蘇州市軌道交通一號線工程控制大樓智能化系統(tǒng)設計特點

夏熔靜，嚴瑾

XIA Rong-jing1，YAN Jin2

（蘇州設計研究院股份有限公司1，蘇州園林設計院有限公司2）

（Suzhou Design Research Institute Limited by Share Ltd1，Suzhou Landscape Design Institute Co.，Ltd2）

蘇州市軌道交通一號線工程控制大樓智能化系統(tǒng)設計特點

夏熔靜1，嚴瑾2

XIA Rong-jing1，YAN Jin2

（蘇州設計研究院股份有限公司1，蘇州園林設計院有限公司2）

（Suzhou Design Research Institute Limited by Share Ltd1，Suzhou Landscape Design Institute Co.，Ltd2）

本項目智能化系統(tǒng)設計按甲級智能建筑的標準設置，具有較高的實用性，充分考慮了項目整體弱電系統(tǒng)所涉及的各個子系統(tǒng)的集成和信息共享，保證弱電系統(tǒng)總體結構的先進性、合理性、可擴展性和兼容性；系統(tǒng)充分考慮標準化和模塊結構化，層次分明，以便于系統(tǒng)的不斷擴充和管理維護；能夠適應多功能的要求，講究便利性和舒適性；具有極高的安全性、可靠性和容錯性和較高的性價比。

模塊結構化；集成性和可擴展性；實用性和先進性；安全防范性

1　引言

蘇州市軌道交通一號線工程控制中心大樓基地位于蘇州市干將西路與廣濟路交叉口的西北角，與一號、二號線換乘站——廣濟路站合建，一號線與二號線的聯(lián)絡線穿越地塊。干將西路為東西向，規(guī)劃道路寬40m；廣濟路為南北走向，道路規(guī)劃寬32m，基地東面為菱塘園城市綠地，西面為規(guī)劃支路，道路寬14m，基地內有一條河道由東至西從場地北部穿過。建筑分為裙房和主樓兩部分，1～7層為軌道交通控制中心OCC用房。8～23層為軌道公司行政辦公和運營部分用房。地下3層為大樓停車和輔助設備用房。建筑整體布局與周邊環(huán)境和諧統(tǒng)一，造型簡潔明朗，主樓與輔樓的兩部分相互呼應。建筑立面力求表達吳文化精致與細膩。框架和豎向的玻璃幕墻、橫向鋁合金百葉不同尺度之間達到了一種完美和諧。

在整個智能化系統(tǒng)的規(guī)劃設計建設過程中，始終遵循和貫徹以下原則：

1）實用性和先進性：系統(tǒng)設計盡量采用當前國際國內流行和成熟的技術或標準；系統(tǒng)設置既強調先進性也注重系統(tǒng)設置的經濟效益，達到綜合平衡。

2）集成性和可擴展性：智能建筑系統(tǒng)設計遵循全面規(guī)劃和分步實施的原則，考慮全面和周到，注意預留和預埋到位，并有充分的余量，以適應將來發(fā)展的需要。

3）充分考慮本項目整體智能建筑系統(tǒng)所涉及的各個子系統(tǒng)的集成和信息共享，保證智能建筑系統(tǒng)總體結構的先進性、合理性、可擴展性和兼容性，可以集成不同廠商不同類型的先進產品，使整個智能建筑系統(tǒng)可以隨著技術的發(fā)展和進步，標準化和模塊結構化不斷得到充實和提高。

除了系統(tǒng)的設計依照國家和地區(qū)的有關標準外，還須根據(jù)本項目智能建筑系統(tǒng)總體結構的要求，做到各個子系統(tǒng)結構化和標準化，并綜合體現(xiàn)出當今的先進技術；各系統(tǒng)符合當前國際國內的相關主要技術標準和協(xié)議，以保證系統(tǒng)的開放性、兼容性和可擴展性，從而保護業(yè)主的投資；系統(tǒng)有明顯的層次結構性，以便于系統(tǒng)的不斷擴充和管理維護。

4）便利性：能夠適應多功能的要求，講究便利性和舒適性，達到提高工作效率、節(jié)省人力和能源的目的；對于來自項目內外的各種類型的信息予以收集、處理、存儲、運輸、檢索，為中心內人員提供最有效的信息服務和一個高效、舒適、便利和安全的辦公環(huán)境。

5）安全性：智能建筑系統(tǒng)設計遵循國家關于政府項目建設的安全保密要求，本項目的智能建筑系統(tǒng)具有極高的安全性，可靠性和容錯性，各個系統(tǒng)考慮充分的安全防范性，以防止非法人員和系統(tǒng)的入侵，保護數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全。

2　通信網(wǎng)絡系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)構成

蘇州軌道交通一號線信息網(wǎng)絡系統(tǒng)通過百兆光纖接入到電信貓上，通過兩根網(wǎng)線連接至防火墻，防火墻的4個接口（一個連接外網(wǎng)，一個連接內網(wǎng)，一個作為兩個防火墻之間Failover），兩個防火墻分別用一根網(wǎng)線連接至核心交換機的主和備HSRP，核心交換機通過千兆光卡連接控制中心樓層接入交換機，兩臺核心交換機通過萬兆光模塊連接數(shù)據(jù)中心的匯聚交換機（HSRP，匯聚交換機下聯(lián)至存儲、小機、PC服務器），兩臺核心交換機通過萬兆光模塊下聯(lián)至骨干路由器（HSRP），骨干路由器通過萬兆光模塊連接至車站匯聚交換機和車輛段匯聚交換機。車站和車輛段匯聚交換機通過千兆光模塊連接至下面的接入交換機，兩臺相同設備之間連接心跳線。

圖1　網(wǎng)絡服務器機房

2.2主要配置（見圖1）

防火墻：NAT，ACL，F(xiàn)ailover；核心層交換機：ACL，三層交換，HSRP，DHCP等；骨干路由器和交換機：HSRP，DHCP等。

3　信息網(wǎng)絡系統(tǒng)

整個局域網(wǎng)絡采用三層結構（外網(wǎng)接入設備、核心層、匯聚層、接入層），配置高速防火墻用于廣域安全考慮、高速緩存用于緩解Internet出口流量壓力。配置入侵檢測和防御系統(tǒng)增強的系統(tǒng)的安全性，并配置接入層交換機分布在各個區(qū)域，方便樓層終端用戶接入。四層結構配置簡要如下。

3.1外網(wǎng)接入設備

布設在控制中心二層機房，通過兩臺防火墻連接電信貓，提供整個蘇州軌道交通一號線接通外網(wǎng)的功能，并配置NAT，ACL，F(xiàn)ailover提高網(wǎng)絡的安全性。

3.2核心層

布設在控制中心二層機房，是整個蘇州軌道交通信息網(wǎng)絡的中央樞紐設備。核心層設備損壞，將影響整個軌道交通控制中心計算機網(wǎng)絡通信。鑒于其重要性，采用冗余線路和冗余核心交換機。

3.3匯聚層

4臺布設在控制中心二層機房，2臺作為車站接入交換機的個核心設備，2臺作為數(shù)據(jù)中心的核心設備，另外2臺布設在車輛段辦公培訓樓北樓二層機房，作為車輛段接入交換機的核心設備，上聯(lián)至控制中心的核心設備。匯聚交換機作為車站、數(shù)據(jù)中心、車輛段接入設備的網(wǎng)關設備，因考慮其重要程度，采用冗余線路設計和冗余匯聚交換機。

3.4接入層

布設在車站信息機房、車輛段弱電間和控制中心24層弱電間，負責具體終端用戶信息接入，并上聯(lián)到匯聚層交換機。當接入層交換機損壞時，會影響辦公效率和辦公速度，因此采用雙鏈路接入到兩個核心交換機。

4　火災自動報警系統(tǒng)

4.1本工程設置火災探測及報警系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括下列設施：

1）設置在一層的消防控制室（見圖2、圖3）；

圖2　監(jiān)控設備機柜

圖3　消防監(jiān)控室

2）手動報警按鈕；

3）設置在辦公及設備用房的感煙探測器、設置于地下停車場的感溫探測器；設置于電纜豎井、電纜橋架等處可恢復纜式線型定溫火災探測器；

4）設置于所有中央空調系統(tǒng)回風風機吸引端的風管感煙探測器；

5）火災顯示盤及火災警鈴；

6）按防火分區(qū)設置火災應急廣播；

7）手動報警按鈕及智能型消火栓起泵按鈕；

8）消防電話系統(tǒng)；

9）在400V開關柜饋線回路中設置漏電火災報警探測器；

10）輸入輸出模塊用以監(jiān)控專用火災報警設備。

4.2消防控制室監(jiān)視功能

1）監(jiān)視控制中心專用火災報警設備的運行狀態(tài)；

2）監(jiān)視控制中心火災報警，并顯示報警部位；

3）顯示控制中心防火分隔的防火卷簾的工作狀態(tài)；

4）顯示各排煙風機、正壓風機、補風風機、防火閥、防煙防火閥的工作狀態(tài)；

5）顯示消防泵、噴淋泵、增壓泵的啟、停、故障狀態(tài)信號；

6）顯示各氣體滅火區(qū)域的預報警、報警、故障、手/自動位置、氣體釋放等信號；

7）顯示水流指示器、信號碟閥的狀態(tài)信號。

4.3消防泵的聯(lián)動控制

1）室外消火栓增壓泵控制：由壓力傳感器控制低壓力時開泵，高壓力時停泵，消防控制室強行啟動，就地啟動；

2）室內消火栓增壓泵：由室內消火栓箱內的消防水泵啟動按鈕控制開泵，也可由消防控制室強行啟動，就地啟動；

3）室內噴淋消防增壓泵：由濕式報警閥的壓力開關啟動開泵，也可由消防控制室強行啟動，就地啟動；

4）高區(qū)噴淋消防接合器接力增壓泵：由消防控制室強行啟動，就地啟動。

4.4參與消防用風機聯(lián)動控制

1）排風兼排煙風機的控制：機械排風兼排煙系統(tǒng) ，平時排風，火災時高速排煙，當煙氣溫度達280℃時，排煙閥（常開閥）關閉，同時連鎖相應的排煙風機停機；

2）排煙風機：由消防中心手動/自動啟停，并可由排煙口（閥）開啟連鎖啟動；

3）正壓送風機的控制：火災時消防控制室電動啟動加壓風機，火災后由消防控制室電動關閉；

4）前室及合用前室加壓送風：火災時由消防控制室電動打開開啟著火層及上一層風口加壓送風口，同時加壓送風口連鎖啟動相應的正壓送風機；火災后由消防控制室電動關正壓送風機，前室加壓送風口就地手動復位。

4.5電梯的聯(lián)動控制

通過輸出模塊，火災時給信息電梯系統(tǒng)按照預定控制模式使電梯運行到安全層。

4.6防火卷簾的聯(lián)動控制

防火卷簾兩側，設置火災探測器組及其警報裝置，火災時控制防火卷簾的自動下降。

4.7切除非消防電源的聯(lián)動控制

根據(jù)電氣專業(yè)提供資料要求。按照防火分區(qū)的劃分，火災時切除相應區(qū)域的非消防電源（一級負荷除外）。地下3層至地上8層非消防電源變電所低壓柜饋線處（非消防電源饋線開關處）完成非消防電源切除；地上9層～23層非消防電源為樹干式供電，在現(xiàn)場母線槽插接開關后非消防低壓配電柜進線處完成非消防電源切除。

4.8火災事故照明及疏散指示系統(tǒng)的聯(lián)動控制

在大樓走廊、樓梯間及其前室、消防電梯前室、變配電室、水泵房、設備機房、安防室、消防控制室等地方設置，具體由電氣專業(yè)實施。

4.9氣體滅火系統(tǒng)的聯(lián)動控制

氣體滅火系統(tǒng)一次報警、二次報警、氣體釋放、故障信號、手動/自動狀態(tài)信號的接口在各氣體滅火保護房間氣體滅火系統(tǒng)FACP控制盤實現(xiàn)通信接口。

4.10漏電火災報警系統(tǒng)

在監(jiān)控配電系統(tǒng)中漏電電流和溫度非正常升高情況在防范電氣火災的發(fā)生方面起著非常重要的作用。

漏電火災報警系統(tǒng)應具有下列功能：探測漏電電流、過電流等信號，發(fā)出聲光信號報警，準確報出故障線地址，監(jiān)視故障點變化；儲存各種故障和操作實驗信號，信號存儲時間不應少于12個月；顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)。

5　安全防范系統(tǒng)

本工程采用綜合式安防系統(tǒng)。在一層設1層FAS、BAS、ACS系統(tǒng)監(jiān)控室。主要包括如下5個子系統(tǒng)：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)；防盜報警系統(tǒng)；無線電子巡更系統(tǒng)；無障礙報警系統(tǒng)；無線對講系統(tǒng)。

5.1閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控蘇州軌道交通控制中心內公共區(qū)域及重要出入口的情況，并通過錄像設備對圖像信息進行保存，以備日后查看，有效防止各類罪案和財務損失，保護人員安全。在中心控制機房設有電子地圖，并可實時觀察整個軌道交通控制中心的主要通道、重要公共區(qū)域、重要展覽參觀場所等位置的圖像。矩陣切換控制主機可對前端攝像機的云臺或變焦鏡頭進行控制，能對圖像進行手動切換、時序切換、具有聯(lián)動控制功能。主要技術數(shù)據(jù)指標如下。

1）閉路監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字保存圖像的質量要求為：中等圖像檔次，實時錄像每小時約為150M左右，動態(tài)檢測錄像每小時約0～100M左右。

2）圖像的水平清晰度彩色高于270線，黑白高于400線。系統(tǒng)圖像質量在五級損傷制評審時，達到4級。系統(tǒng)在低照度使用時，監(jiān)視畫面達到可用圖像，其系統(tǒng)信噪比不低于25dB。系統(tǒng)的各種視頻信號，在監(jiān)視器輸入端的電平值為1Vp-p+/-3dB。系統(tǒng)圖像質量的隨機信噪比大于37dB。系統(tǒng)所采用設備的視頻輸入和視頻輸出阻抗以及電纜的特性阻抗為75Ω。

3）攝像機技術指標：室內一體化快球：16倍光學變焦，分辨率大于450線（彩色）；室外一體化快球：22倍光學變焦，8倍電子變焦；分辨率500線；最低照度0.05lx，自動180°反轉；室外固定黑白攝像機：分辨率570線；最低照度0.08lx；室內固定彩色攝像機：分辨率480線，最低照度0.9lx。

5.2防盜報警系統(tǒng)

由各種探測器（雙鑒探測器、震動探測器、玻璃破碎探測器、手動報警按鈕、無線探測器等）和控制主機組成，對軌道交通控制中心所有外門、展廳、通道、展柜進行立體的防范。控制主機可對各探測器進行控制，收集保存各防區(qū)內的信息，一旦被觸發(fā)即可報警。防盜系統(tǒng)可與110聯(lián)網(wǎng)，并與其他系統(tǒng)進行聯(lián)動。

6　綜合布線系統(tǒng)

6.1綜合布線系統(tǒng)功能

蘇州軌道交通控制中心新館的綜合布線系統(tǒng)覆蓋以下各部分功能：

1）涉及計算機網(wǎng)絡互聯(lián)的計算機系統(tǒng)以及各類計算機外部設備等；

2）涉及電話通信系統(tǒng)（如電話、傳真、電話會議的控制站點設備等）；

3）智能弱電系統(tǒng)其它子系統(tǒng)符合互聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議的設備提供信息傳輸基礎通道。

6.2結構化綜合布線系統(tǒng)的整體結構

由6個獨立的子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)整體結構采用國際標準的PDS系統(tǒng)三級星型結構，可使任何一個子系統(tǒng)獨立地進入結構化綜合布線系統(tǒng)中，其6個子系統(tǒng)分別為：工作區(qū)子系統(tǒng)， 水平子系統(tǒng)，管理區(qū)子系統(tǒng)，干線子系統(tǒng)，設備間子系統(tǒng)，建筑群子系統(tǒng)等。整個PDS系統(tǒng)的解決方案如下：

1）語音水平線采用6類四對非屏蔽雙絞線；

2）數(shù)據(jù)水平線采用6類四對非屏蔽雙絞線；

3）語音主干線采用5類非屏蔽大對數(shù)銅纜；

4）數(shù)據(jù)主干線采用千兆多模光纖；

5）配線系統(tǒng)全部采用符合PDS系統(tǒng)相關標準的配線系統(tǒng)。

圖4　空調機房現(xiàn)場及傳感器

7　建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)

本次建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)采用分布集散控制型DDC控制系統(tǒng)，系統(tǒng)總體構架采用兩層網(wǎng)絡構架，系統(tǒng)管理中央和現(xiàn)場DDC采用以太網(wǎng)直接通信，現(xiàn)場傳感器和控制設備采用控制線或通信線纜連接到DDC。變電所、EPS、風冷熱泵、UPS等帶通信接口的設備以采用智能硬件網(wǎng)關方式接入環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)；火災自動報警系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、VRV空調機組等通訊設備或系統(tǒng)直接通過網(wǎng)絡和環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)工作站通信交換數(shù)據(jù)。智能照明控制設立智能照明子系統(tǒng)，系統(tǒng)采用國際標準ISO/IEC14543-3總線將所有的元器件連接起來，每個元器件均可獨立工作，同時又可通過智能照明系統(tǒng)工作站進行集中監(jiān)視和控制。

7.1EPS/UPS系統(tǒng)

進線電源狀態(tài)監(jiān)視；電氣參數(shù)狀態(tài)（開關狀態(tài)、報警、運行）；故障報警。

7.2智能照明系統(tǒng)

運行/停止狀態(tài)監(jiān)視；傳感器狀態(tài)。

7.3精密及VRV空調系統(tǒng)

運行/停止狀態(tài)；故障報警；風機開關狀態(tài)；制冷、熱水、電加熱狀態(tài)；加濕、除濕狀態(tài)；告警蜂鳴、過濾網(wǎng)堵塞狀態(tài)。

7.4暖通、通風空調系統(tǒng)

排風風機、補風機、空調機組（見圖4）、新風機組的運行/停止狀態(tài)、故障報警、手/自動狀態(tài)信號；風機啟/?？刂疲粍討B(tài)平衡電動二通調節(jié)閥、電動調節(jié)式風門執(zhí)行器的閥門開度反饋和閥門開度調節(jié)。

7.5給排水系統(tǒng)

生活水箱的超聲波液位監(jiān)視；生活給水增壓泵（變頻）的運行/停止狀態(tài)（見圖5）、故障報警、手/自動狀態(tài)信號；水泵啟/?？刂疲患玫母咚粓缶?、低水位報警；排水泵的運行/停止狀態(tài)、故障報警、手/自動狀態(tài)信號；水泵啟/停控制。

7.6電（扶）梯設備

電梯狀態(tài)監(jiān)視：運行/停止、故障報警、樓層顯示、上/下行狀態(tài)、開/關門 狀態(tài)；扶梯狀態(tài)監(jiān)視：運行/停止、故障報警、上/下行狀態(tài)、維修狀態(tài)、急停狀態(tài)、蓋板防盜。

8　智能照明系統(tǒng)

8.1智能照明系統(tǒng)組成

智能照明控制系統(tǒng)，通?？梢杂?部分組成：模塊部分（包括調光模塊、開關模塊）；現(xiàn)場控制部分（包括控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、編程插口、時鐘管理器）；監(jiān)控，調試部分（包括調試軟件，手持式編程器和PC監(jiān)控機）。將上述各種具備獨立功能的模塊用一根5類四對數(shù)據(jù)通信線手牽手聯(lián)接起來組成一個控制網(wǎng)絡，其典型系統(tǒng)如圖6所示。

8.2智能照明控制系統(tǒng)的定義及作用

智能照明控制系統(tǒng)是照明控制方式的一種，它通過全數(shù)字、模塊化、分布式的系統(tǒng)結構，采用五類控制線將系統(tǒng)中的各種控制功能模塊及器件連接成照明控制網(wǎng)絡，作為整個建筑物自動化管理系統(tǒng)（BA系統(tǒng)）的一部分，既可以作為一個子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡軟件接口接入BA系統(tǒng)，也能作為獨立系統(tǒng)單獨運行，在照明控制實現(xiàn)手段上更專業(yè)更靈活，可實現(xiàn)對照明的集中開關控制，是實現(xiàn)舒適照明的有效手段，也是節(jié)能的有效措施。

采用智能照明控制系統(tǒng)后，可使照明系統(tǒng)運行在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)將按預先設置切換若干個基本工作狀態(tài)，通常為“白天”、“晚上”、“安全”、“清潔”、“周末”和“重要節(jié)假日”等，根據(jù)預設定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉換。還可用手動控制面板，隨意改變各區(qū)域的光照度。

對于公共區(qū)域照明，則可根據(jù)一天中的不同時間，不同用途精心地進行燈光的場景預設置，使用時只需調用預先設置好的最佳燈光場景，使來賓產生新穎的視覺效果。

圖5　生活給水變頻增壓控制柜

9　有線電視系統(tǒng)

系統(tǒng)一般由前端設備、干線傳輸系統(tǒng)、用戶分配網(wǎng)絡等組成。本系統(tǒng)設計大樓內有線電視網(wǎng)采用同軸電纜傳輸，CATV干線采用RG11，分支器引至用戶終端均采用RG6。整個系統(tǒng)設計要能充分滿足圖像和聲音的高質量傳輸和接收，盡量減少噪聲對用戶端的干擾，提高信道的清晰度，達到四級及以上質量標準。

選擇適宜的分配鏈路，使用戶終端電平滿足（65±5）dB，鄰頻電平差≤2dB，系統(tǒng)電平差≤12dB，系統(tǒng)載噪比>43dB，組合三次差分比≥54dB。

為適應現(xiàn)代化信息通信網(wǎng)絡的要求，滿足今后數(shù)據(jù)傳輸及系統(tǒng)擴展的需要，設備選型都選用能夠達到雙向傳輸需要的設備。寬頻放大器、混合器輸出帶寬可達860MHz，分支器、分配器、傳輸線纜等輸出帶寬可達1GHz，分支分配隔離度>30dB。

有線電視干線選用SYWV-75-9電纜，使主干衰減較??；主干到各分支分配器也選用SYWV-75-9 電纜，分支到用戶選用SYWV-75-5電纜，充分滿足電平的要求。

圖6　典型控制網(wǎng)絡系統(tǒng)柜圖

10　結束語

蘇州市軌道交通一號線工程控制大樓智能化系統(tǒng)設計按甲級智能建筑的標準設置，具有較高的實用性，充分考慮了項目整體弱電系統(tǒng)所涉及的各個子系統(tǒng)的集成和信息共享，保證弱電系統(tǒng)總體結構的先進性、合理性、可擴展性和兼容性；系統(tǒng)充分考慮標準化和模塊結構化，層次分明，以便于系統(tǒng)的不斷擴充和管理維護；能夠適應多功能的要求，講究便利性和舒適性；具有極高的安全性、可靠性和容錯性；具有較高的性能價格比。

Design Features of the Intelligent System of the One Line Project of Suzhou Metro Line 1

the structural integration of the module； the practicability； the advanced； security precaution

【 Abstract】 The intelligent system design according to the intelligent building of the grade a standard setting， has high practicability， take full account of the involved in the project as a whole weak current system of each subsystem integration and information sharing， which guarantees that the weak electricity system of the overall structure of the advanced and reasonable， expansibility and compatibility； system to give full consideration to the standardization and modular， structured， in order to safeguard for the system and the expansion of management；to adapt to multi functional requirements， and to emphasize the convenience and comfort， with high safety， reliability and fault tolerance； has the higher performance price ratio