备的机架，机壳 — 引入电缆、室内电缆和配线的金属护套或屏蔽层 — 交、直流电源设备采用供电系统的PE线保护。

13—12 通信

 13..1 公安通信系统 公安无线系统 1.系统功能

(1)满足公安350MHz警用自动级建设项目的要求，系统通过链路应能实现350MHz公安电台从地面到地下，从一个地铁站到另一个地铁站的全自动漫游。

(2)系统满足MPT1327集群标准信令规范，符合公安部要求。(3)满足 MPT1343，警用CPSX用户编号协议。

(4)系统必须覆盖站厅、站台、出入口通道、隧道区间，实现地下线路，地下车站之间、车站与地面之间通信；

(5)系统支持从指挥中心或现场任意一台手持机到各个分部门的全呼、一对多组呼、一对一单呼、广播呼叫、优先呼叫、紧急呼叫、PABX/PSTN呼叫以及在紧急情况下的强拆、强插等集群调度功能。

(6)分站本身发生的本地呼叫不占用主站信道，跨站呼叫时间不超过0.5秒；

(7)集群信道和常规信道共享功能：可通过系统管理终端，远程遥控设置某集群信道变为常规中转信道。

(8)主站信道满负荷或出现故障时，分站可独立工作，而且分站可独立实现MPT1327信令标准所规定的所有集群呼叫功能。

2.系统组网方案

利用哈尔滨公安市局调度中心设置地铁公安无线设备，可进行单独的网络管理。

应采用与市局公安350MHz集群通信系统兼容的设备和相同的系统制式。

采用分基站组网方式，地铁内部通信话音信息可以不用通过市区主基站，不占用主基站资源。

在各车站设置分基站分别接入哈尔滨市的模拟集群通信系统主基站，各地下移动电台及固定电台通过分基站融入市公安集群指挥调度通信网。

13—13 通信

在每个地下车站各配置一套多信道无线集群分基站，分基站与市公安局的中心主基站采用无线链路连接。在每个车站出入口地面设置室外天线，经射频电缆连接到站内分基站，通过空中接口与市局指定的地面主基站连通。

3.系统构成

本工程采用无线链路分基站引入方式构建公安无线通信网，在四期工程5个地下车站设置分基站。

隧道内无线场强覆盖可采用漏缆覆盖方式，上下行合用一条缆。站厅、设备层、办公区域、人流通道和换乘厅使用比较经济的小天线覆盖，收发合用同一副天线。站台由于形状较规则，宽度较窄，结合隧道的覆盖方式，站台和隧道一并采用漏泄同轴电缆方式覆盖。

在每个站站外需要架设与市局主基站通信的链路天线和GPS接收天线。

在四期工程5个地下车站公安机房分别设置5套公安350M模拟集群无线分基站，分基站配置4个信道机，用于公安话音通信。

扩容市局、地铁分局配置公安指挥调度台和市局网管设备。在派出所、车站警务室设置手持终端和固定台。13..2 消防无线系统 1.系统功能

(1)地铁消防无线系统是哈尔滨市消防无线系统的一部分，必须和市消防无线通信系统联网，以保证地下消防人员与消防指挥中心之间、消防地铁中队等相关部门之间的无线通信。

(2)系统必须覆盖站厅、站台、出入口通道、隧道区间，实现地下全线、地下车站之间、车站与地面之间通信。

2.系统组网方案

(1)系统采用800MHz的数字集群系统。

(2)集群交换机由市消防局统一设置在市消防中心，不在本工程范围，本工程主要考虑地下基站设置。全线采用基站＋光纤直放站的方式组网。

13—14 通信

(3)扩容消防指挥中心地铁消防调度台和集群、直放站网管。13..3 治安动态视频监控系统 1.系统功能(1)图像监视功能

车站公安值班员使用本地监控，共享原有专用闭路电视系统和公安专用摄像机资源，可通过终端切换实现现场实时图像的调看。

派出所值班员可通过控制终端远程调看所管辖区域车站的摄像机图像。

地铁分局值班员可通过控制终端远程调看全线车站的摄像机图像。(2)图像选择功能

车站公安值班员、派出所值班员、地铁分局值班员可通过键盘进行自动循环或手动切换选择。

(3)录像功能

对站内所有图像进行录像，录像保存时间不小于15天。(4)图像分析功能

根据市公安局需求，在各车站设置至少4路图像视频分析系统，报警时自动弹出相关画面。

2.系统构成

系统由摄像机终端、图像显示与控制、图像录制、控制信号处理、信号传输及网管设备组成。

公安通信设备室设置视频分配器、视频切换矩阵、编码器、高清解码器、视频分析设备、云台控制设备、视频控制设备及录像设备，在公安值班室设置视频监控终端及监视器。

系统通过公安专网提供的数字通道接入派出所及地铁公安分局。13..4 公安专网系统 1.系统功能

公安专网系统是为公安轨道分局与派出所及车站警务室提供数据及视频信息传送的网络平台，同时与市公安计算机网络互联进行数据信息交流。

13—15 通信

由于公安部门的特殊性，必须保证该系统的独立性、保密性、安全性。本系统应能传输公安系统的管理、监控信息等数据信息。

2.系统构成

采用IP数据网络，在公安轨道分局、派出所和车站设置以太网交换机，组成骨干层、汇聚层和接入层三层IP网络。

汇聚层和接入层设备接入由1号线一、二、三期在轨道分局设置的核心交换机。

汇聚层设备设于派出所，每个派出所设1台以太网交换机，向上联至市公安轨道分局交换机。

接入层设备设于车站公安通信机房，每个车站设一台以太网交换机，以太网交换机分别与派出所交换机互联。

本工程上下行各敷设一条60芯光缆。

 公用通信系统

1.民用通信引入系统作为一个相对独立的系统，应满足轨道交通开展公用通信运营的需求。

2.民用通信引入系统应满足乘客在地下空间进行无线通信联络、拨打公用通信网电话及其它多媒体通信的需求。

3.民用通信引入系统应满足公众移动通信运营商和多种移动通信制式接入的需求，同时应考虑将来业务技术发展的需求，预留相应接口和条件。

4.传输系统(1)传输的信息 ① 无线中继信息 ② 电源网管信息 ③ 无线覆盖设备网管信息 ④ 系统本身所需的相关信息 ⑤ 其他信息(2)传输系统制式

13—16 通信

传输系统应采用光纤及数字复用设备。应根据本工程的具体特点，对各种传输制式进行充分论证，明确推荐所采用的传输系统制式。

(3)传输网络组网应安全、可靠，易扩容、升级和维护。(4)系统带宽

根据用户使用的性质及要求提供主、备用信道并预留一定租用的带宽，并具有自动倒换功能。

(5)系统节点通道型式和接口要求

系统各节点应能提供点对点式E1通道、以太网（10/100M Ethernet）等符合相关标准和建议的接口。

(6)系统的容量应考虑扩展的需要，宜预留30%的余量。(7)系统应具有完善的网管功能，可进行故障管理、性能监视、系统管理、配置管理。

(8)系统宜独立敷设光缆，应采用充油、低烟、无卤、阻燃、束管式的铠装光缆，并采用1310nm和1550nm双窗口的单模光纤。光纤的几何尺寸、光学、传输特性应满足ITU-T有关建议。

5.移动电话引入系统

(1)应是诸多射频信号的合成——分配网络。系统应完成的功能为：将各地下车站目前及将来（预留）各运营商的各种移动电话制式的射频信号合路后，再由天馈系统均匀地将能量辐射于需要覆盖的场所，在无线覆盖区域内95%的位置，99%的时间内移动台可接入网络。

(2)民用通信引入系统支持GSM、CDMA、GPRS、3G等制式的信号引入。

(3)无线网络覆盖及服务质量应达到以下要求： ① 区域边缘GSM、CDMA下行信号电平≥-85dBm；

② 根据国家环境电磁波卫生标准，办公区域一级标准（10w/cm2），站台、站厅、商场及隧道内达到二级标准（40w/cm2）；

③ 覆盖区内无线可通率≥95%；

④ 同频干扰保护比：C/I（载波/干扰）≥12dB；

⑤ 在基站接收端位置接收到的GSM上行噪声电平应小于

13—17 通信

-110dBm/200kHz；

⑥ 在基站接收端位置接收到的CDMA上行噪声电平应小于-105dBm/1.25MHz；

⑦ 越区切换成功率、掉话率、误码率应符合国家和行业的相关规定。

7.电源设备及接地系统

(1)为保证民用通信引入系统安全可靠地正常工作，系统设备按一级负荷供电，需供电系统提供两路独立、可靠的三相五线制交流电源。交流输入电源电压的波动范围为：380V±10%。

(2)民用通信引入系统采用UPS不间断电源供电，其配电容量按远期确定。

(3)本系统应根据各子系统对直流电源需求，优化系统配电方案，考虑设置直流供电系统的合理性。

(4)本系统接地的技术指标应与运营通信系统的电源及接地一致。接地宜合用运营通信系统的接地箱，连接至直流电源接地、屏蔽接地、保安避雷接地、测试接地、设备金属外壳、室内金属电缆桥架及金属电源保护管等接入本接地装置。综合接地装置的接地电阻应≤1Ω。

 通信用房技术要求及机构设置和定员

1.本线通信用房设在各车站，其用途分为通信设备用房、生产辅助用房及办公用房等。

2.通信用房的设置原则

通信设备机房的位置安排应做到经济合理、尽量远离电力变电所，在技术上应考虑引入方便、控制配线长度和便于维修。

在通信系统设计中，应充分考虑通信设备的布置以及电缆的敷设，综合考虑布置并预留通信专业所需的沟槽管洞。

机房地面均布荷载计算标准：设备室600kg/m2，通信电源设备处1000kg/m2。

各种通信用房的面积，均应按远期容量确定。

13—18 通信

通信设备用房内设活动地板，应有防静电措施，机房地板下净空不小于300mm。室内净高不得小于2.8m，门宽度不小于1.2m（双扇向外对开），门高度不小于2.0m。

通信机房防火及其它工艺要求应符合国家的相关规定。

3.业务技术管理机构定员和行政机构定员应分别单列，以适应将来不同运营管理方式的变动。

 13..1 通信系统维修措施 主要功能

1.应能24小时不间断地对所有通信设备进行故障告警监视、集中控制和抢修。

2.针对各设备的特性制定维修、巡检、测试方案。13..2 维修工区和车间房屋设置与检修设备配置

以管理体制和定员为设计基础，合理配置通信工区、材料备品室、仪器仪表室、休息室、设备检修室。

地铁站设计质量管理研究 篇3

摘 要：国家经济快速发展，城市不断膨胀发展，人口急剧增加，交通压力不断扩大，如何解决和平衡城市交通拥堵问题，成为各大城市所共同面临的现实问题。地铁作为城市绿色环保公共交通，对缓解城市交通压力有着巨大的贡献，能够真真切切的改善城市居民生活质量，为此全国范围都兴起地铁建设热潮。而地铁项目是耗资巨大百年工程，其设计质量管理至关重要，直接涉及国家和人民切身利益。本文针对地铁站设计质量管理课题入手，探寻科学合理的设计管理方法及全面的质量控制体系，力求能为提高地铁设计水平提供理论支持。

关键词：地铁站；设计管理；质量管理

中图分类号：U231.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）30-0167-02

“十三五”期间我国很多城市正在如火如荼的加入到地铁项目建设中，而地铁建设是极其庞大又复杂的工程，其工程项目管理难度非常大。据相关经验，地铁站设计质量是造成地铁建设项目进度延误的主要因素之一；当前地铁设计工作已有很多设计院和设计公司都不断涌入市场，而有些设计院或设计公司实力和发展脚步有所不足，容易出现一些设计质量问题。因此我们要切实抓住问题所在，牢牢抓住设计管理效率和质量两大难点，提高整个地摊建设项目管理效率。

1 地铁站设计质量影响因素概述

正因为地铁站设计是耗资巨大的百年项目，其内部体系庞大，涉及方方面面，故而对车站设计质量的影响因素也是多种，笔者结合经验与实践从以下几方面影响进行概述：

①通常而言，地铁站设计是高精尖的工作，对业务水平要求很高，需要有丰富经验的设计团队，并且相关设计人才的培养需要较长的周期。

目前，因地铁项目建设对设计人员的急性需求，很多地铁设计单位都需补充自身队伍力量来满足需求，由于时间局促性，容易使得设计队伍偏年轻化，缺少相关经验。这样的设计人员构成往往会造成，方案可实施性差、设计工作效率低、临场技术指导性差等现象，直接影响车站设计质量。

②很多地铁设计院及设计公司自身管理存在问题，缺少科学合理的整体管理分工，使得设计单位内部的管理分权和专业化程度普遍偏低，造成地铁设计资源紧张、缺乏实践经验等问题凸显。通常情况下，设计单位的设计分工是较精细的，但管理分工却一直是其软肋。

主要表现以下两块：其一管理模式还是集中监督、集中計划的类型，分权化程度非常低；其二，项目管理缺乏专业化分工，相当部分地铁设计单位仍无专职项目经理，没有真正能负责的项目管理人员，使得合同管理、进度控制、分包等专业性极强的管理工作要由计划部门实际进行，对地铁站设计质量管理影响极大。

③地铁站设计质量影响主要因素是设计人员。在地铁设计过程中，设计人员需求庞大，而人员质量参差不齐，对最终质量有着非常不利的作用。

部分设计人员，为规避责任，只求保险，压着规范最大值进行设计，对实际造价等各方因素毫不关心，坚持最大安全系数、加钢筋、增强度，没有责任心去优化设计方案本身，减少不必要浪费，控制成本；更有甚者，有的设计人员制图时，缺乏足够的信心、耐心，在图纸表达上存在各种问题隐患，影响施工过程顺利进行，造成返工并影响地铁建设安全，后果相当严重，亟待解决的问题。

④对于地铁站设计质量影响，设计单位同样扮演非常重要的角色。如今地铁设计单位整体在改制转型的大浪潮中，很多单位只知道片面的追求短时利益，而忽略长远发展。

这些单位多数在搞内部承包制度，直接跟部门业务量、经济考核指标相挂钩，所以多热衷于多揽活快出图的短期行径，而这样的结果必定是图纸质量不行；同样有的地铁设计单位，分配制度不合理，奖金发放和项目设计质量存在严重脱节现象，诱导相关设计人员只重产值不重质量，不顾后期出场服务质量，使得地铁设计质量大打折扣。

综上，地铁设计质量问题后果严重，涉及国家和百姓的切身利益绝不能忽视姑息，要全面科学提出地铁设计质量管理有效途径和措施，保障人民生命财产安全，这也是笔者提出本课题探究的初衷。

2 实施全面质量管理控制地铁车站设计质量

据研究表明全面质量管理，其本质是满足顾客需求及渴望的管理哲学，是一种始终坚持以质量为核心导向，充分调动全员参与的有效管理方法。

为了能够有效提高地铁站设计质量，笔者将全面质量管理方法引入地体车站设计质量管理研究中，以期能发挥其最大作用。

2.1 全面质量管理“三全性”

①内容和方法全面性：地铁站设计不但要重视当前设计成果的质量，更应该关注设计形成过程中的每个阶段性的质量，同时要尽量运用，科学的组织管理、数理统计等有效技术和方法。

②全过程控制性：所谓全过程控制性，就是指在整个地铁设计的各个环节中，都严格执行质量管理。

③全员性：企业的全体人员都加入到地铁设计质量管理中。

2.2 统一调度，充分发挥各工作人员的作用，协调配合完 成设计

通常情况下，地铁车站设计会涉及5个以上的专业，因此必须进行统一调度，充分发挥项目负责人、主设计人员、各专业负责人等的功能和作用，协调配合完成优秀的地铁站设计。

首先进行专业人员的筛选，挑出最合适人员，完善外部接口的资料管理工作，重视龙头专业在整个地铁设计工程中的作用。

其次全面推进专业间条件互提过程，万一出现专业修改引起的工程事物，能借助互提记录，及时复查问题所在。按时处理不同专业修改所带来的联动效应。

在实际地铁项目建设过程中，一些设计施工图还需根据现场施工条件不断调整，倘若对相关专业造成影响，一定要及时的进行书面告知。

通过大量设计项目的实践证明，全面质量管理是项目管理中的有效理论方法，能够很好的应用于地铁站设计质量保护。在进行地铁站设计过程中，运用全面设计管理方法不仅能够提高地铁站设计效率，提升设计品质，同时有助于地铁项目正常推进，设计工作保质、保量完成交付，赢得各方认可。

3 地铁站设计改进措施

3.1 加强人员培训

众所周知，设计人员的水平是地铁设计院的硬实力，并且设计水平的提高是需要时间和项目的历练。设计单位依靠技术盈利的企业更是离不开人才，其自身发展壮大完全依赖于相关技术人才的培养。

为此，设计院可以通过定期举办专业性培训，在组织技术交流、软件运用、设计思路交流等方面进行突破，创造内部良好氛围，尊重人才，使得设计团队更加稳定。加强人员培训，能有效增强地铁设计院实力，改善其设计质量。

3.2 设计标准化建设

我国城市轨道交通经历了四十多年的发展史，初具规模。近些年来在地铁车站的标准化设计方面做了很多努力，但由于其体量及广度，仍未形成较系统的标准化体系。在实际地铁站设计过程中，不难发现不同项目虽然各具特性，但也具有共同之处。因此提倡标准化设计就是要统一这些共同设计点，制定通用标准，避免重复设计造成的资源浪费。

通常情况下采用标准化设计，能够极大限度的减轻设计工作量，减少施工过程的设计变更降低工程造价；同时有效缩短设计周期，节约设计费，减少图审工作量，减少重复劳动。设计标准化建设对于地铁站设计质量管理有飞跃性的促进作用。

3.3 发挥質管部门作用

通常情况下，总工室是地铁设计院质量管理的核心部门，其组成涵盖：技术总工、技术副总、相关技术管理人员等。总工室最主要的职能就是审查整个地铁设计院技术成果，并做好登记工作；推进全院标准化设计进程和推广新技术及方法；全面负责全院的质量管理体系组织策划。地铁设计单位的总工室，往往不仅仅是项目技术质量的主管部门，同时兼具IS09001 标准质量管理体系，组织、管理及履行者角色。

对于地铁设计院其设计质量而言，总工室的作用是不言而喻的，它们最恰如其分的控制好项目质量。

一般情况下，总工室负责管理的项目较多，倘若对每个项目逐一排查，需要花费巨大的时间、人力，所以常常采用规模性抽查来控制质量；总工室要进行项目定期回访，从客户的回馈中了解设计缺陷及问题所在，有的放矢真正的做到针对性解决问题，有所提高。

鉴于此，要充分发挥总工室这个质管部门的作用，提高地铁站设计质量管理。

4 结 语

地铁项目关系百姓切身利益的民生工程，也是极为复杂的综合性工程，其工程管理具有相当大的难度。根据以往项目经验，地铁站设计质量管理是整个地铁项目建设管理的难点和重点部分内容。本文提出要细致研究地铁站设计质量管理相关内容，力求通过全面质量管理控制地铁设计质量。

参考文献：

[1] 申敏凯.大型建筑工程总承包项目中的设计管理及控制[J].建筑施工，

2015，（02）

[2] 骆汉宾，宫培松，胡其虎，地铁设计管理系统的研究与应用[J].铁道

工程学报，2013，（09）.

[3] 吴小进.浅谈限额设计在城市轨道交通中控制工程投资的作用[J].四 川建材，2012，（08）.

地铁能源管理系统设计 篇4

目前，南京地铁已开通运营3条线路，总长85公里，设有57座地铁车站、2处车辆段(小行车辆段和马群车辆段)、2处停车场(大学城停车场和油坊桥停车场)和1处控制中心(地铁大厦5楼OCC)。截止今年9月份，3条线路实际总电耗为16956万度，其中牵引电耗为8515.1万度;动力电耗为7147.9万度;商业电耗为1293万度。

二、南京地铁节能工作及成效

1、南京地铁面临的节能压力

由于地铁是公共交通的重要组成部分，属于政府公益事业范畴，不同于一般的盈利性企业，对于地铁而言安全、可靠、按时运行是首要的，所以其日常的维护及管理费用无法缩减。另一方面，虽然南京地铁平均每公里配员36人，但由于各种物价的持续走高，人们的生活成本不断提升，人员工资呈现增加的趋势。所以，在南京地铁票价较低以及上述两个方面费用无法降低的情况下，为了实现运营收支平衡、略有盈余的良性循环，地铁管理者只能想尽办法、通过各种手段，在确保地铁安全运行不降低服务质量的前提下降低能耗费用。特别是从今年7月份开始，供电公司取消了地铁的优惠电价，由0.5183元/kWh上涨到0.814元/kWh，地铁方面面临巨大的节能压力。

2、南京地铁的节能工作及成效

南京地铁结合以往的节能工作经验并考虑了通过“地铁1号线能源管理系统”发现的用能问题，一方面整合节能组织、强化中心节能职责，另一方面依托“地铁1号线能源管理系统”提供的能耗数据及技术手段，采取节能措施，以期实现《分公司三年节能规划(2011～2013年)》中设立的节能目标。

今年南京地铁采取的节能工作主要包括四个方面：(1)照明系统节能措施。完善BAS时间表功能，细化照明开启控制(由原来的24小时全开改为每天早晚开启10个小时);一号线照明节电改造项目(合同能源管理模式);在保证运营服务质量的前提下，优化照明开启回路(关闭公共区照明、区间照明;完善一号线站台门照明控制);(2)空调通风系统节能措施。通过控制空调通风系统设定温度，减少系统开启时间，加强夏季空调使用管理;南延线河定桥站通风空调系统优化项目;汉中门站通风空调风量平衡项目;(3)列车运行节能措施。合理调整列车运行图, 减少空驶里程;启用大学城停车场，减少空驶里程;实施在线停车，减少运行里程;(4)加强节能管理。下发《2011年节能检查细则》，节能办公室会同节能咨询单位进行不定期检查及工作指导;关闭一部分站厅未开AFC设备及使用频率较低的设备;以新街口站为试点车站，开展用能定额管理;加强商业设备管理，督促相关厂家采取节能措施。

通过上述主要节能措施，在上线列车增加、客流持续增长的情况下，1～9月份3条线的节能量为918.45万度，节省电费为623.63万元。

三、地铁能源管理系统的作用

在上述南京地铁节能工作中，很多节能措施都是依托地铁能源管理系统开展的，或者是由该系统延伸、拓展的，能源管理系统的作用可概括为以下几点：

1、提供基础数据

以“地铁一号线能源管理系统”提供的能耗数据为基础，采用合同能源管理模式，对1号线15个站公共区域的照明光源进行更换(LED光源灯更换了7993支，T5荧光灯更换了6060支)，地铁运营公司不仅达到了节电目标，还在后续的五年期间获得了743.83万度的节电分成(其中，LED光源灯节电分成为454.42万度，T5荧光灯节电分成为289.41万度)。

2、建立能耗定额考核制度

以新街口站为试点站，将2009年和2010年两年能耗数据和的平均值下浮5%作为能耗定额基准，各个中心按比例拆分，同时颁布《节支奖励管理办法》和《节支奖励分配细则》，在年底对各个中心实施奖惩。

从今年5月1日正式开始用能定额管理后，极大地提高了地铁车站工作人员的节能意识，实现了由“要我节能”到“我要节能”的转变，从而降低了运营成本。

3、明确各类商业设备用能

今年，地铁车站新增了许多商业设备，但其具体功耗地铁运营公司并不甚清楚，仅按运营商提供的数据收取电费。为了查缺补漏，避免公司损失，地铁运营公司技术部会同我司节能咨询人员以能源管理系统为基础对车站各类商业设备进行了为期一周的实际监测，获得了第一手数据，从而可以更为规范地管理运营商。

4、现有作用分析

由于已建的“地铁一号线能源管理系统”及在建的“地铁一号线南延线能源管理系统”都是只监不控，所以地铁能源管理系统在南京地铁节能工作中没有直接发挥节能作用，只能提供最基本的能耗数据和电力参数及相应的分析功能，为地铁管理者提供节能工作思路，为节能管理工作及验证节能改造效果提供依据，从而使得地铁节能工作方向明确、目标清晰。

5、后续节能作用

结合南京地铁以往的节能减排工作经验及今年的节能成效，考虑从以下几个方面入手，发挥地铁能源管理系统的后续节能作用：(1)制定《地铁车站用能定额》，实施全线能耗定额管理;(2)持续深入推进节能研究改造;(3)研究、开发能源管理系统与BAS系统的集成应用，实现动态能源管理;(4)建设基于能源管理系统的节能管理体系。

四、结束语

地铁能源管理系统是一项技术创新，同时也为地铁采用全新的能源管理模式奠定了基础，目前已投入使用的能源管理系统在实际的节能工作中起到了一定的作用，为了在这项工作中发挥更大的作用，一方面要与实际情况相结合，否则会造成“水土不服”，反而起了不好的作用，另一方面要多思考、多研究、拓展思路，充分发挥地铁能源管理系统的节能作用，使得地铁节能工作不再是盲目、片段的，而是有的放矢、系统化的，为实现“十二五”节能目标做贡献。

摘要：本文以南京地铁开展的节能工作及取得的成效为基础, 分析了“地铁1号线能源管理系统”在其中发挥的作用, 并探讨了能源管理系统后续节能作用, 希望以此作为其他地铁及类似项目节能工作的借鉴。

关键词：地铁能源管理系统,节能,作用

参考文献

[1]宋剑伟.地铁用电设备节能措施探讨[J].都市快轨交通, 2006, 4

地铁能源管理系统设计 篇5

综合监控系统(ISCS)具有与各子系统的通信接口，集成相关子系统的数据，对子系统拥有完整的数据采集和命令下达通道，具备与运营相关的、可实现系统间协调工作的全部资源，可以实现多样化、高性能、复杂的联动功能，使地铁的调度和运营更加安全、方便、高效。

1地铁联动功能

地铁的机电系统对保障乘客和设备安全、提高运营管理水平和服务质量起到至关重要的作用。在传统管理体制下，各机电自动化系统多为分立系统且信息互通受限，各系统之间的复杂联动实现较困难，降低了运营的整体效率和救灾应急水平。综合监控系统采用系统化方法将各分散的机电自动化系统融合为一个有机的整体，通过集成和互联众多子系统，实现各系统间的资源共享与信息互通，从而改变了传统各业务系统各自封闭的状态，及时有效地收集和处理信息，达到综合利用各种信息以增强管理决策和信息服务的能力。利用ISCS这个高度共享的信息平台，可提高日常管理与救灾调度工作的效率，增强地铁系统指挥调度的统一性、灵活性和系统间的协调运作能力。

ISCS的联动是指ISCS根据相关逻辑判断条件，自动触发控制命令，指挥集成和互联的子系统执行一系列的控制动作(包括设备动作、监控画面动作等)，并对运营人员提供相关操作建议。ISCS提供多种联动操作模式，如程序控制、模式控制、时间表控制、远程组控等。按照覆盖范围或区域，综合监控系统的联动主要分为中央级联动和车站级联动。结合实际运营场景考虑，联动可分为正常联动、紧急联动(包括严重事件、灾害、阻塞、故障、维护等)。为满足运营管理和使用需求、提高正常运营情况下事件处理的便利性而执行的联动功能称之为正常联动。正常联动一般是按时间表自动激活或操作员手动启动执行。对于处置发生在地铁线路及车站的各类紧急事件，ISCS作为最直接面向地铁运营的系统，需要对事件及时做出反应，迅速进入紧急联动模式。紧急联动一般由事故触发或操作员手动触发。

综合监控系统的联动功能可有效提高地铁的应急处理能力，减轻紧急情况下运营人员的工作压力，避免发生不必要的操作错误，降低劳动强度，提高现代地铁的运营和调度管理水平。

2联动功能设计

2.1设计原则

ISCS汇集各个设备系统的信息，可根据不同系统之间的联动要求，促进各专业之间的协调，进而设计并实现必要的系统间联动。联动功能应根据运营紧急事件处理需求和日常运营管理需求进行设计，因此，ISCS的联动操作设计和实施应遵循以下原则：

2.1.1基本原则

1)联动功能既可以在系统之间自动激活执行，也可以作为一个控制序列由操作员手动执行;

2)对操作和对时间有严格要求的联动直接在相关子系统内完成，比如电力子系统内跳闸连锁;

3)如果联动功能由综合监控系统完成更经济(如可以减少接口等)或更易于以后维护，则由综合监控系统完成;

4)联动功能主要以用户提供的逻辑/描述等为依据，通过对联动规则库的配置实现。

2.1.2子系统的支持

联动得到相关子系统的支持，从获得信息及可执行的角度出发，要求子系统提供相应的信息输入、输出，即所有的必要信息获取必须是可观的。

对子系统监控对象的要求：

1)联动需要监视的对象有：信号、供电(PSCA-DA)、车辆、屏蔽门(PSD)、火灾自动报警(FAS)、环境与设备监控(BAS)、售检票(AFC)、视频监控(CCTV)、门禁(ACS)等;

2)联动需要控制的对象有：电扶梯、闸机、乘客服务(PIS)、广播(PA)、导向(BAS、FAS、AC)等。

2.1.3启动逻辑条件

所有逻辑条件的计算均可通过逻辑表达式完成。

2.1.4执行位置

对于不同的执行位置，综合监控系统软件的实现差异较大，需明确联动执行位置(车站、中心、车站及中心等)。

2.1.5结果输出位置

联动执行结果输出到子系统的位置应明确，例如：输出到子系统(如PA、CCTV)、输出到车站或中心的操作员工作站、输出到大屏幕(OPS)等。

2.1.6参数调整

可以对联动的关键参数进行配置调整。

2.1.7权限

联动的输出结果可依据操作员的权限进行配置。

2.2联动触发

联动是由触发源来触发执行的，即当满足触发条件时系统才执行联动动作。触发源可以是某个监控点的状态，也可以是多个监控点经过逻辑运算得到的结果。另外，时刻也可作为触发条件，主要用于时间表控制，可设置为每工作日、每日、每周、每月等。联动动作可以通过写入某些控制点来完成操作，也可以调用某个系统提供的接口进行间接操作，同时也支持调用外部程序执行相关命令或弹出相关画面的操作，甚至可以直接联动本地或者异地的另一个预案。

2.3控制方式

出于对联动控制安全性的考虑，ISCS的联动触发执行应提供全自动、半自动和手动3种控制方式。

1)全自动联动：ISCS接收并处理接口系统的报警/状态触发点后，自动发送控制命令到需要联动的子系统，无需人工干涉。同时，相关图形或画面根据需要自动弹出。

2)半自动联动：当与预定义的联动功能相关的报警点触发动作后，将在人机交互界面(HMI)上发出预警信息来提示操作员，只有当操作员确认后，才自动向需要联动的系统发出控制指令。

3)手动联动：人工选择启动一组涉及多个系统的顺序控制序列，系统自动按照预定义的顺序和闭锁条件向不同的系统发布指令。

对于正常联动一般可采用全自动方式，而对可能会导致重大影响的联动功能则一般采用人工确认的半自动和手动方式，即：重要的联动(如火灾、阻塞等工况下的联动)均需要操作人员手动确认后，联动控制才能被顺序执行。

2.4配置管理

ISCS联动功能的配置管理主要包括：

1)联动预案项管理：预案项管理主要用于系统管理员在授权情况下，根据系统需求灵活增删预案所涉及的节点、动作、算法、时间、弹出窗等事项，以增强系统配置的灵活性，适应运营管理需求。

2)联动预案管理：预案管理用于根据预案项灵活配置系统运营预案，可以灵活的增加或减少预案，并支持预案的查询。

3)触发源管理：根据ISCS的特点，联动功能的触发源有事件触发和时间触发两种。作为完善的综合监控系统，需要结合预案管理提供完备的触发源管理，主要包括事件触发源配置和管理、时间触发源配置和管理、手动触发源配置和管理、触发源逻辑关系管理等。

4)联动监视管理：无论何种类型的联动被触发时，系统可以查看并人工干预联动的执行情况，提供更便利的操作性和可交互性，主要包括联动执行和监视、联动日志记录等。

另外，通过在线配置功能，用户可以方便的查询、增加或修改联动预案。通过联动预案的灵活配置和组合，可以实现复杂的联动方案。

2.5联动预案

按照覆盖范围或区域，分别考虑中央级联动预案(中央即控制中心)和车站级联动预案(含车辆段级)，在此基础上再细分为正常联动、紧急联动(包括严重事件、灾害、阻塞、故障、维护等)。

2.5.1中央级联动预案

以“CLD6：列车站台火灾(中央)”为例，若列车在站台起火，执行中央级联动预案，ISCS联动步骤如下：

1)建议中央操作人员通过信号系统ATS终端系统，在前一个站台对同向列车执行扣车。

2)建议中央操作人员通知反方向列车不要进入该站台。

3)建议中央操作人员启动BAS的相关排烟模式。

4)自动显示相应的CCTV图像。

5)在中央操作人员确认的条件下，启动受影响车站的相关广播。

6)在中央操作人员确认的条件下，启动受影响车站的相关PIS显示内容。

7)在中央操作人员确认的条件下，切断受影响区段的供电。

8)建议中央操作员命令车站操作人员在车站执行疏散模式。

9)建议中央操作员命令车站操作人员在列车驾驶员无法打开屏蔽门时，协助打开所有屏蔽门。

10)建议中央操作员通知消防队并报警。

2.5.2车站级联动预案

以“SLD6：列车站站台火灾(车站)”为例，当车站ISCS系统检测到车站站台火灾报警，车站级联动预案执行，ISCS联动步骤如下：

1)在该站操作站HMI上弹出一个报警窗口。

2)在该站操作站HMI上自动显示火灾发生的地点平面图。

3)自动启动BAS的相关排烟模式(大系统、小系统、隧道通风系统)。

4)在该站操作站HMI上自动显示火灾发生地点的CCTV图像。

5)自动通知中央(中央联动执行CLD6车站站台火灾(中央)预案)和相关车站。

6)建议该站操作人员通知相关人员。

7)建议该站操作人员派人到相关区域检查故障。

8)建议该站操作人员通过IBP盘执行“车站紧急疏散”命令，包括：AFC闸机释放、ACS门禁释放(只限通道门禁)。

9)在该站操作人员确认的条件下，启动：①控制中心OPS系统切换为火灾发生地点的CCTV图像;②车站PA系统广播防灾内容;③车站PIS系统显示防灾内容;④车站导向标志转换为人员疏散模式。

10)在操作人员确认第一次火灾报警或在规定时限内同一区域再次接收到火灾报警时，自动启动：①警铃报警;②电梯迫降至疏散层并打开电梯门;③切断车站非消防电源;④防火卷帘门(隔断作用)降至地面;⑤防火卷帘门(疏散作用)降至离地180cm，收到就近温感动作后，降至地面;⑥电动翻转门动作，用于人员疏散或者消防队员进站抢救;⑦专用风机启动;⑧专用阀动作。

3结束语

地铁能源管理系统设计 篇6

关键词：地铁车辆段；DMS系统；深化设计

中图分类号：U231+.1

文献标识码：A

文章编号：1000-8136(2009)20-0110-03

1系统概述

深圳地铁4号线二期工程从少年宫站(为4号线一期终点站)向北伸延，线路穿越莲花山、沿中康路向北穿越大脑壳山后，在现梅林检查站设民乐站后沿上塘路一直向北，而后右转向东沿和平路至清湖站，二期工程线路全长约16km。二期工程共设10个车站。在上塘路与和平路交汇处设车辆段，作为4号线车辆的维修及存车基地，车辆段亦将作为整条线路机电设备的维修支授中心、监控中心和管理中心。

DMS系统，全称为“机电设备管理系统”，有些项目中也将其称为“BAS系统”。此系统一般在建筑楼宇系统及地铁工程中应用较为广泛。地铁车辆段机电设备管理系统是一项十分重要的监控管理集成技术，也是一项繁杂的系统工程，工程中涉及许多专业的设备监控及运行要求，也具有地铁行业的特殊性。这就要求深化设计以接口协调配合为基础、设备选型为根本、网络构造为条件、管理措施为保证，以实际运营经验为前提，科学统筹，稳步发展，只有这样才能设计出良好的地铁机电监控系统。

2深化设计的目的和思路

2.1深化设计的目的

机电设备监控系统(DMS)是将计算机及其网络技术相结合的机电设备自动化控制系统，该系统的控制对象主要为地铁车辆段通风空调、给排水、照明配电等专业系统设备。其主要作用为对车辆段内各单体建筑的环境质量进行监视和控制，使其在正常情况下满足地铁运营、检修、办公舒适度的要求，并在紧急情况下提供正确可靠的信息来保证车辆、设备及办公人员的安全。其中，由于车辆段DMS与各系统接口量大且复杂，如果没有良好的网络结构和完善的计算机控制系统，只靠人为管理是根本无法实现的。所以在工程实施前对DMS系统的深化设计就显得非常重要。设置机电设备监控系统是想借一斑而窥全貌，以此实现对整个车辆段所有机电设备进行管理的设计思路，确保这些系统的安全可靠运行。特别是在车辆段发生火灾的情况下，能够使有关救灾设施按照设计工况及时有效地运行，从而保障人身和车辆、设备安全。

2.2深化设计的思路

深圳轨道交通4号线二期车辆段楼宇设备机电安装工程中，考虑到DMS系统核心灵魂作用及系统的复杂性、设计院初始设计的粗糙性，在工程实施前确立一个完善的深化设计思路，对满足后期系统功能十分重要。

经过多次现场考察、专业接口会议探讨，并咨询业主、监理、设计、施工、供货等单位的专业工程师，确立了本项目设计深化的思路——从方案设计、设备选型、施工图设计、深化施工图设计人手。最终使DMS系统更加完善、性价比更优，并满足了技术规范对系统工程的要求。

3深化设计中的难点及解决方案

3.1车辆段DMS系统构网方案

3.1.1DCS控制网络

目前应用于地铁机电设备管理的控制系统大致有3种：一种为楼宇自动化系统(BAS)的离散控制系统(DCS)；另一种是用DDC组成的控制系统，第三种为前两种的混合控制系统。

DCS的特点是将控制任务分担到多部处理器(例如PLC可编程控制器)。这种系统当一部分发生故障时不会影响到其他部分，可降低故障率并缩短停机时间。DCS适用于复杂运算及高级策略的过程控制应用。它通过数学模型的最佳算法、先进控制应用及过程控制语言，执行过程控制器的监督控制策略。

DDC控制系统，采用直接数字控制器(DireetDigiudConlrol，简称DDC)实现控制。计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据，然后按照一定的规律进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。因此DDC系统是一个闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。DDC单元负责过程控制，具备系统管理功能并能够同时控制多个控制回路。

DCS在技术上能满足DMS的基本要求；选用已开发和技术成熟的BAS自动化系统，能够有效地控制和管理车辆段机电设备。对于包含大量输入／输出和逻辑运算的环控系统运行模式控制，DCS需要通过软件编程来实现。地铁车辆段的机电设备监控系统与工业控制系统不同：工业控制的监控设备较为集中，可以采用集中数据采集；但地铁车辆段由于监控的设备较为分散，只能采用远程模块来实现，而且数量较多，系统只能依靠环网来实现。由于地铁的监控系统与消防联动设备关系密切，故此必须有特别的防火保护措施才能符合消防要求。

3.1.2DDC工业环网控制

DDC的特点是模块化设计，I/O点能够量化扩大和伸延。控制任务由DDC的微处理器执行计算和决策。一般适用于快速逻辑、连锁、顺序控制、批量处理、马达控制及需要大量离散逻辑的应用，如系统的启停和联动过程控制。

随着DDC技术已向大型、高速、多功能和分布式网络化方向发展，DDC系统设计可以像DCS系统一样将控制任务分为多部DDC承担或由一部大型主DDC控制远程I／O或小型DDC控制器来实现。

以DDC为主的控制系统能可靠地对环控系统进行控制，运行模式控制，并且能对其他机电设备提供快速逻辑、连锁、顺序控制、批量处理和启停控制，地铁车辆段的DMS系统主要是以开关量为主的控制系统，可以用DDC冗余工业网络来实现。同时DDC主要为工业级的控制系统，因此可靠性较高。

地铁车辆段机电设备管理系统用DDC组网方案见下图所示。

所以在设计方案选择时，需要综合考虑网络的优劣、现场设备的布局及项目的成本等问题。通过比选我们选择了比较适合于本工程的DCS离散控制环网来实现对车辆段机电设备的监控。

本项目选用Honeywell的IQ2系列的DDC控制器作为现场级区域控制器，组成OCS控制系统。IQ2系列DDC控制器，具有以下特点：①具有32位处理器；②能独立使用或联网；③1s处理所有改变；④11—128输入，输出点可选；⑤1000个曲线记录点。

正是基于IQ2系列DDC控制器的以上优点，辅助于EINC系列网络控制器和光纤环，构成了本项目基本的网络构架。

3.2控制点表的设计

监控点表是反映系统对设备运行状况进行监视或控制的一种表述方式。一个分类明确、功能详尽的点表对于明确设备功能、发现系统缺陷以及项目变更都具有重要的指导意义。在龙华车辆段的DMS系统深化过程中，设计院起初的监控点表只是对典型设备的控制点进行了定义(见表1)。根据以往系统集成经验

发现，该点表过于笼统且很难准确界定每台设备的具体监控内容和系统功能，例如(表1)只给出D1的数量而无明确的功能说明。该点表主要存在如下几点不足：①设备名称不具体；⑦设备位置不准确；③设备数量不准确；④监控点定义太笼统，不能反映每个监控点的实际情况；⑤设备控制位置不明确。

如何将点表深化完善后达到软件工程师的要求——根据点表即可编程调试，成了必须解决的首要问题。根据以往其他类似项目的集成经验，可按照以下步骤进行：①各专业将点表内的监控设备按照系统和功能进行分类；②根据被监控设备的平面布置图进行再次核对，将被监控设备的位置、编号、数量逐一在点表和设备平面布置图上标示出来；③将发现的问题记录并进行专题讨论。这样做不但能够快速发现问题、解决问题，而且能够提高深化设计的进度和质量。

3.3控制区域的设计

车辆段DMS系统有别与一般的楼宇设备监控系统，单体之间分布分散、管线距离长、设备监控逻辑复杂、接口关系复杂是其显著特点。系统架构、设备布局、控制区域的划分是否科学合理，都有可能成为后期工程实施过程中系统集成的隐患。根据以往施工经验和对图纸以及专用技术规范的理解，同时考虑到系统管理、安装维护的方便性和经济性，通常以“点表”为依据、遵循“就近控制”的原则，实施对DMS系统控制区域的划分。

3.4系统接口设计

接口主要有“硬接口”和“软接口”两种类型，“硬接口”又称为物理性接口，表示设备之间或系统之间存在着电气、机械方面的直接连接；“软接口”表示设备之间或系统之间存在的功能、软件及通信规约等方面需互相匹配，以便协调运作的接口。

接口设计的主要工作是做好本项目各系统内部、各系统间及本项目与其他系统之间的接口的定义、工作界面的界定及协调管理。搞好与各系统承包商接口界定及施工协调，对实现整个系统的功能和项目的顺利实施起着决定性作用。

接口设计的目的就是建立一个接口的识别、协调及控制体系，辅以合理的技术方案，并最终在产品设计、制造、安装、调试等各个阶段加以管理、控制和实施，以确保各系统设备的接口连接可靠、系统功能完备，不同的设备能在有效的系统约定下可靠的运行，系统功能最优化。接口文件的编制流程如下。

3.5综合管线设计

综合布线系统配线配管，作为机电设备管理系统的重要组成部分，不管在深化设计阶段还是在项目实施阶段，都占据很重要的地位。

由于综合布线采用星型放射性布线，信息点在整个智能化系统中的数量最大，综合布线的管线预埋和桥架安装的工程量最大。正确设计管线预埋十分重要。在实际工程中通常采用弱电综合桥架，将综合布线线缆与其他系统线缆在一个桥架内用隔板分割为2部分，桥架容量可按线缆面积的30％计算，如：200X100的桥架可放置200根左右的UTP。线缆出桥架后按1-2根UTP穿1根DG20管，3-4根UTP穿1根DG25管设计。

DDC控制器的布置，除了考虑“就近控制”原则之外，还应该考虑通信总线、控制电源及接地保护等线缆的引入方便，优化网络结构，降低工程造价。

3.6监控模式设计

深圳四号线二期工程龙华车辆段DMS系统主要分为正常运营模式和火灾工况模式。

正常运行工况是车辆段DMS系统监控各专业(系统)设备运行状态——接设备状态信息和环境检测信息，向消防及设备控制室传送运行信息；发送消防及设备控制室的控制指令，转换设备的运行模式。

火灾运营模式是在车辆段发生火灾情况下，DMS接收来自FAS系统的火灾报警信号，停止非消防设备的运行，控制相关风机进入防排烟状态，进行有效排烟。

车辆段DMS系统模式控制方式主要包括：

(1)自动控制。模式控制由系统监控工作站实施，在DDC控制器中存储环控系统模式控制表，DDC控制器按照模式表向各区域控制器发出控制指令，启动或停止有关设备的运行，并接收设备运行状态的反馈信息。

(2)手动控制。手动模式控制由车辆段值班员通过设在消防及设备控制室的监控工作站实现远程操作。在DDC控制器中存储环控系统模式控制表，车辆段值班员可按照不同的运行模式在监控工作站启动相对应的工作模式，由控制器向各区域控制器发出控制指令，来启动或停止有关设备；监控工作站接收指令反馈、执行结果和设备运行状态信息。

(3)模拟屏控制。模拟屏控制是车辆段DMS系统的紧急备用操作。模拟屏上设有车辆段火灾模式控制按钮，车辆段值班员可按照不同的运行模式在模拟屏通过按钮启动相对应的DMS系统火灾工况模式；监控工作站接收到来自模拟屏的按钮操作指令(模式指令)后，将把对应的模式指令解析并发送给相关区域的DDC控制器；各区域的DDC控制器将指令解析后再向各系统设备发出设备控制指令，启动或停止有关设备；模拟屏接收指令反馈、执行结果和设备运行状态信息，并用指示灯方式显示出来。

4小结

新厂区的能源计量系统总体设计 篇7

[关键词]能源管理 MES 过程检测 节能减排 合理分配

[中图分类号]P754.1 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0423-02

1 新厂区能源管理系统的简介

新厂区的能源计量系统是在总结老厂区现有的能源计量系统的基础上，建立的集能源管理系统、能源调度系统、能源综合监控系统、耗能设备优化控制的能源管控一体化系统（EMS能源管理系统）。在新厂区信息化系统的架构中，把能源管理作为MES的一个基本应用模块，成为大型企业自动化和信息化的重要组成部分。如下图1所示：

建成后的系统可以实现能源系统安全、稳定、经济运行，更能够使能源系统规范化、精细化、高效化的管理。使企业能够实现能源的统一调度、优化能源平衡、减少污染排放、降低产品能耗，达到节能减排，改善环境质量、提高劳动生产率的目的。

2 能源计量及公用工程检测

2.1 能源计量的目的

能源计量是降低车间生产成本，合理分配、使用能源，使能源的利用最大化，促进节能减排的具体落实。同时作为一种管理、分析能源的平台，为管理层提供科学准确的计量数据，达到节能降耗的目的。能源计量系统结构如2所示：

2.2 能源管理

能源管理系统是实现各类能源数据的分散采集控制、集中管理和数据统计与分析，帮助用户全面掌握全厂水、电、气、风、冷等能源系统的能源消耗状况，系统能够实现从计划管理、调度管理、统计分析、考核管理、设备管理、报表管理等方面人手，对能源进行全方位的管理与控制，合理调配能源，尽可能最大效率地利用现有的资源。同时在能源管理系统中增加了用能设备的监控与管理，自动生成能源报表，减少能源管理人员的劳动强度，避免人为因素的干扰。能源管理系统通过WEB发布的形式把各种能耗报表、数据曲线、分析结果等数据发送到相关管理人员，能够快速发现并纠正能源管理中存在的问题。

能源使用中的水、电、汽、风、冷的检测与调配，是生产正常运行的基本条件，直接关系到企业的生产产品的能源消耗，公用工程的消耗关系到企业的生产经营效益，如图3所示。此公用工程检测系统可以管理和控制工厂能源的发生和分配。它采用优化、能源预测、蒸汽和电力平衡、产汽和发电协调、自适应和预先控制，以达到燃煤、产汽比控制优化的目的。

3 新厂区能源过程检测系统设计

新厂区的能源计量与公用工程的设计是借鉴现有的能源计量的基础上，引入先进的设计理念，弥补现有的不足。此次设计采用DCS模块化设计，在生产车间内部设置一个能源采集系统，车间内部的温度、压力、流量、液位等能源检测信号通过4～20mA信号或通信方式集成到DCS系统，经DCS进行数据计算与处理，利用厂内局域网，将数据远传回能源管理系统服务器内，如图4所示。此种设计简化了系统结构，避免在全厂范围内的放置电缆工作，降低硬件成本，同时减少了维护工作量。

工厂进户电能、车间总电表、大型用能设备的电表全部采用带有标准通讯协议的电度表设计，经过ModBus通讯总线，采集到能源监控系统服务器中。利用WEB服务器通过IE浏览器监测各车间和车间各大型设备的用电情况，方便相关人员计算成本，增加抄表人员的安全系数。

用能大型设备（如溴化锂机组、深冷机组、空压机等大型产能用能设备）的工艺控制参数及耗能量，经过标准的ModBus/TCP通讯协议，经通过工厂局域网传至能源管理服务器，利用MES系统的资源，动态管理大型设备的能耗比与产出比，生产指挥人员可以实时调整设备的运行情况与车间的生产产量，避免能源的过度消耗，降低生产成本，合理安排设备的维护与保养。

锅炉控制系统中的用煤量、产汽量、锅炉水位、给水流量、主蒸压力、主蒸流量、主蒸温度等工艺参数，通过现场控制工作站的OPC通讯协议，经能源管理服务器的采集与处理，利用MES系统的优化设计，能够准确计算与预测出能源的产出与消耗的走势。

公用工程中的重要工艺控制点（如水池液位、供水压力、冷却水温度、空气压力等）的实时数据，经过变送器的信号输出采集到DCS中，并通过二次计算处理，指挥中心监控人员可以监控工厂公用工程实时数据，及时、合理调配能源。

4 能源计量与公用的网络结构

生产车间的所有能源计量与公用工程的工艺控制参数，通过工厂局域网络，集中采集设置在生产指挥中心的能源管理服务器上，经能源管理系统处理，实施与MES服务器进行数据交换，在生产指挥中心可以实时监控到全厂的能源与公用工程的信息，监控人员可以动态调整能源的配比与利用，如图5所示。同时部分能源与公用工程数据通过WEB服务器，通过WEB网络发布，在工厂局域网内可以按照特定权限查询本车间的能源利用状况，为动力、生产车间的合理化生产与调度提供依据。

5 新厂区能源管理系统的作用

能源调度系统可以实时监视全厂的能源产出、使用、结余、储能等变化，自动分析每个车间具体岗位及大型用能设备的能源利用率，利用能源管理系统的计划、调度、统计、报表、及用能设备运行状态分析，与ERP系统内部的财务等相关数据交换，建立能源系统的动态优化模型，对能源系统的生产和消耗进行准确预测，以能源运行的低成本、高利用率、稳定性为原则，提出能源利用的优化调度方案，通过对能源的产出、存储、消耗的动态平衡和优化调度，起到消峰平谷的作用，提高能源管理水平和能源利用效率，实现我厂节能减排增效目标，降低企业的生产成本。

参考文献

[1]高娟，化工仪表与自动控制，化学工业出版社，2013

[2]吴业正，制冷原理与设备，西安交通大学出版社，2010

[3]周湘梅，能源管理体系的建立与运行，中国标准出版社，2009

[4]凌志浩，DCS与现场总线控制系统，华东理工大学出版社，2008