地铁环控系统控制方法论述

地铁环控系统控制方法论述

黄颖

无锡地铁运营有限公司

【摘要】在我国地铁运营建设规模不断扩大的背景下，地铁环控系统出现故障问题的概率也随之增加，地铁车站是城市轨道交通的重要组成部分，其主要建在地下，需要依靠环控系统来维护正常的运营，环控系统的运行需要消耗大量的能量，一旦环控系统出现问题，将会直接影响地铁的正常运营行驶。基于此，文章对地铁环控系统进行分析阐述，论述其控制方法，希望能够帮助提高地铁环控系统运行稳定性与可靠性。

【关键词】地铁；环控系统；控制方法

1国内外地铁环控系统研究发展现状

随着我国社会经济水平的迅速提高，我国城市化进程不断深入推进，城市化进程加快在带动了区域发展的同时也带来了一定的问题，在城市规模不断扩大与城市人口迅速增加的背景下，城市交通问题愈发凸显。传统的交通方式已经逐渐无法满足城市居民日常出行需求，地铁在此背景下得以在我国一二线城市中大规模建设运营。作为现代化交通设备，地铁具有诸多优势，例如其运输速度快、乘坐便捷、安全性强，并且地铁主要建在地下，对于土地资源紧缺的城市来说有着不可替代的优势。城市地铁的可靠运行以及高水平服务需要多个设备装置共同工作运行才能实现，主要的设备系统由地铁车辆电力牵引装置、车站智能扶梯、照明系统、通风空调系统等，车站环控系统是地铁重要组成系统之一。因为地铁多建造在地下，因此需要定时通风，排气以及对于温度进行控制，以满足乘客的需求，地铁环控系统的功能主要是为地铁提供空气排风与送风，并对地铁进行加温与降温，从而实现环境温度控制，创造出舒适的地铁乘车环境。在生态文明建设背景之下，建设资源节约型社会，实现社会的可持续发展是当前各行各业所努力的方向，轨道交通的迅速发展虽然给人们提供了便利，但是相应的能源消耗问题也逐渐显现出来，环控系统的能源消耗更是一度达到了整个地铁车站能源消耗的三到四成，地铁环控系统的能源资源消耗量巨大，不符合我国可持续发展理念以及资源节约型社会建设的目标。在我国社会经济水平不断提高的背景下，人们对于地铁的舒适度也有了一定的要求。由于地铁运行特点、运行环境不断变化，因此地铁需要环控系统保持相对适宜的车辆内部温度，保证地铁具有舒适的乘客环境。因此针对于地铁环控系统的研究在很早就已经开始。早在上世纪三十年代的美国芝加哥，地铁环控理念就已经出现，芝加哥地铁在当时通过参考相应论文，在考虑多种因素的情况下对地铁运行环境温度变化情况进行了分析，从而为地铁环控系统的设计、建设提供了参考帮助，并奠定了良好基础。近些年来，世界各国愈发关注和重视地铁车站与地铁车辆运行中的能耗问题，在2004年，韩国学者通过多种方式手段收集了多个地铁车站运行数据，并进行了集中分析，总结各个因素对于地铁站能耗的不同影响程度以及其中的变化规律。在此之后，欧洲学者在2014年对巴塞罗那某地铁车站进行了长期观察研究，根据实际状况获得了巴塞罗那地铁车站的运行数据，该车站采用自然风通风，地铁车辆在运行中的主要能耗出自于照明系统，这一能源消耗类型与我国现阶段地铁能耗类型存在着较大的差别。我国在地铁环控分析领域的研究起步比较晚，上世纪八十年代，我国开始对地铁环控系统进行较为全面的分析与研究，清华大学技术系曾对北京和上海的地铁展开了长期实地检测，检测内容包含列车的散热量、隧道壁热流量、现场温度划分情况等，并根据长期检测结果与理论分析指导设计了我国首个地铁热环境模拟研究系统。后来，随着屏蔽门技术的发展，环控系统的研究更上一层楼，屏蔽门系统可以很大程度上降低列车发热对于车站的影响，显著提高地铁空调制冷系统工作效率，但同时，屏蔽门系统会导致活塞风无法进入车站，进而导致能耗增加。在此之后，相关研究工作人员通过大量实验数据与实践数据证明屏蔽门系统在我国南方地区应用价值较高。就目前而言，在地铁环控系统中应用变频技术，能够显著提高环控系统工作效率，有效减少地铁车站的能耗。

2地铁环控系统控制方式研究

地铁系统一般位于地下，处于较为封闭的空间内，是各个地铁车站利用所修建隧道进行连接的综合体。通常情况下，地铁系统中仅有车站出入口以及少量排放井与外部环境相连通。地铁站内空气质量、气流形式、声音环境、照明状况等多方面条件的集合统称为地铁环境，通过控制并不断优化上述环境条件，使地铁环境能够保障地铁安全可靠运行的控制系统被称为地铁环境控制系统，也即环控系统。环控系统涉及多个方面，其是保证地铁舒适性与安全性的关键之处，因此其在整个地铁系统的运行中占据着重要的地位。一般而言，地铁环控系统由车站通风系统、车站空调水系统以及隧道通风系统三个子系统共同构成。

2.1车站通风系统

地铁车站通风系统又可以分为通风大系统以及通风小系统两个组成系统，大系统为车站公共区域通风空调以及车站防排烟系统，而车站小系统则包括管理房间以及设备房间通风与防排烟系统。大系统与小系统负责的区域不同，通风大系统主要负责车站的站厅，站台和出入口，小系统主要负责车站设备区，其中包含设备设施房，设施区通道，工作人员休息区域，车站通风系统主要有三点功能：首先排除车站余热余湿，为乘客以及工作人员创造一个合适的乘车、工作的环境、其次是满足设备和管理用房的工艺以及功能要求，最后在车站发生火灾或者毒气等紧急情况时可以迅速的提供排烟救援措施。相对于大系统来说，小系统能耗本来就少，改进的空间不大。

2.2水系统

水系统是利用水资源作为介质为地铁车站公共区域以及设备区域提供冷源的制冷系统。一般而言，车站空调水系统由冷冻水系统和冷却水系统共同组成，其主要作用就是为空调区域提供冷源，水系统相对于来说耗能低，能量大，如果合理使用的话可以节约大量能源。

2.3隧道通风系统

隧道通风系统是地铁环控系统中的重要组成部分，地下车站两边区间隧道以及站台轨道区间通风排烟系统即为隧道通风系统。隧道通风系统包括两个子系统，分别为区间隧道通风系统以及车站隧道通风系统。当活塞风难以满足或无法满足通风要求时，隧道通风系统能够打开车站两侧的隧道风机进行应急通风，从而保证列车上乘客与工作人员的安全。

3活塞渗风对于环控系统的影响分析

现阶段我国大部分地下车站已经设置了全高站台门，但是车站内部的活塞渗风问题仍然有可能发生，因此有必要对于环控系统的机制以及作用进行分析。地铁车站出入口通过机械方式进入的新风或是室外环境新风，均可以将其认定为有效新风。环控系统在运行过程中需要将新鲜空气输送至地铁车站，并同时将地铁车站内的余湿余热进行排出，保证地铁车站内部舒适性。在实际工作运行过程中，地铁环控系统在每一个季度内均会导入新鲜空气，并将余热排出，清除车站内有毒有害物质，余热的排出主要是在需要供冷的季节。环控系统中空调水系统来实现制冷的目的，需要通风的季节则将低温空气导入来实现热量的排放。当前我国轨道交通环控系统在实际工作运行中仍然存在着一些问题，主要体现在以下方面：部分车站将排风机全天保持的运行状态，增加了能源消耗与浪费，并导致车站出入口渗入的新风风量进一步增大。从空气净化角度进行分析，车站空调机组的过滤段能够完成新风的引入与清洁，但实际清洁效果较为一般，空气中仍存在一定有毒有害物质。

4小结

综上所述，在地铁建设运营规模不断扩大的背景下，地铁环控系统愈发受到社会关注和重视，地铁环控系统过高的能耗在增加运营成本的同时造成了资源能源浪费。文章对当前我国地铁环控系统控制方法设计进行分析研究，阐述并总结了改善环控系统控制方法，希望能够帮助提高地铁运营效益，推动行业发展。

【参考文献】

[1] 林小杰. 地铁环控系统节能研究[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016(9):561-561.

[2] 张聪. 浅谈地铁环控系统的优化及应用[J]. 安装,2020(9):19-20,23.