一种地铁活塞风自动控制系统的制作方法

本发明涉及地铁供风排风控制技术领域，特别是一种有助于改善车站内空气环境质量的地铁活塞风自动控制系统。

背景技术：

随着社会科技的进步和我国经济建设的迅猛发展，城市地铁在我国大中城市得到了快速发展，目前已成为人们出行的首选交通工具。根据活塞原理，地铁列车在运行时会带动隧道区间和车站站台轨行区内的空气流动，这流动的空气称之为“地铁活塞风”，为地铁活塞风提供的专用气流通道被称为“活塞风道”。自1863年英国伦敦问世了世界第一条地铁以来，地铁活塞风系统的格局基本没变，其结构布局如图1所示，地铁活塞风系统主要包括成对设置在地铁车站的两端的活塞风道f1、f2和f3、f4等，相应设置在活塞风道f1、f2和f3、f4等内的多叶组合风阀d1、d2和d3、d4(设置在站厅层地板上)等，设置在车站外的活塞风亭s1、s2和s3、s4等，以及在风道内的多叶组合风阀d11、d12和d13、d14等，及事故风机tvf1、tvf2和tvf3、tvf4等，基本布局如图2所示，每个车站的站台区间与轨道隧道区间的交接处横断面为h-h，i-i，j-j，k-k等，而每个横断面和列车外侧和内侧墙面各相交成一条线，统称为纵断线，红外线对射传感器设在离断面高2.0m处的纵断线上。当列车从区间1沿着a方向运行、穿越h-h横断面时，在列车前部挤压力作用下，绝大部分活塞风会经设在站台层顶板上的多叶组合风阀d3和在风道内的d11进入活塞风道f3，再经风亭s3排至室外。此时，位于列车前部的所有活塞风道和风亭都处于向外排风的工作状态(除非有列车和活塞风干扰)；而当列车在车站1内停靠若干秒后启动进入区间2时，由于列车尾部空气处于负压而产生内吸力，使绝大部分活塞风从风亭s1及活塞风道f1进入、经多叶组合风阀d13和d1进入车站轨行区；此时，位于列车尾部后面的两个活塞风道f3、f1和风亭s3、s1都处于是向车站内送风的工作状态(除非有列车和活塞风干扰)，而位于列车前部车站2区间内的两个活塞风道f5、f7和风亭s5、s7均处于排风工作状态。由于在正常运行工况下，所有的活塞风道始终是处于敞开状态，由列车运行时产生的前后部气压变化驱使执行排风或进风状态。由上可见，当列车沿a向在区间1内运行时，其前面车站1区间内的两个活塞风道f3和f1处于排风状态，而当列车离开车站1、进入区间2运行时，之前的两个活塞风道f3和f1转换成吸风状态，两者之间只差列车停靠站时的数秒即进行工作状态转换，使两股具有一定速度、流向相反的气流在活塞风道内相互碰撞、造成干扰、影响换气效果，使地铁车站内具有一定温度的混浊空气不能直接外排，也使室外的新鲜空气也不能畅通无阻地进入车站内部，从而使站台内空气质量难以保证，特别是近些年来地铁客流量越来越大的情况下，矛盾尤为突出。所以，目前的活塞风道既可排风又可吸风，有时常同时自动进行的结构格局和无序工作模式欠科学合理、工作稳定性较差，实际工作效果更差，不能满足地铁系统的环保质量要求，现已成为业界普遍重视、并亟待解决的一大课题。

技术实现要素：

本发明的目的是要克服现有地铁车站内空气质量难保证的不足，提供一种结构新型、对地铁活塞风道的工作状态具有按需控制功能、能显著改善地铁站台内空气质量的地铁活塞风自动控制系统。

本发明的地铁活塞风自动控制系统，主要包括若干活塞风道f、若干多叶组合风阀d和dm、若干活塞风亭s和若干事故风机tvf，特征在于还包括若干具有即时采集、反馈列车位置信息给控制中心、并由控制中心按网管约定有序控制多叶组合风阀d的开/关、实现对活塞风道f的进出气进行有序智能控制功能的红外线对射传感器z和相应网管，其中:

所述的红外线对射传感器z和相应网管增加设置在已设有包括活塞风道f、多叶组合风阀d、活塞风亭s和事故风机tvf活塞风设施的每个车站前后两端，每端各设二组，每组包含有两个；

所述的红外线对射传感器z和相应网管布设在每个车站前后两端纵断线附近的站台层轨行区内外墙上；

所述的红外线对射传感器z和相应网管分别相对地布设每个车站前后两端与列车上、下行车道两侧相对应的轨行区内外墙板上；

所述的红外线对射传感器z和相应网管在所述轨行区内外墙板上的布设位离地面的垂直距离为1.5米-2米；

所述的多叶组合风阀d位于相应活塞风道f内、分别固设在站厅层地板或站台层顶板上，具有按控制中心指令控制相应活塞风道f内活塞风流向的功能；

所述的红外线对射传感器z和相应网管结合于一体，既可以形成独立的自控系统，也可拼入地铁ba系统。

工作时，所有活塞风道f的工作状态均由控制中心以按实时接收到的红外线对射传感器z和相应网管发出的列车运行位置信号为依据、按网管的约定为准则、按需向相应的多叶组合风阀d发出的开/关指令加以控制：当列车运行和停靠于车站1区间内时，在该车站轨行区前后的活塞风道f均受被关闭的多叶组合风阀d控制、均处于关闭的停止工作状态，此时地铁活塞风系统不进行内外换气运行；而当列车运行于间距相对较长的轨道隧道区间2内时，位于列车前方和后方的所有活塞风道f均受被打开的多叶组合风阀d控制、处于开启的等待工作状态，此时由列车在该时段内运行时产生的前方正压挤排力驱使前方的活塞风道f转入、并保持处于排气出风工作状态，由与此同时产生的后方负压内吸力驱使后方的活塞风道f转入、并保持处于吸气进风工作状态，此时地铁活塞风系统进行内外换气运行；在此时段内，活塞风道f只涉及启动工作后的气流单向流动，不存在气流改向和工作状态转换的情况，因而使列车在该间距相对较长的轨道隧道区间2连续行驶的过程中，在活塞原理的作用下，有较充足的时间使列车前方隧道内的绝大部分活塞风连续不断地经活塞风通道f和活塞风亭s畅通无阻地充分向外排放，也使室外的清新空气畅通无阻地被内吸、源源不断地进入列车后方的隧道内，充分补充地铁活塞风，使地铁隧道内的活塞风得到充分更新，从而极大地改善地铁系统内的空气质量，满足地铁车站内空气高质量的环保要求。

基于上述构思的本发明地铁活塞风自动控制系统，由于在现有地铁活塞风系统中增加设置了具有即时采集和反馈列车位置信息、并按约定有序控制多叶组合风阀的开/关、实现对活塞风道的进出气进行有序自动智能控制的红外线对射传感器及相应网管，当列车停靠车站能自动关闭风阀，使活塞风道处于停止工作状态，而当列车进入轨道隧道区间运行时，自动打开风阀，使活塞风道进入允许气流进出的开启等待工作状态，并由列车运行时产生的前后气压驱使列车前方的活塞风道转入并保持于排气出风工作状态，列车后方的活塞风道转入并保持于吸气进风工作状态；由于把地铁系统的内外空气交换运行集中安排在较长的轨道隧道区间内进行，从时间上确保地铁活塞风的充分更新，由于在换气运行过程中，承担排气出风的活塞风道始终处于单一排气出风的工作状态，承担吸气进风的活塞风道始终处于单一吸气进风的工作状态，克服了现有技术中同一活塞风道有时排气出风、有时吸气进风、有时两者同时进行、以及工作状态转换时两股反向流动的高速气流在活塞风道内互相对撞、干扰，影响流速和换气效率的无序工作模式，本发明在结构和工作模式的结合上进行了创新，使各活塞风道合理分工、有序控制，工作时气流畅通无阻，确保高效换气、显著改善地铁活塞风的空气质量，满足环保要求，虽在地铁活塞风系统中增加设置了红外线对射传感器及相应网管，但总体成本增加不多，与其带来的使结构更趋科学合理，可靠工作的稳定更强、工作模式新颖、安装设置方便，换气效率高、效果好，能充分满足地铁空气质量的环保要求，实是本技术领域的一大创新，有很强的实用性和可贵的市场应用前景。

附图说明

图1是现有地铁车站站厅层内活塞风设施布局示意图；

图2是现有地铁车站活塞风系统结构及工作流程示意图；

图3是本发明实施例的站台层活塞风设施布局示意图；

图4是本发明实施例的活塞风系统结构及工作流程示意图。

图中：

f.是设置在车站两端的活塞风道；

tvf.是系统发生故障故时才启用的事故风机；

d.是多叶组合风阀，其中：d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7和d8设在站厅层地板(也是站台层顶板)上，在现有系统正常运行工况下，都处常开状态，活塞风道通过d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7和d8使站厅层风道和站台层轨行区的活塞风相联通；d11、d12、d13、d14、d15、d16、d17和d18设在活塞风道内，在正常运行工况时，都处常开状态，在用到事故风机tvf时才用到它们；

dm.是设在活塞风道内的备用多叶组合风阀，dm1、dm2、dm3、dm4、dm5、dm6、dm7、dm8、dm9、dm10、dm11、dm12……在正常运行工况状态下处关闭状态，有事故才启用；

z.是红外线对射传感器和网管(与z相配用)；

s.是活塞风亭。

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步说明。

在图3和图4中，本发明的地铁活塞风自动控制系统，主要包括若干活塞风道f、若干多叶组合风阀d和dm、若干活塞风亭s和若干事故风机tvf，特征在于还包括若干具有即时采集、反馈列车位置信息给控制中心、并由控制中心按网管约定有序控制多叶组合风阀的开/关、实现对活塞风道f的进出气进行有序智能控制功能的红外线对射传感器z和相应网管，其中:

所述的红外线对射传感器z和相应网管增加设置在已设有包括活塞风道f、多叶组合风阀d、活塞风亭s和事故风机tvf活塞风设施的每个车站前后两端，每端各设二组，每组包含有两个；

所述的红外线对射传感器z和相应网管布设在每个车站前后两端纵断线附近的站台层轨行区内外墙上；

所述的红外线对射传感器z和相应网管分别相对地布设每个车站前后两端与列车上、下行车道两侧相对应的轨行区内外墙板上；

所述的红外线对射传感器z和相应网管在所述轨行区内外墙板上的布设位离地面的垂直距离为1.5米-2米；

所述的多叶组合风阀d位于相应活塞风道f内、分别固设在站厅层地板或站台层顶板上，具有按控制中心指令控制相应活塞风道f内活塞风流向的功能；

所述的红外线对射传感器z和相应网管结合于一体，既可以形成独立的自控系统，也可拼入地铁ba系统。

在图4中，以轨道隧道区间1、车站1、区间2、车站2和区间3依次互连的构成、交接处横断面为h-h，i-i，j-j，k-k的轨行段为例，在车站1和车站2的前后端相应纵断线上增加设置z1和z2、z3和z4、z5和z6、z7和z8、及z9和z10、z11和z12、z13和z14、z15和z16共计8组、16个红外线对射传感器z和相应网管后，所有活塞风道f的工作状态均由控制中心以实时接收到的红外线对射传感器z和相应网管发出的列车运行位置信号为依据、按网管的程序约定为准则，按需向相应的多叶组合风阀d发出开/关指令加以控制：

当列车沿a向上行，从区间1穿越横断面h-h、进入车站1运行时，设置在横断面h-h附近的红外线对射传感器z1和z2向控制中心发出列车进入车站1的运行位置信号，控制中心接到信号后按网管约定、即向位于车站1两端的多叶组合风阀d3和d1发出关闭风阀的指令，驱使相应的活塞风道f3和f1转入停止工作状态；当列车结束停靠后离开、穿越横断面i-i、即将进入区间2运行时，位于横断面i-i附近的红外线对射传感器z5和z6即向控制中心发信号，控制中心按网管约定分别向此时位于列车后方的多叶组合风阀d1和位于列车前方的多叶组合风阀d5发出打开风阀的指令，使相应的活塞风道f1和f5分别受控于列车运行时产生的前方正压和后方负压分别进行工作状态转换，分别由原来的停止工作状态转入前方活塞风道f的排气出风工作状态和后方活塞风道f的吸气进风工作状态；当列车即将穿越横断面j-j、进入车站2区间内运行时，红外线对射传感器z9和z10向控制中心发信号，控制中心分别向位于车站2两端的多叶组合风阀d5和d7发出关闭风阀的指令，使相应的活塞风道f5和f7在列车运行并停靠于车站2期间均转入停止工作状态；而当列车结束停靠车站2后启动离开、穿越横断面k-k即将进入区间3运行时，红外线对射传感器z13和z14向控制中心发信号，控制中心向列车后方的多叶组合风阀d7和列车前方的相应风阀发出打开风阀的指令，使列车后方的相应活塞风道f7由原来的停止工作状态转入吸气进风工作状态，列车前方的相应活塞风道f由原来的停止工作状态转入排气出风工作状态。其余依此类推。由此可见，在现有地铁活塞风系统中增加设置红外线双射传感器z和网管后，对各活塞风道f的工作状态进行了智能化的有序调配，使列车停靠在车站的数秒期间不进行站内外空气交换，当列车运行于间距较长的车站间轨道区间时才执行有效的站内外空气交换，且位于列车前方的活塞风道f始终处于排气出风状态，位于列车后方的始终处于吸气进风状态，不涉及工作状态的转换，因而不会发生同一活塞风道f内同时有两股反向高速流动的气流进入、互相干扰、影响换气效率的情况，有利于车站内深处的浑浊空气充分外排，室外新风无阻地充实到车站各处空间，极大地提升地铁内的空气质量。