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1 背景介绍
随着外部经济形势日益严峻，企业的运行效益面临重大压力。企业必须调整运行管理模式，加强节能新技术运用，强化推进节能降耗工作。
浦东机场二期建设融入了建设绿色环保机场的理念，贯穿于整个工程项目中二期工程采用了诸多先进的节能措施，例如航站楼围护结构工程、侧窗自然风通风系统、围场河雨水回用、移峰水蓄冷工程、空调二次水变频系统、空调变频机组等。在这些效能显著的设备设施基础上，新建T2航站楼的楼宇自控系统更是从系统设备运行管理的角度着重强调了对所辖的航站楼进行科学系统的节能管理。
一般来说，机场运作的核心系统是机场信息集成系统，而航站楼内设备设施运行管理的核心系统是楼宇自控系统简称BA系统。航站楼拥有规模庞大的空调系统、照明系统，以及众多功能各异且相对独立的子系统，如侧窗控制系统、UPS电源监控系统、风冷热泵控制、多联机空调联网控制、飞机加氯系统、生活水监控等，这些设备设施及其子系统全部集成在BA系统的管理平台上。因此对BA系统进行先进的运控管理可以极大提高航站楼整体的管理水平。
提高BA系统的管理水平主要体现在保证所管控的设备设施及其子系统正常运行，同时降低其运行能耗，目前T1航站楼仅水电煤的年度费用就已超过亿元，如今投入运行的T2航站楼面积增加近一倍，企业的运行成本压力非常巨大，对BA系统进行高效科学管理，可以显著改善航站楼的运行成本。
2 工作目标
通常情况下，机场的BA系统对其主要监控设备——空调系统和照明系统的控制方式是通过调节空调机组的媒介水的流量以控制空调机组的送风温度，从而达到控制公共区域的现场温度；同时利用现场光照度阀值比对设定值来控制照明系统的开关。在此基础上，浦东机场T1航站楼操作人员根据航班计划，人工设置空调和照明系统当天最后一个航班的关闭时间和次日第一个航班开启的时间。
由于航站楼面积庞大，人工设置启停时间的模式无法对设定时间进行动态调整，且无法适应受控区域尽可能细分的管理要求，多年来所有国内机场的航站楼管理部门一直在积极摸索利用航班信息全自动实时联动控制BA系统的方法，为了顺利完成这个艰巨的工作目标，浦东机场精心制定了新建T2航站楼楼宇自控系统的后期调试的几个措施：
◆ 组成系统联合调试小组，由多个职能部门和分公司协同工作，逐步使系统达到预先规划目标；
◆ 确保BA系统的前端设备工作正常，完善系统主平台各项功能，保证所属相关子系统运作正常；
◆ 由运管单位牵头，对现场各个控制区域的控制需求加以明确，形成书面文档备案；
◆ 分区域深入细化航班联动方案，逐步使其具备方案合理性、软件界面可操作性和系统可控性、稳定性；
◆ 对项目实施进行初步评估，利用节能效果，尽快实现建设投资项目成本回收。
3 方案实施
航站楼的长廊和主楼以及连接廊内的旅客的行动特征、路线流向、驻留时间以及驻场单位的工作情况都是不尽相同的，所以需要寻找出各个分区的空调和照明系统的不同运行规律，并找出与之相应的节能方案。
我们把航站楼分为航站楼长廊、航站楼主楼（包括主楼连接廊）来分别制定航班联动控制方案。
3.1 航站楼长廊的航班联动控制方案
（1）长廊各分区间总体联动方案
机场的每个航班都有对应的登机桥，登机桥又分属长廊的A1、A2、A3、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3十个分区，分区间相互关联，其间的空调机组和照明系统的联动控制方式具体如下：当A1段有航班时，系统将开启A1、A2、A3、B1、B2、B3区域的空调机组和照明。当A2段有航班时，系统将开启A2、A3、B1、B2、B3区域的空调机组和照明。当A3段有航班时，系统将开启A3、B1、B2、B3区域的空调机组和照明。同样关闭时使用反向联动查询，长廊C段与此类似。表1为航班联动区域划分，并表示当某一分区占用时所需要联动的其他区段的设备。
（2）联动设备启停规则的制定
对于机场集成系统发布的航班信息，国际出发到达航班、国内出发到达航班在数据库中是这样定义的，数据库中国际段的字段FlightSectorCode为“I”和“R”，国内段的FlightSectorCode为“D”和“M”，所有集成系统发布的国际国内航班包括了REG：常规航班；RET：返回航班；SLI：滑回航班； ALT：备降；CSF：共享；DEL：延误；MER：合并等种类的航班。
根据以上的基础信息，我们制定了以下受控设备的启停规则：
◆ 国际国内到达开启设备控制如下：以计划时间ScheduledDateTime为基础，预计时间EstimatedDateTime 和 实际时间WheelsdownDateTime实时的修正计划时间，最后再融入时间提前量，得出到达开启初步时间ArvOpenTime。数学表达式如下：
◆ 国际国内到达关闭设备控制如下：以实际到达时间WheelsdownDateTime为准，最后再融入时间延迟量，得出到达关闭初步时间ArvCloseTime。数学表达式如下：
◆ 国际国内出发开启设备如下：以计划出发时间ScheduledDateTime为准，最后再融入时间提前量，得出出发开启初步时间DepOpenTime。数学表达式如下：
◆ 国际国内出发关闭设备控制如下：以实际起飞时间WheelsUpDateTime为准，最后再融入时间延迟量，得出出发关闭初步时间DepCloseTime。数学表达式如下：
上述四个数学表达式中表示为AdvaceTime是指所有设备的启停均需设置一定的提前和滞后时间，因为空调系统基于现场空间的大小需要有一定时间的预作用，另外现场工作人员也需要提前进入场地和延迟退出场地。
（3）实际控制策略
根据上述第二步的联动设备的启停规则计算出到达启停初步时间、出发启停初步时间，利用航班间隔时间计算法计算出现场相关设备实际启停的控制命令。这里指的航班间隙是指全天24小时每个分区的同属性的航班中前后两个相邻航班的间隔时间。
具体计算如下：表2中航班1、2、3、4属于同一个分区A1段、国际到达层，根据第二步算出开启和关闭初步时间后，并且按先后顺序排列，相邻航班1和2的间隔时间是由航班1关闭时间减航班2开启时间的绝对值，其他依此类推。间隔时间的数学表达式如下：
同样，国际出发层的数学表达式：
国内4.2m层是出发到达混流层，所有国内出发和到达航班一起计算：
由于空调系统的现场效果需要预作用，根据现场实际空间大小，一般至少需要半小时，间隔时间的标准可以根据现场情况和节能要求自由设置。当计算出的间隔时间大于等于设置的间隔时间，受控设备就停止工作，当计算出的间隔时间小于设置的间隔时间，BA系统发出不停机的命令。目前实际运行中长廊的间隔时间设置为1小时。
需要指出的是各种不正常航班的影响已经在第二步中设备启停的初步时间中有所考虑，如果出现延误航班，WheelsdownDateTime时间就不会出现，受控设备就不会关闭；同时数据库会自动对暂时WheelsdownDateTime未出现的航班重新排序，不影响正常间隔时间的计算。
3 航站楼主楼的航班联动控制方案
主楼的航班联动控制方案相对长廊而言较为简单。主楼主要为主楼大厅及行李提取区域和主楼连接廊两部分，其控制方案如下：
◆ 主楼6m和0m到达层即行李提取区的联动设备开启是按照计划时间ScheduledDateTime为基础，预计时间EstimatedDateTime 和 实际时间WheelsdownDateTime实时的修正计划时间，加上时间提前量，确定开启时间。同时根据行李转盘号，转盘号可以分成6m层国际A区（＃20～＃25转盘）和B区（＃26～＃31），国内A区（＃33～＃35）和B区（＃36～＃39）；0m层国际A区（＃40、＃41）和B区（＃42、＃43），国内A区（＃44）和B区（＃45），分别打开相应区域相关设备。混合航班有两个行李转盘，需要同时打开两个区域的设备。
◆ 到达层的设备关闭时间一般按开启时间延迟1～2个小时（具体由航站楼运控中心TOC制定）。同时关闭命令需要判断本次航班和下个航班的开启间隔时间，只有间隔时间大于等于设定值时才能最终发出关闭命令。
◆ 主楼13.6m出发层以ScheduledDateTime为准，再加入时间提前量，开启设备。出发层关闭以实际起飞时间WheelsupDateTime为准，同时与下个航班计划出发时间计算得到间隔时间，大于等于设定值才发出关闭命令。
◆ 主楼连接廊区域的出发层分为国内和国际两个区域，到达层也分为国内和国际两个区域，其控制类似长廊的控制方式。
4 航站楼照明的控制
航站楼的照明回路中有近10％的照明是基本照明负荷设置，以防止突发事件造成公共场所由于无光源而发生混乱状况。另外30％的照明是利用光照度传感器控制，这部分照明回路可以自动根据自然光的强度控制照明启停。目前光照度传感器设置为550±80 LUX，这样现场照明能自动分辨白天和夜晚，以及阴雨天，当光照度不足（低于550 LUX）时，随时补充照明。
为了更好的进行节能工作，对于剩下的60％的照明，我们在光照度控制的基础上增加了航班联动控制。具体的控制方法是这样的：白天（光照度大于630 LUX）航班联动关闭，晚上（关照度小于470 LUX）打开航班联动，并关闭光感控制，其航班联动控制方式与相同位置上的空调机组航班联动绑定同步实施。
5 效能评估
5.1 系统进入全自动运行，减轻监控工作强度，提高管理水平
航班联动的控制界面简洁清晰，如图1所示，图1是计算机操作截屏图，图中清楚表明了长廊A段联动设备的启用情况，图中由于A1段有航班占用，所以A1段联动打开，随之A2和A3段同时启用（绿色表示启用）。
在图1的右下角还有一个整个长廊的导航图，导航图上可以点击其他区域，从而迅速转换至其他示图，这个导航图同时表明了长廊其他区域联动状况，图1表明其他区域航班联动也是打开的。
另外图1还反映了登机桥上设备的运行情况；当鼠标移至登机桥上甚至可以显示靠桥飞机的航班号和到达以及离开的时间。
航班联动使系统真正进入了全自动智能运行状况，从根本上使操作人员减少了人为时间表定时设置，减少了操作人员的工作失误，提高系统管理效率和水平。
5.2 控制更加精确细致，节能效果大幅提高
（1） 基础数据的采集
为了更客观的评估航班联动到底有何作用，我们从2008年10月28日15时开始至2008年11月18日16时止，利用BA系统的多点追踪功能，对长廊A、B、C段10个分区的4.2m国内到达出发层、8.4m国际到达层、13.6m国际出发层共26个联动点进行了设备启停的跟踪分析，图2所示，联动期间的2008年11月9日至11日长廊A段的空调和照明系统的开关状态追踪图。在窗口的右侧，三条折线分别表示了，A1、A2、A3段空调机组和照明的开闭情况，例如图中可以看到每天凌晨00:30～08:50空调机组和照明是关闭的。
（2） 节能效果的分析
首先我们统计了航站楼长廊所有参与航班联动的空调机组和照明系统的功率，其中空调机组包括了机组的送风机和回风机的功率，照明包括了筒灯、灯带、杆灯、金卤灯、大空间投射灯等。所有设备都按层分区域进行了统计，如表3所示。
自从10月28日15：00～11月18日16：00实施航班联动后，相关的机组和照明总共运行了20天25小时，共505小时。因为，设备运行节省时间 ＝ 未实施航班联动设备运行时间（505小时）－ 实施联动后实际运行时间，所以根据现场受控设备实际运行时间计算得出表4（航班联动后设备实际运行时间是根据从BA系统数据库里调出的时间追踪数据确定的）。
最后运用公式：电量＝功率（瓦特）×时间（小时） ，1度电=1千瓦小时=1000瓦特×时，结合表3和表4的结果可以计算出航站楼长廊部分中央空调和照明系统节省电量，得出表5。可以看到航站楼21天的空调机组和照明的节电量为626593.98度，每天的节电量为29835度，如果推算到一年，年度节电量可以达到10890800度，约1089万度电。
航站楼长廊参与空调机组和照明总功率5055.2kW，如果全天候运行的一年的耗电量达到44283552度，航班联动后长廊共节电10890800度，节电百分比如图3所示。
5.3 对比传统的节能方式
上述统计的是利用航班联动工况对比参与联动设备全天开启的工况，如果对比传统的人工设置时间表定时启停方式，本次航班联动的效果同样令人瞩目。
通常情况下，传统的人工设置机组启停通常是人为的根据凌晨最新的航班时刻表设置凌晨最后航班结束后空调和照明关闭时间，以及第一个航班开始后设备开启时间。这种首末航班法一般每天可以有3个小时停机时间。长廊机组和照明的总功率为5055kW，人工设置每天可以节省的电量为：5055kW×3小时 ＝ 15165度，一年的节电量约为554万度电。而运用航班联动年节电为1089万度电，比传统时间表设置的方法多节约近535万度。
另外需要注意的是，本次BA系统航班联动节能工作初步评测，仅仅是基于航站楼长廊的空调机组和照明系统的用电量，主楼和交通中心部分还没有统计，并且也没有统计节省的冷热源的热量（此热量可以转换为能源中心机组的耗电量），同时也没有包括42个登机桥上的VRV空调和相关照明的节省电量。
6 结束语
通过实施航班联动控制，使楼宇自控系统脱离了人工设置时间表的工作模式，真正实现了全自动控制，浦东机场由此成为国内为数不多的成功运用动态航班联动控制航站楼楼宇自控BA系统的机场。
T2航站楼的本次节能工作效果喜人，仅航站楼长廊部分每年至少可节电1000万度，这其中还不包括主楼和交通中心，以及能源中心和其他相关设备的节电量。即使是相对于传统繁琐的人工定时开关法，本次长廊航班联动控制也至少多节约用电500万度。同时这次航班联动的成功实施，完善了BA系统的运控平台与各方的接口，为后期工作拓展，进一步细化节能方案打下了坚实的基础。
本篇是浦东机场航班联动楼控系统的初步成果评测，下一步工作，进一步将完善T2航站楼主楼及交通中心的航班联动，并进行浦东机场楼控系统航班联动的总体评测工作，随着航班联动项目的最终落地，浦东机场将向着管理先进，收效显著，系统先进的绿色环保机场不断迈进。