智能运维对地铁通风空调系统重要性分析与研究

更新时间:2021-01-21

未来十年,城市轨道交通还将持续新的建设和运营浪潮,随着客流量的快速攀升,轨道交通车站数量的快速增加,各类技术装备的大量激增,给轨道交通运营和日常维保带了巨大压力和不确定性。



随着城市轨道交通运营线路的增多以及运营规模的加大,地铁对缓解城市地面交通拥堵,改善城市居民出行条件起到了关键性的作用。在加速地铁建设的同时,各个城市目前所关注的重点也开始逐步从地铁建设的政治效益转向地铁建设的经济效益方面,主要体现在以下两个方面:第一,对地铁沿线的土地进行综合开发利用。目前国内已有15个城市36个车段上盖开发;第二,对地铁系统的节能损耗进行深入研究。提高系统能效,减少设备耗能,降低运营成本。

城市轨道交通运营线路的增多以及运营规模的加大,缓解了城市地面交通的拥堵,城市居梦的出行条件得到了明显的改善。在此前提下,广大民众对地铁关注的重点也开始逐步从地铁出行的安全快捷方便转向乘坐地铁的舒适健康环保以及地铁运营对自身和周边环境的影响。

《智慧城轨发展纲要》指出要推进城轨信息化,发展智能系统,建设智慧城轨。利用先进技术给设备赋能,以实现自动化、无人化;利用先进技术同时赋予人和设备,以实现自主采信、学习、决策达到更高效能。《纲要》指出,到2025年,中国城市轨道交通将建立起完善的全生命周期智能运维体系,运营维护和安全保障体系跻身世界先进行列。

此外,《中国城市轨道交通发展战略与“十四五”发展思路》报告中指出:中国城市轨道交通在“十四五”期间将进入“建设为主”向“运营、经营并举”的转换期,“十四五”期间,城轨交通建设规模保持高速增长,并在未来增速放缓,行业中心逐步向管理效能提升、运营可靠度提高、服务质量升级过滤。

随着各城市轨道交通运营线路、车站的增多以及运营规模的加大,地铁运营维护和维修保养工作的压力逐步显现,运维人员少、检修任务重、操作时间短是需要面对的现实,对轨道交通个机电系统的功能实现及系统运行的稳定性、可靠性、安全性都会产生一定的影响,因此需要引起各方面的关注和重视。

城市轨道交通大多是地下线,处在相对封闭的地下空间里,除了可以利用列车运行产生的活塞风之外,必须要通过地铁专用的通风空调系统来创造一定的人工环境,以满足列车、设备、人员和防灾的需求,如果把整个地铁比作一个完整的人,通风空调系统就相当人的呼吸系统,可以说通风系统在地铁中起到了非常关键和重要的作业,同时地铁通风空调系统的运行由于节能和环保紧密相关。

地铁车站通风空调系统主要功能为:为地铁乘客提供适宜的乘车环境;为地铁站务人员提供满意的工作环境;为地铁列车及各种设备提供正常的运营环境;为地铁事故及灾害状态下的疏散和救援提供必要的环境条件。城市轨道交通地下车站内部空气环境的空气质量、温度、湿度、气流组织、气流速度、压力变化和噪声等应能满足乘客以及车站内工作人员的生理及心理条件要求和设备正常运转的需要。

地铁车站通风空调系统主要由风系统和水系统两大部分组成,两个系统协同运行共同实现和完成整个系统的功能。城市轨道交通能耗是巨大的,主要集中在牵引供电与通风空调,南方区域,通风空调能耗上甚至能达到地铁总能耗的45%-50%左右。

国际标准《绿色建筑评价标准》(GB/T50378--2006)中对绿色建筑所给的定义,是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色城市轨道交通是今后的发展方向和趋势,比照绿色建筑的定义,绿色轨道交通主要是指在从建设到运营的全寿命期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,同时提高运载效率和安全系数,为乘客和员工提供安全、健康、便捷的乘客环境和工作环境。

因此,打造更安全、更健康、更节能、更环保的城市轨道网络,是践行新发展理念,实施健康中国战略的必然要求。

轨道交通的建设和发展缓解了城市地面交通的压力,为人们的出行提供了便利条件,作为特殊公共场所,轨道交通地下车站具有人群密集、流动性大的特点,同时地下空间环境中充斥中着各种影响和危害人体健康的污染物,由于地下车站结构形成的特殊性,造成车站内部与外界的空气交换受限,不利于各种污染物的稀释和消除,如不及时处理解决会给地铁运营带来健康及卫生方面的隐患。

我们的国家幅员辽阔、地域宽广,每个城市所处的地理环境、气候条件、空气质量等各有差异,空气中所包含的污染物种类及特点也不尽相同。目前国内开通运营轨道交通的城市达到了40多个,分布在我国的东西南北不同区域,各个地区都有不同的特点和特征。

由于地铁车站基本上是依靠通风空调系统进行集中换气,因此地铁通风空调系统中的空气净化设计及净化设备的卫生状况对地铁内部环境的空气质量起着决定性作用。

不同的净化技术和设备有不同的净化范围和局限性,在实际应用中及应尽可能的组合应用,扬长避短。提高净化效率。地铁车站内空气品质的提升是一项系统工程,应采取分区域处理,多方位组合式方案才能取得成效,结合地跌的特点地下车站公共区域内部空气净化措施一般采用纤维过滤(G4)+静电除尘(F7)。

轨道交通地铁车站具有人员流动性强、客流密度大、聚集性程度高等显著特点,与医疗行业建筑相比在提前预知疫情感染者数量和准确判定病毒传染源位置等方面存在较大的难度,因此智能根据了解掌握的新冠肺炎病毒的特性以及传播的方式、途径,同时参照有关行业指导性文件的规定,对地铁车站及地铁车厢采取一定的防控措施和消杀措施。

比如:对地铁车站内和车厢内的各种设备和设施进行全面的清洁和消毒,以防病毒的传播;对地铁车站内的乘客加以管控疏导,有序进出站及候车乘车,防止出现人员的而聚集;对地铁车站通风空调系统的运行模式进行调整,地下车站实行全新风运行模式,地下区间隧道实行活塞风+车站轨行区机械排风运行模式。尽可能地提供充足的新风,稀释潜在的污染源,降低地铁内人员通过呼吸感染病毒的风险。

本次新冠肺炎疫情期间,各地在根据方可要求对地铁车站通风空调系统进行清洁消毒的过程中发现部分个别城市和地区的地铁通风空调系统的运行环境及空气净化设备的卫生状态令人担忧,应用引起足够关注和重视,筑牢地铁车站的安全防线。



素材来源:中国铁路设计集团有限公司城交分院副总工程师刘英杰《智能运维对地铁通风空调系统重要性分析与研究》