房楚工程文章编号：1009 - 4539 (2021) 01 -0160 - 04
运用及展望
周祝华
(中铁建设集团有限公司北京100040)
摘要：绿高铁站房能效管理控制系统是以节能减排、可靠控制、高效管理为目标，通过智能感知、移动互联、物 联网等为解决技术手段，集环境监测系统、智能变配电控制系统、智能照明控制系统、智能卫生间系统、智能通风空 调系统等内容为一体，构成建筑智慧能效管理系统。针对目前全国高铁站房在节能减排、提高效率方面有很高的提升空间，本文根据规范中对铁路旅客车站建设在节能减排等方面的具体要求和标准，并结合实际情况，介绍了绿 站房能效管控系统在某高铁站房中的运用情况，及对今后发展的展望。
关键词：智能高铁站房能效管控系统节能减排
中图分类号：U291.6 文献标识码：A D O I：10. 3969/j. issn. 1009-4539.2021.01.036
律师协作Applications and Prospects of the Green Station Building Energy Efficiency
Management in High-speed Railway
Z H O U Zhuhua
(Chi n a Railway Construction Group Co. Ltd., Beijing 100040, China)
Abstract：The energy efficiency management and control system of high-speed railway green station building i s aimed a t energy saving and emission reduction, reliable control and high efficiency management, by adopting the technologies like intelligent sensing, mobile network and IoT, the building intelligent energy efficiency management system i s integrated of environmental monitoring system,intelligent power distribution control system,intelligent lighting control system, intelligent to i l e t system and intelligent ventilation and air conditioning system. In view of the current national high-speed railway station building in energy conservation, emission reduction and efficiency improving, there i s s t i l l much room for improvement. According to the specific requirements and standards of the code for energy saving and emission reduction i n railway passenger station construction, and based with the actual situation, this paper introduces the applications and prospects of energy efficiency management and control system in a high-speed rail
way green station building.
Key words：intelligence； high-speed railway station building；energy efficiency management and control system；energy saving and emission reduction
1引言
我国高速铁路事业不仅在我国飞速发展，而且 已经走出国门，得到了全世界人民的认可，但高铁 站房作为一个为旅客提供安全搭乘的公共建筑平台，其用电量高达每月数十万度，已成为每个城市 的“用电大户”，如何打造绿站房，在节能减排、提 高效率方面进行研究探讨，存在很大潜力。2017年 11月，国家颁布《铁路十三五规划》，明确指出推进 智能化现代化建设，提升安全监控自动化水平，加
收稿日期：2020-11 -09
基金项目：中铁建设集团有限公司科技研发计划项目（19-17b)
作者简介：周祝华（1967_)，女，湖南衡阳县人，高级工程师，主要从事工程管理工作；E-roail: ******************
周祝华：绿能效管控系统在高铁站房的运用及展望
强生态文明建设，要求铁路建设及运营要坚持绿 低碳发展，加大节能减排力度、加强能耗管理、推广 智能化节能管控、提高能源综合利用率[1]，《绿铁 路客站评价标准》（TB/T 10429—2014)还对铁路旅 客车站建设在节能减排等方面做出了更多具体要 求和标准。富阳站作为杭黄高铁的其中一个站房，站房能耗较大，加上车站内生产服务部门众多，有 客运、公安、安检、保洁、商业及其他生产单位，高效 协调管理显得尤为重要。绿站房能效管控系统 通过环境监测、智能配电、智能照明、智能厕所、智 能通风、智能空调等几大系统，有效地实现了站房 节能减排、可靠控制、高效管理的目标。本文介绍 了绿能效管理控制系统在富阳站的成功运用。
2综合能效管控系统解决方案
本站房能效管理控制系统主要采用物联网技 术，按照协议的约定，通过移动互联网和智能感知等技术手段，以实现对站房能源应用情况进行智能 化识别、定位、跟踪、监管，并集监测、监控、管理于 一体的动态监控和数字化管理，从而实现对高铁站 房的环境监测系统、能耗监测系统、智能照明系统、智能卫生间系统、智能通风空调系统、商户预付费 系统、FA S系统进行集中监控，并预留了其他管理系 统扩展接口，比如：停车收费管理系统、员工管理考 勤系统以及门禁管理系统等[2]。绿站房能效管 控系统通过软件集成和物理集成的方式，将需要监 管的弱电子系统集成在一个操作台上，实现集中管 理，从而实现“减少人工成本”、“保证运行品质”、“降低运行能耗”的目标。
绿站房能效管理控制系统的组成，包括末端 信息采集设备和设施、信息传感设备、信号转换、处 理设备、中央控制主机及软件。其中软件是本系统 的核心组成部分，主要功能是收集、整合各种采集 到的数据信息，包括：能源消耗数据信息；各商户用 水、用电抄表数据；机电设备运行实时电流、电压、三相电不平衡等信息；监测站房内变电所内的温度、湿度、C02浓度，感知设备间内的气体浓度环境 信息等；并提供基于管理需求的数据，进行及时处 理和计算分析，包括信息览阅、读取、处理、统计查 询、预警、报警、生成报表、报告、定额及指标管理、能源消耗及效益分析功能等[3]。系统主界面如图1所示。本系统能兼容B/S和C/S架构，项目管理人 员经过身份认证后，可通过浏览器或客户端调阅站 房机电设备运行状态和能耗能效数据，对各项能耗 能效数据进行分析以指导站房的节能工作。数据 处理和数据对接使用C# JA V A等开发语言，采用基 于J2E E技术的服务进行数据对接。前端采用基于 对象和事件驱动并具有相对安全性的客户端脚本JavaScript语言，确保浏览器具有良好的兼容性，使 用当前最优秀的A jax框架和最新的超文本标记语言HTML5、层叠样式表CSS3技术，确保用户有良好 的体验。数据库支持跨操作系统，支持SQL Server 2014及以上版本，并借助其易操作性和友好的界面，保证数据的备份和恢复方便快捷。为了确保数 据的稳定和安全，将项目的基础信息、最原始的数据、分项能耗和商户能耗数据等，分别存储于不同的数据库中，为了保证访问的实时性，逐时和逐日 能耗进行分开存储。根据本站房的具体情况，能效 管理控制系统接入服务能力不少于300个数据计量 点，同时考虑在设计上具有良好的可扩展性和可升 级能力，将来可扩展接人服务能力不应少于600个
3各分系统的监测及控制功能
3. 1环境监测子系统
环境监测是提高管理效率的手段，同时，环境 数据既是评价指标，也是管理的基础数据。本系统 监测内容包括室外环境数据、室内环境数据及视频 巡检数据三部分。其中室外环境数据通过接入气象综合检测仪，可实时显示接人系统的气象综合监 测仪参数，包括但不限于：光照强度、空气的湿度、室外温度、风力风向、PM2.5、C02浓度等参数；室内 环境参数气体探测仪，实时监测室内温湿度、照度、PM2.5、C02、氨气、硫化氢等参数。将环境监测系统
房蔑工程周祝华：绿能效管控系统在高铁站房的运用及展望
接入能效管理控制系统后，在操作界面中任意采集 点都可通过点击鼠标，随时查看其环境监测参数的 实时数据曲线和历史数据曲线，实现对候车大厅、候车厅、变电所等空间的环境监测，能够对空气质 量、温度湿度、亮度等参数及时搜集、展示、分析，为 智能化管理站房提供基础数据[5]；同时，其视频系 统能够直观观察场景如公共空间、无人值守机房的 实际情况，及时掌握现场情况，及时对变电所等重要空间进行“巡检”。视频巡检的操作界面如图2 所示。
图2环境监测管理系统界面
3.2智能照明子系统
智能照明子系统采用B L E技术构建智能照明 系统，做到任意控制每一套灯具，并能根据环境参数、客流分布特点进行智能调光控制。此外，利用 每一套灯具的“信息点位”功能构建站内物联网，实 现人、资产互联，同时不仅能实现对每一个控制模块 的在线状态、离线报警信息，以及通讯网关设备的掉 线报警信息等进行实时监测，而且对每一个照明控制 回路的开闭状态等皆能进行实时监测（见图3)。
图3智能照明控制系统界面
用户可通过系统日历对智能照明的运行模式进行排程操作，也可根据用户需求自主选择控制关系：
(1) 恒照度控制，充分使用自然光。
(2) 结合场景，自动调节区域照度水平。
(3) 基于列车时刻表和场所实时光照度，实现 照明策略优化和自动控制。站台、通道、出站厅，在
无旅客的情况下自动调低照度，并根据保洁、管理
等少量人员分布局部调高照度[6]。
(4) 利用微波探测技术，分析并呈现客流热力 分布图[7]。
(5) 利用电子标签，实现资产跟踪。
(6) 利用电子标签，实现巡更管理。
(7) 利用微波探测技术，实现电子围栏功能，对 重点区域的非法人侵的行为及时报警。
(8) 对灯具编码，建立维修档案、预先提示维修 更换。
(9) 实现室内导航。
3.3能耗监测子系统
能耗监测已算不上“新技术”，其基本方案就是
将各重要回路的智能电表接人主控平台，而主控平
台兼有分析、监测、展示、控制等功能。能耗监测的
发展和突破创新在于对数据价值的挖掘。本系统
能按照站房实际管理需求，实现分区域能耗统计。
对站房总能耗、分类能耗原始数据进行统计，并实
现能源消耗量的折标（标准煤、C02)计算。可按照
用户实际管理需求，灵活配置管理模型，实现分区
五一劳动节的优美句子域、分户能耗统计[8]。不仅可实现对分类和分项能
耗进行数据对比和分析，而且也可实现对多个区域
王诗蒙能耗趋势进行对比分析和能耗排名分析。使管理
人员能直观地了解各区域（如车站）能耗所占比重，
重点分析高能耗区域的用能情况。如针对中央空
调系统能效实时监测和分析，并针对运行效率低的
机组进行主动告警，提醒运维人员及时维护保养
不同管理人员可根据自身管理需要，配置多个私人
专属的综合能耗信息展示页面，并可灵活调整各页
面中数据展示的位置和大小，确保良好的人机交互
效果[9]。操作界面如图4所示。
图4能耗监测操作界面（一)
周祝华：绿能效管控系统在高铁站房的运用及展望
本系统除了可以进行能耗统计以外，也可展示 配电系统图，实时显示每条支路的全电量参数及开 关状态等，各回路电气参数；可根据设计参数，或规 范要求，以及用电管理规定，对各用电回路或设备
扬州环境资源职业技术学院分数线的相关电量参数进行安全限位设置，包括电压不足 或过高、电流过大、功率因数偏低、三相电压失衡、 不寻常跳闸、设备异常操作等，与安全报警模块联 动；可根据用户需求对每一个配电支路的历史数 据、历史功率峰值、异常的黑历史数据值进行查询； 可针对长明灯、长流水等异常用能情况进行监测和
主动告警。操作界面如图5所示。
图5能耗监测操作界面（二）
3.4智能卫生间子系统
本系统可根据厕位忙闲情况，引导旅客快速寻 厕位，主要功能如下：
(1)
照明灯具控制。厕位、洗手盆及走道位置
上方照明灯具可根据本区人流多少，有无人员的情 况，经前端感应设备采集信号，通过综合能效管控 系统进行自动调节本区域灯具的照度水平，从而达 到节能目的。(2) 用水量控制。安装在卫生间隔断内、外的 红外线探测器经信号电缆与综合能效管控系统连 接，通过识别坑位有无人员、人员入厕状态、人员离 开等信号，并将采集信号送入综合能效管控系统， 综合能效管控系统的中央处理器对信
号进行分析、 处理；分析、处理后的信号经综合能效管控系统输 出控制端传递至放水控制电磁阀，从而达到控制水
流速、水流大小、节水的目的。
(3) 空调系统控制。通过安装在本区内的前端 探测设备探测本区域内的人员流动情况和实时卫
生间有害气体浓度情况，并将探测信号发送至中央 处理器，经分析、处理后，向新风系统发出控制信 号，进行智能开启或调节新风系统。
(4) 可监测香烟浓度并提示报警。(5)
根据厕位占用时间超常，及时提醒乘客或
发现乘客异常情况并提示保洁给予帮助。
(6) 实时监测卫生间有害气体浓度（如C 02、 NH 3、H 2S 等），建立卫生评价体系[1°]。3.5智能通风及空调子系统
本系统将F A S 系统的电动排烟窗控制系统接 入本主控平台，在不影响消防要求的前提下，根据 前端
信号采集设备对室内、外环境参数的采集，将 信号输送入平台，经平台计算、分析、处理，适时开 启或关闭电动排烟窗进行自然通风，确保室内空气 质量优良，为人们提供一个舒适的候车环境。在消 防控制室、变配电室、通信机房等其他机房内，通过 监测其内的温度、湿度、C 02浓度，感知设备间内的 气体浓度，设置监测环境信息预警值，高于预警值 时，充分利用机房内部、外部环境参数差值，通过智 能逻辑通风控制系统，实现机房内部、外部冷、热空 气直接交换而自然降温，或室内超标气体与室外空
气进行置换，并通过与空调机房控制系统进行联动 控制，改变空调运行状态，减少空调系统运行时间 或频率，实现降低通风空调系统能耗的目的[11]。操
作界面如图6所示。
图6
通风、空调系统操作界面（一)
此外，现有的站房机房采用了精密空调系统, 原来为达到机柜等局部高热区域降温的目的，便将 整个空调系统的温度调到较低；部分机房的空调甚
至是长期24 h 开启，电能浪费现象非常普遍和严
重。目前基本被设置为“强制制冷，25 或者是“自动，28 t 启动”的工作模式，为优化改善机房散 热系统，本系统采用控制功能分散、管理集中、兼顾 分而自治和综合协调的原则，采用各种先进技术， 如计算机控制技术、系统集成技术、变频调速技术,
大戏法片尾曲(下转第174页）
房建工程
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(上接第163页）
通过可靠的智能控制技术将各个控制系统在物理 上、逻辑上、功能上互相连系在一起，优化控制策
略，达到了各系统之间的信息综合、资源共享能力，在计算机平台上实现了集中控制、统一管理，保障 空调系统的机电设备在最佳能耗效下运行，从而减 少了空调系统的能源浪费，达到了降低能耗成本的 目的。操作界面如图7所示。
图7通风、空调系统操作界面（二）
4应用展望
目前这套绿能效管控系统已运行使用并收 到了良好的效果，但仍然存在可改进空间。如系统 是二维平面无法直观反映现场设备位置及运行信 息；系统的高级算法比较少不能满足优质分配和管 理站房能源、还存在“最后一公里”障碍等。这些问 题随着BIM技术的深入应用，可深化建造一个基于 物联网、大数据、云计算技术的全融合绿智慧能 效管控系统，通过BIM的三维监控，打通线下-线
上服务，实现立体管控，实现运维管理、报警、能效、应急等一系列站房绿智慧管控需求。
5结束语
随着智能化技术的不断发展，建筑的智能程度 与覆盖范围正在逐步提升，投资占比逐年增大，智 能化系统不再是简单的“弱电”系统，而更为重视智 能应用场景。本项目的绿站房能效管控系统，针[10]张跃辉.超大直径钢管桩近海施工关键技术[J].中国
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对站房能耗大、部门多不便管理的现实问题，结合
高铁站房使用规律，充分利用各种子系统的优势，通过自动自主的设施管理，高效准确的数据分析，将站房的结构、系统、服务和管理根据用户的需求
进行一系列优化的组合，尽全力为用户提供一个高 效、绿、便利、舒适的人性化建筑空间环境，使得
站房成为集现代建筑技术、现代控制技术、现代通
讯技术、现代计算机技术之大成的产物，并且减少
了人力、物力、时间成本投人。
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