淺談軌道交通BAS系統(tǒng)中IBP的設(shè)計原則

邢程

【摘要】本文就城市軌道交通的工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱BAS）的IBP綜合后備盤的基本功能進(jìn)行了概述，提出了統(tǒng)一操作風(fēng)格、統(tǒng)一硬件選型、統(tǒng)一監(jiān)控的設(shè)計原則。

【關(guān)鍵詞】BSA系統(tǒng)；IBP盤功能設(shè)計原則

軌道交通的工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱BAS）是對全線所有車站（點(diǎn)）、車輛段、區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)置的各種正常運(yùn)營保障設(shè)施（包括通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、照明設(shè)備、自動電/扶梯等）和事故緊急防救災(zāi)設(shè)施（防排煙系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等）進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控管理系統(tǒng)，并確保以上這些系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

鑒于BAS系統(tǒng)內(nèi)容繁多，在此僅就BAS系統(tǒng)中IBP（Integrated Backup Panel）即綜合后備盤的功能及設(shè)計原則作相關(guān)論述。

一、IBP基本功能概述

眾所周知，IBP盤是一種人機(jī)接口裝置，應(yīng)設(shè)置在每個車站（點(diǎn)）的綜合控制室。作為車站ISCS的后備操作手段，一旦車站發(fā)生故障，無法實(shí)現(xiàn)通過ISCS進(jìn)行監(jiān)控操作時，在緊急情況下便可通過按鍵式模擬監(jiān)控盤，實(shí)現(xiàn)車站（點(diǎn)）的關(guān)鍵監(jiān)視和控制功能。既然IBP功能如此重要，所以IBP盤是調(diào)試的重點(diǎn)。

一般來說，安裝在車站（點(diǎn)）綜合控制室的IBP盤，它由IBP面板、PLC、人機(jī)界面終端、監(jiān)控工作臺、消防聯(lián)動控制盤及消防聯(lián)動控制盤構(gòu)成。當(dāng)車站值班人員在車站（點(diǎn)）的設(shè)備服務(wù)器或者人機(jī)界面發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障時，就可以通過IBP盤對本車站進(jìn)行應(yīng)急措施處理，或在緊急情況下直接操作IBP盤，采用人工介入方式進(jìn)行運(yùn)行模式操作和對某些設(shè)備的遠(yuǎn)程單動操作。這些控制信號通過IBP盤的PLC，再由PLC發(fā)出聯(lián)動控制指令和某些設(shè)備的遠(yuǎn)程控制指令進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。另外，系統(tǒng)中的FAS報警控制器直接傳來的火災(zāi)模式指令及通訊接口也與PLC接口相連接，實(shí)現(xiàn)將火災(zāi)模式信息轉(zhuǎn)送到現(xiàn)場冗余PLC和BAS工作站。

IBP盤上還應(yīng)設(shè)置緊急控制按鈕、系統(tǒng)各屬性的狀態(tài)指示燈等，實(shí)現(xiàn)對重要設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)控，并且要使其控制級別高于各系統(tǒng)操作站，作為系統(tǒng)的保障措施。

車站（點(diǎn)）的應(yīng)設(shè)置火災(zāi)專用消防設(shè)備后備控制系統(tǒng)并由FAS消防聯(lián)動控制盤完成。聯(lián)動盤采用分體結(jié)構(gòu)并嵌入IBP盤中。FAS專業(yè)的盤面布置及顏色要與IBP盤面相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

車站后備操作系統(tǒng)適用于當(dāng)車站BAS及其它工作站操作失靈等緊急情況下的工作模式控制和電梯/扶梯、AFC閘機(jī)、PSD等設(shè)備的簡單開/關(guān)控制。系統(tǒng)由IBP面板和PLC系統(tǒng)組成，其主要主要功能是實(shí)現(xiàn)車站（點(diǎn)）綜合控制室BAS監(jiān)控管理系統(tǒng)的緊急后備操作，是通過IBP盤的系統(tǒng)選擇開關(guān)進(jìn)行BAS或IBP的控制方式的轉(zhuǎn)換。

IBP盤應(yīng)采用與BAS工作站不同的控制途徑對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，便于實(shí)現(xiàn)IBP盤在BAS工作站失靈時對設(shè)備的有限度的操作。

由于IBP盤上的人機(jī)界面終端是與車站工作站構(gòu)成，當(dāng)工作站出現(xiàn)故障時，人機(jī)界面終端可替代工作站完成車站級的操作和設(shè)備狀態(tài)顯示，所以，在設(shè)計IBP面板時應(yīng)給予充分的考慮，即在IBP盤的面板上嵌入工業(yè)級人機(jī)界面終端，且工業(yè)級人機(jī)界面終端要具有可靠性高、維護(hù)簡單、操作擴(kuò)展能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，并可替代傳統(tǒng)操作臺，方可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備操作及顯示可編程。

二、IBP盤的功能設(shè)計原則

IBP涉及的系統(tǒng)較多，各自的功能和操作要求不同。在設(shè)計上，按下列原則進(jìn)行，對于有特殊要求的系統(tǒng)，進(jìn)行特殊處理。

1、統(tǒng)一操控風(fēng)格原則

因IBP盤的操作大多發(fā)生在事故狀態(tài)下，操作人員心情較為緊張。因此，各系統(tǒng)操作風(fēng)格盡量統(tǒng)一。以便操作人員能夠在緊急情況下從容操作，減少操作失誤。該原則包括以下幾點(diǎn)：

（1）盤面布置

盤面的布置應(yīng)設(shè)置綜合區(qū)，并按不同的被監(jiān)控系統(tǒng)劃分功能區(qū)域，且各區(qū)域功能相對獨(dú)立。

IBP盤綜合區(qū)主要由車站模式控制區(qū)和盤面共用區(qū)組成。盤面公用區(qū)含有全盤試燈按鈕、蜂鳴器、蜂鳴器消音按鈕、蜂鳴器使能開關(guān)等主要功能，但各區(qū)域不設(shè)置單獨(dú)的試燈按鈕。

（2）兩步操作

作為安全運(yùn)行的保障措施，在設(shè)計中應(yīng)充分考慮誤動作的問題，因此對IBP盤的操作設(shè)計了兩部操作程序，一是操作各系統(tǒng)區(qū)域使能鑰匙開關(guān)，使本系統(tǒng)區(qū)域使能，二是按動/旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的功能按鈕/鑰匙開關(guān)，完成整個系統(tǒng)的操作。即使發(fā)生誤操作，也不會帶來嚴(yán)重后果，即：在使能開關(guān)無效的情況下，按動/旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的功能按鈕/鑰匙開關(guān)無效，系統(tǒng)不運(yùn)行；當(dāng)使能開關(guān)從有效旋轉(zhuǎn)到無效位置時，已經(jīng)發(fā)出的控制指令也將被取消，IBP盤將自動回復(fù)到無效狀態(tài)，系統(tǒng)不運(yùn)行。

（3）指示燈原則。

IBP盤上的指示燈（含帶燈按鈕自帶的燈）始終實(shí)時顯示相應(yīng)的狀態(tài)，一目了然，清晰可見，不受各個使能開關(guān)狀態(tài)的影響，實(shí)時反映出系統(tǒng)各功能的運(yùn)行情況，便于及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

（4）信號類型

為保證系統(tǒng)的安全有效，IBP盤向相關(guān)系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)出的指令信號均采用脈沖型信號，并可實(shí)現(xiàn)反饋復(fù)位，即：信號脈沖將始終維持在有效電平狀態(tài)，直到IBP收到相關(guān)指令已執(zhí)行完成的反饋信號為止。

2、統(tǒng)一硬件選型原則

IBP盤面需設(shè)置各類按鈕、鑰匙開關(guān)、旋鈕、指示燈等，數(shù)量較多，功能各異。為了方便操作人員觀察和操作，簡化盤面和電路設(shè)計，提高可靠性和可維護(hù)性，盤面的各類元器件選擇統(tǒng)一的型號、規(guī)格和顏色。

（1）按鈕

均采用脈沖型按鈕，按下生效；手指離開，按鈕即回復(fù)到初始狀態(tài)。

按鈕分為紅色帶燈、綠色帶燈、黃色帶燈、白色不帶燈按鈕、綠色不帶燈按鈕、黃色不帶燈按鈕5種。

紅色帶燈按鈕用于應(yīng)急模式啟動操作。燈光含義：長亮-模式已啟動完成；慢閃-模式正在啟動過程中，尚未啟動完畢；快閃-模式啟動失?。婚L滅-模式未啟動。

綠色帶燈按鈕用于非應(yīng)急模式啟動操作，包括AFC系統(tǒng)運(yùn)營模式啟動和車站關(guān)閉模式啟動。燈光含義：長亮-模式已啟動完成；慢閃-模式正在啟動過程中，尚未啟動完畢；快閃-模式啟動失??；長滅-模式未啟動。

黃色帶燈按鈕用于隧道緊急通風(fēng)阻塞模式啟動操作。燈光含義：長亮-模式已啟動完成；慢閃-模式正在啟動過程中，尚未啟動完畢；快閃-模式啟動失?。婚L滅-模式未啟動。

白色不帶燈按鈕用于模式取消操作。

綠色不帶燈按鈕用于車站和隧道火災(zāi)模式的復(fù)位操作。

黃色不帶燈按鈕用于蜂鳴器消音和IBP試燈。

（2）鑰匙開關(guān)、旋鈕

均采用雙位鑰匙開關(guān)，鑰匙或旋鈕旋轉(zhuǎn)角度為90度。

鑰匙開關(guān)用于以下用途：

IBP使能（包括LCP使能和蜂鳴器使能）：當(dāng)IBP、LCP、蜂鳴器使能時，對應(yīng)的綠色指示燈點(diǎn)亮；

牽引供電區(qū)域區(qū)間緊急按鈕屏蔽：用于車站上、下行兩個方向共四個區(qū)間的三軌緊急斷電控制

旋鈕用于緊急停車操作和安全門手動打開操作

（3）指示燈

除帶燈按鈕自帶燈以外，IBP盤上的指示燈包括小圓燈、箭頭燈、方形燈3類。

小圓燈用于表示鑰匙開關(guān)狀態(tài)和電/扶梯狀態(tài)。

箭頭指示燈為綠色，用于指示扶梯的運(yùn)行方向和指示緊急通風(fēng)時的隧道風(fēng)向。

其它狀態(tài)指示燈均為方形。

指示燈顏色采用紅、綠色兩種顏色。

表示危險、非正常、故障或緊急狀態(tài)時，用紅色指示燈。

其他情況用綠色指示燈。

3、統(tǒng)一監(jiān)控原則

為了適應(yīng)不同系統(tǒng)對IBP盤的不同要求，簡化IBP盤的電路設(shè)計，提高可靠性和可維護(hù)性。盤面的監(jiān)控電路采用統(tǒng)一的設(shè)計。包括以下方面：

（1）盤面操作指令均進(jìn)入IBP盤PLC控制器，經(jīng)控制器處理后輸出。

（2）盤面指示燈均由IBP盤PLC控制器控制點(diǎn)亮。

（3）試燈功能均通過PLC實(shí)現(xiàn)。

4、例外情況

（1）信號系統(tǒng)：

信號系統(tǒng)不設(shè)置使能開關(guān)；

每條線路設(shè)置一個急停旋鈕開關(guān)和一個急停指示燈，旋鈕開關(guān)不做其他防護(hù)；

急停旋鈕開關(guān)和指示燈通過硬線直接連到信號系統(tǒng)，不經(jīng)過PLC。

（2）PSD系統(tǒng)：

每條線路設(shè)置一個旋鈕和兩個狀態(tài)指示燈以及一個使能鑰匙開關(guān)；

旋鈕通過硬線直接連到PSD系統(tǒng)，不經(jīng)過PLC，指示燈經(jīng)過PLC輸入輸出；

旋鈕和指示燈受控于鑰匙開關(guān)；

安全門狀態(tài)指示燈暗盤，通過PLC試燈；

每條線路設(shè)置一個非正常報警指示燈，通過PLC輸出點(diǎn)亮和產(chǎn)生報警，通過PLC試燈，非正常報警的具體需求根據(jù)運(yùn)營要求。

（3）電/扶梯系統(tǒng)：

電/扶梯系統(tǒng)在IBP盤面板只做狀態(tài)和報警顯示，因此無需使能鑰匙開關(guān)，也沒有按鈕。

（4）牽引供電系統(tǒng)（DC750V）：

接口協(xié)議中為保持型信號和保持型帶燈按鈕，按鈕和指示燈經(jīng)過硬線直接連接牽引供電（GDZ）系統(tǒng)。保持型按鈕需2對常開觸點(diǎn)。按鈕燈亮表示三軌斷電指令已發(fā)出。

總之，IBP盤是一種人機(jī)接口裝置，設(shè)置在每個車站的車站控制室，在綜合控制室中有專門的監(jiān)控人員，當(dāng)有緊急情況時，控制人員會通過IBP盤進(jìn)行相關(guān)的操作，及時采取措施處理緊急事故，防止人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，IBP盤的設(shè)計是非常這樣的，應(yīng)慎之又慎，細(xì)致周全。