基于地铁综合监控系统的环境设备监控系统应用技术分析

赵翔

铁科院（北京）工程咨询有限公司南京分公司 江苏省南京市 210001

摘要：地铁综合监控系统对环境设备监控系统等多种子系统加以集成，通过对相关应用技术的应用与研究，可针对地铁机电设备实施更为高效且全面的监控与管理，确保设备运行更加安全可靠，进而为乘客提供舒适且安全的乘车环境。

关键词：地铁综合监控系统；环境设备监控系统；应用技术

地铁综合监控系统，即ISCS，依托通信骨干网的集成，亦或是与环境设备监控系统等的互联，能够保证轨道交通资源的共享，利于信息互通，进而实现统一化监控、调度以及维护管理目标，使得运行维护自动化水平得以提高。环境设备监控系统是地铁综合监控系统的核心所在，其主要功用就是对全线的各类机电设备运行状况进行监视，并结合通风空调系统环控工艺需求，合理化地控制设备。由此可见，深入研究并分析基于地铁综合监控系统的环境设备监控系统应用技术十分有必要。

1. 以神经网络为基础的传感感知

针对通风空调系统的效用进行评判期间，最关键的指标就是空气浊度。以某城市地铁的环境设备监控系统为例，其空气浊度需借助 传感器加以感知，而在控制空气质量的过程中，则要借助新风量的控制完成^[1]。在常规性控制技术的基础上，模糊控制与神经网络等相关理论对新风过程控制技术问题解决的效果十分明显，以此为依据的应用技术即可使环境设备监控系统明显优化。以发展角度分析，于环境设备监控系统中，模糊控制以及神经网络等相关理论的应用前景更为可观。把传感器当成系统神经元输入，在加权输入累加的基础上，可借助转换功能模块确定输出数值。在神经元与网络连接的基础上，即可构建复杂结构。

二、以客流量模型为基础的灰色系统预测研究

地铁公共区域的通风空调系统会对乘客舒适度以及设备节能效果产生直接影响，地铁的客流量时段性与突发性特征明显。对于公共区域的通风空调系统会因客流量的迅速增加而无法立即增加出力，致使环境温度过高且空气质量不良。在系统增加出力后，客流一般已经完成输送任务，致使环境温度过低。在循环往复的情况下，乘客舒适度会下降，且能源浪费明显。正是因为客流的随机突发性，使得通风空调控制系统控制难度显著增加。针对这种情况，若处理不合理，则会使被控过程出现较大波动，严重的还会导致控制系统振荡，响应性能下降，对控制系统稳定性产生不利影响。所以，对复杂大惯性与大滞后系统控制方式的研究，使系统控制性能得以改善十分有必要^[2]。

因地铁客流时段特性与随机突发性明显，可将其当做灰色系统。所谓灰色系统，指的就是信息有部分明确和不明确的抽象系统。在此系统内，部分信息已知，而其余部分信息则未知，且系统内部各个因素关系并不确定。借助地铁综合监控系统集成亦或是环境设备监控系统互联，能够对环境设备监控系统中的通风空调系统的灰色预测实施必要控制。

所谓灰色预测方法，就是针对系统内存在不确定因素的情况加以预测。而灰色预测在对系统因素间发展相异程度进行鉴别的基础上，即可通过原始数据生成处理对系统变化规律进行总结，同时形成规律明显的数据序列，随后构建微分方程模型。这样一来，就可以在等时距的作用下对反应预测对象特征相关数量值加以观测，进而完成灰色预测模型的构造目的，并对未来某时刻特征量做出预测，实现对事物发展趋势的科学化预测。

灰色预测的控制对于被控系统精确模型的依赖性并不明显，因而将其应用于地铁环境设备监控系统控制预估中的可行性较为显著。在灰色系统理论中，会把随机过程当做特定范围变化和时间相关灰色过程，而客流量则被当做特定范围之内发生改变的灰色量。根据灰色系统理论分析发现，其行为现象虽然不明晰且数据相对杂乱，但始终具备有序功能与整体功能，所以能够针对变化的过程实施科学化地预测^[3]。这样一来，数据生成则发展成规律发掘手段，使得原始数据经过整理后更具规律性，基于特定运算程序即可成功构建灰色理论内的模型---- 模型。

环境设备监控系统经过灰色预测函数计算后，可结合通风空调系统的工艺药物，结合客流量的变化采取控制算法，进而对冷水机组出力做出适当调整，确保冷负荷和客流量实现动态性匹配，以免空调系统忽冷忽热，增强人体舒适程度，实现系统节能目标。

三、设备的优化控制技术研究

环境设备监控系统优化控制含括了最优化运行策略与被控对象动态数学模型，在分析判断以及近似推理的作用下，结合工艺与运行方式动态性地制定优化运行策略，进而为检修、管理以及过程分析提供了必要的理论参考与技术支持。

1. 新风量的模糊控制

通过对模糊控制技术的合理运用，可对通风空调新风展开合理化控制。模糊控制中的模糊并不代表获取结果模糊或者是不精确，然而与二进制逻辑存在一定区别，只能够对真假 这两种状态加以区分。而模糊逻辑理论所具备的语句能够对不精确的状态加以描述，语句是通过特定生产工艺以及控制方法获取，并且基于实践经验，借助“规则”形式引入，即可利用模糊控制器加以控制。

所谓模糊化，指的就是以神经网络感知为基础，将 参数向模糊变量加以转换，而这一过程需借助成员功能单元辅助。对于成员功能单元而言，主要是把大部分术语能够和特定值准确对应。以 反馈值为例，即可选择五个不同数值，即 ，而所代表的则是 。对于控制单元，其组成包括控制操作的实践经验，并且通过“规则”形式加以标识。控制单元有效联系输入变量和受控变量的过程，也被称作“推理”。所谓受控变量，则含括了大部分规则结果，需要对适用范围加以总结，而此过程也可被称作“合成”。对于去模糊，则是转变利用模糊形式生成的受控变量，使其变化成为数量值。

2. 运行效果

以某城市地铁的环境设备监控系统为例，在软件设计方面，以神经网络感知为基础，选用 参数新风量模糊控制技术。通过于其他线路地铁站的对比发现，两车站大小大致相同，而站台的温度设定数值是29摄氏度，而 体积质量数值则设定成每立方米不超过1375毫克。

在实际运行的三个月期间，通风空调系统用电量达到 。在条件相同的情况下，选用设备优化控制技术的乘车环境更理想^[4]。

四、设备状态检修和 管理研究

地铁设备状态检修以地铁综合监控系统为基础，利用在线故障诊断等方式完成检修工作。而该系统在设备状态检修方面提供了必要技术支持，常见的设备状态检修手段主要有两种：1）对最佳检修间隔时间加以确定；2）确定状态结果后合理采取相应策略。地铁综合监控系统在状态分析的基础上，即可制定相应的设备检修策略，尽可能缩减平均费用、创造理想平均利润。

结束语：

综上所述，基于地铁综合管理能力的不断提高，RAMS逐渐发展成地铁设备管理工作关键性技术。通过对地铁综合监控系统平台的合理运用，可对设备可用性、可靠性以及可维护性等做出综合性分析，进而确定最佳诊断参数的临界数值以及最优检测周期，并且对设备状态进行必要地维修与维护，进而创造可观社会与经济效益。

参考文献：

[1]朱浩庆,何元超.无锡西漳地铁车辆段模拟培训中心综合监控系统分析与设计[J].电气自动化,2015(5):104-107.

[2]吴浦升,吴溥峰.西安地铁2号线综合监控系统和环境与机电设备监控系统联调综述[J].城市轨道交通研究,2013,16(12):123-126.

[3]夏益青,牛卫星.基于地铁综合监控系统的环境设备监控系统应用技术[J].城市轨道交通研究,2012,15(5):68-72.

[4]李炜,彭显辰,郭建伟.重庆地铁6号线车站级环境与设备监控系统的设计探讨[J].城市轨道交通研究,2014,17(2):67-70.