智能照明控制系統(tǒng)在城市軌道交通的應用

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在傳統(tǒng)的城市軌道交通設計方面，照明設計方案具有一定的弊端。隨著計算機技術的發(fā)展，智能化技術漸漸步入人們的生活并成為主流，故在城市軌道交通中應用新型的照明控制設計，即智能控制系統(tǒng)。本文主要對智能照明的具體應用進行了分析，并據(jù)此得出該設計具有的優(yōu)勢和應用前景。

關鍵詞：智能照明；軌道交通；應用研究

在我國城市軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)存在多年，其高運載量是作為公共的交通運輸系統(tǒng)的主要特點之一。城市軌道交通系統(tǒng)在發(fā)展初期只能提供居民生活所需的交通出行需求，如今不僅能滿足居民的日常生活出行，還能滿足居民的休閑娛樂以及旅游購物等多個方面，該系統(tǒng)的完善與發(fā)展速度之快可見一斑。在滿足居民的日常出行等硬性要求之后，能否給乘客提供適宜的“軟性服務"就成了城市交通軌道系統(tǒng)完善中的重要目標。

1、傳統(tǒng)照明設計方案

1.1 傳統(tǒng)照明方案的分區(qū)配電特點

根據(jù)以往的經(jīng)驗，傳統(tǒng)的照明設計方案主要適用于同時、同效的大面積區(qū)域供電，而地鐵作為一個新興的城市軌道交通運載工具，其面向乘客使用的車站部分位于地下，照明控制設計不能等同于傳統(tǒng)的城市軌道交通運載工具，然而由于其位于地下、日光無法照射，給采光造成了難度，地鐵車站內(nèi)的照明只能依靠人工照明設備。如何在節(jié)約能源的同時給地鐵車站提供合適亮度的照明服務？這是現(xiàn)代城軌交通人應該思考的一大問題。

在傳統(tǒng)的照明設計方案中，將地鐵車站主要分為兩大區(qū)域：一大區(qū)域是主要供乘客使用的公共區(qū)域，這一區(qū)域囊括了進站前的準備大廳、站臺前的候車區(qū)域、安檢區(qū)域以及出站口和入站口等區(qū)域；另一區(qū)域則是由地鐵主要運行設備占用，和地鐵日常運維人員所使用的工作和休息區(qū)域構成。不同區(qū)域的用處不同，所需要的照明形式也不盡相同。例如：面向乘客使用的公共區(qū)，由于乘客人來人往，在運營時間需要一直提供照明服務；而對于面向工作人員使用的日常運營維護的工作區(qū)域來說，只需在地鐵設備進行管理和檢查的時候提供照明服務。

1.2 傳統(tǒng)照明方案的配電方式

傳統(tǒng)配電方式適用于大面積廣泛用電區(qū)域，其供電特點是同時、同效。因此在傳統(tǒng)的城軌交通系統(tǒng)的照明方案設計中，考慮到了地鐵照明的負荷程度，對地鐵照明進行了負荷等級的劃分，為了避免突然停電造成的地鐵運營出現(xiàn)問題，乘客恐慌，列車運行不正常等情況，傳統(tǒng)的城軌照明方式，是將面對乘客開放的公共區(qū)域采用劃分更小的區(qū)域來分配用電進行照明服務的方式，一般將公共區(qū)域劃分成兩個區(qū)域，屬于同一區(qū)域的照明服務由變電所提供，通常使用兩條母線進行配電工作。

對于面向工作人員使用的工作區(qū)域，照明服務通常使用放射式配電，由設備區(qū)照明供電總電箱提供，分散至若干條回路到達各個設備和不同的工作區(qū)域。每個設備和工作區(qū)域設置照明開關，進行單獨的照明控制，提高了人工成本。在傳統(tǒng)的城軌照明系統(tǒng)的設計方式中，為了達到節(jié)約能源降低運行成本的需求，又將面向乘客使用的地鐵公共區(qū)域分為工作照明區(qū)域和節(jié)能照明區(qū)域。照明總電箱再將電量供給各個分電箱，以便于達到日常所需，然而這種程度的節(jié)能效果遠不如智能照明控制操作系統(tǒng)。

在日常的工作服務狀態(tài)下，節(jié)能照明電箱和專門分配給工作使用的電箱全部運行，而在乘車低峰期，為了滿足照明服務的同時實現(xiàn)節(jié)約能源的需求，只打開兩個照明電箱中的任意一個，這樣的設計操作進一步體現(xiàn)了設計上的靈活性。但是在實際的運營過程中，往往不會采用這樣的操作，因為該操作的控制復雜而且需要人為干涉，看似節(jié)約能源實際卻增加了運營工作負擔。

2、在城軌交通中應用智能照明系統(tǒng)

2.1 在地鐵運營中應用智能照明設計

在新型信息技術和科技創(chuàng)新水平均逐漸提高的現(xiàn)在，在城軌交通內(nèi)部，智能照明系統(tǒng)已經(jīng)應用在了地鐵車站照明系統(tǒng)中。該控制系統(tǒng)由移動終端、互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸、互聯(lián)網(wǎng)智能信息分析、智能電氣控制以及分布式藍牙等無線終端遙感操控系統(tǒng)等智能操作系統(tǒng)組成，以此滿足智能化、節(jié)能化的控制照明需求。智能照明控制系統(tǒng)不僅具有節(jié)約能源、節(jié)約人力等特點，還可以根據(jù)實際情況和客運人流量以及不同的區(qū)域智能地增強或者減弱燈光，還新增了定時系統(tǒng)等功能，實用性和適用性都非常高。

智能化調(diào)節(jié)燈光系統(tǒng)由智能化板塊構成，不僅可以達到對照明工具用電控制的目的，還可以配合照明工具使用，以達到智能化調(diào)節(jié)光線亮度的目的。采用該系統(tǒng)對地鐵車站進行照明控制后，就可以取代總照明電箱下的分照明電箱，只需要將照明所需的總電箱中電量全部輸出，再交由下面的智能控制模塊管理輸出全部電量，達到取代傳統(tǒng)照明分電箱的目的，在實際使用時再針對實際情況對設計進行優(yōu)化。根據(jù)實際數(shù)據(jù)可知智能操控系統(tǒng)在城軌交通中的地鐵運營中具有相對的優(yōu)勢。

2.2 在隧道照明中采用智能照明技術

在某些位于地下的特殊公共城軌交通區(qū)域，例如隧道，不同于地鐵完quan無法采光，照明全部依靠人工照明設備提供，其受外界采光影響但采光強度不夠滿足日常運營需求的特殊性，應用智能照明技術是上乘之選。

現(xiàn)如今，我國大小城市的隧道中的照明方面普遍存在一些問題，或是照明強度不夠大，或是照明強度太弱，外界光線的強弱對內(nèi)部光線也會有一定的影響。傳統(tǒng)的照明設計系統(tǒng)在實施方面存在諸多問題，人工實施起來也十分的復雜，且十分容易出現(xiàn)安全問題，稍有不慎就會埋下安全隱患，給公共城軌交通設備的安全性造成威脅。而采用智能照明控制操作系統(tǒng)就能夠很大程度上避免這些問題，其內(nèi)設的感光系統(tǒng)可以根據(jù)實際的外界采光情況改變照明設備的亮度，給隧道運營減輕了負擔，降低了人工成本的同時大大消除了安全隱患，提高了駕駛員和乘客的安全性。

3、智能照明操控的應用前景

數(shù)據(jù)顯示，各大照明設備生產(chǎn)企業(yè)都對智能照明操控技術表示關注，智能操控的照明技術將會更加成熟，更節(jié)能且造價低廉的智能照明操控系統(tǒng)的出現(xiàn)指日可待。

以下將對在照明設計方面，傳統(tǒng)方案和智能操控方案的利弊方面做出詳細的介紹。根據(jù)對實際數(shù)據(jù)的分析得出，智能操控系統(tǒng)在城軌交通中地鐵和隧道的應用中略勝一chou。地鐵和隧道都位于地下或者山中，無法采光或者采光較差，均需要使用大量的 LED 燈來提供照明服務。在傳統(tǒng)的設計策劃中。地鐵的內(nèi)部站臺公共區(qū)域都采用節(jié)能型的普通燈具來提供照明服務。

現(xiàn)如今，照明設備行業(yè)廣泛發(fā)展，新型的LED燈具已經(jīng)廣泛取代普通燈具來提供照明服務。LED 照明技術是使用一種特殊的照明設備，即LED燈，LED的內(nèi)部由半導體材料作為核心，在半導體設備中通過載流子復合發(fā)出大量的能量來提供光源，又稱為半導體照明。半導體照明技術具有節(jié)約能源，提高燈具壽命和綠色照明等多方面優(yōu)勢。且由于其不同于傳統(tǒng)燈具的接電要求，可以配合智能照明操作系統(tǒng)使用。根據(jù)智能化操控模塊對照明設備通電的控制，可以調(diào)節(jié) LED燈的燈光強弱，也可以結合自動感光設備進行實時調(diào)節(jié)。例如在地鐵的出站口和入站口頂部安裝感光傳感器，當?shù)罔F運行列車進站的時候，通過自動感光器的連感技術，增強屏蔽門門燈亮度，結束進站后，再通過聯(lián)動設置降低屏蔽門門燈亮度。

4、應用場景

系統(tǒng)功能：

1、開關控制：對通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會議室按照單個照明回路、區(qū)域、樓層等實現(xiàn)對應照明的開關燈控制，監(jiān)視受控回路的開關狀態(tài)。

2、調(diào)光控制：滿足區(qū)域照度和亮度調(diào)節(jié)要求，支持在通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會議室等場所監(jiān)測照度或亮度，并根據(jù)需要自動/手動調(diào)節(jié)開燈數(shù)量和燈光亮度，充分利用自然光源，滿足節(jié)約了能源，營造了舒適的生活工作環(huán)境。

3、場景控制：支持不同的場景模式控制，根據(jù)不同區(qū)域的功能需求，設定場景，完成相關照明燈具的控制組合，滿足美化工作環(huán)境、提高舒適度需求。

4、照明回路電路監(jiān)測：實時監(jiān)視各照明支路/回路的運行電流、開關狀態(tài)，并自動分析回路是否有故障狀態(tài)并預警。

5、分區(qū)、總控：支持運行管理人員實時監(jiān)視各區(qū)域、樓層、樓棟的照明狀態(tài)，并根據(jù)需要進行分區(qū)、分層、分樓棟按需要分區(qū)控制、總控制。

6、實時報警：當發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關設備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中，提示內(nèi)容為故障時間、模塊位置、故障說明。

7、歷史記錄查詢：查詢?nèi)我鈺r段內(nèi)的事件記錄，支持“當日"“最近7天"“自定義時段"方式查詢歷史事件。

5、現(xiàn)場圖片

7、產(chǎn)品選型

6、結束語

根據(jù)實際數(shù)據(jù)得出，傳統(tǒng)的照明操作設計使用于同時、同步的區(qū)域性照明，在地鐵和隧道等無法采光或采光能力弱且受外界環(huán)境影響的城軌交通設備的應用上，存在著大量的問題，而采用智能照明操作設計，可以根據(jù)實際情況對照明工具的照明情況進行調(diào)節(jié)，智能操控技術的應用利端非常明顯，故智能照明技術應用于照明服務的前景十分可觀。

【參考文獻】

[1]毛萌,智能照明控制系統(tǒng)在城市軌道交通的應用。

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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版。

作者介紹：

任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。