智能照明控制系統在城市軌道交通的應用

1、傳統照明設計方案

1.1 傳統照明方案的分區配電特點

根據以往的經驗，傳統的照明設計方案主要適用于同時、同效的大面積區域供電，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，地鐵車站內的照明只能依靠人工照明設備。如何在節約能源的同時給地鐵車站提供合適亮度的照明服務？這是現代城軌交通人應該思考的一大問題。

在傳統的照明設計方案中，將地鐵車站主要分為兩大區域：一大區域是主要供乘客使用的公共區域，這一區域囊括了進站前的準備大廳、站臺前的候車區域、安檢區域以及出站口和入站口等區域；另一區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域構成。不同區域的用處不同，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，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 傳統照明方案的配電方式

傳統配電方式適用于大面積廣泛用電區域，其供電特點是同時、同效。因此在傳統的城軌交通系統的照明方案設計中，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問題，乘客恐慌，列車運行不正常等情況，傳統的城軌照明方式，是將面對乘客開放的公共區域采用劃分更小的區域來分配用電進行照明服務的方式，一般將公共區域劃分成兩個區域，屬于同一區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域，照明服務通常使用放射式配電，由設備區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域。每個設備和工作區域設置照明開關，進行單獨的照明控制，提高了人工成本。在傳統的城軌照明系統的設計方式中，為了達到節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域分為工作照明區域和節能照明區域。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，然而這種程度的節能效果遠不如智能照明控制操作系統。

在日常的工作服務狀態下，節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節約能源的需求，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

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新水平均逐漸提高的現在，在城軌交通內部，智能照明系統已經應用在了地鐵車站照明系統中。該控制系統由移動終端、互聯網信息傳輸、互聯網智能信息分析、智能電氣控制以及分布式藍牙等無線終端遙感操控系統等智能操作系統組成，以此滿足智能化、節能化的控制照明需求。智能照明控制系統不僅具有節約能源、節約人力等特點，還可以根據實際情況和客運人流量以及不同的區域智能地增強或者減弱燈光，還新增了定時系統等功能，實用性和適用性都非常高。

智能化調節燈光系統由智能化板塊構成，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，以達到智能化調節光線亮度的目的。采用該系統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化。根據實際數據可知智能操控系統在城軌交通中的地鐵運營中具有相對的優勢。

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域，例如隧道，不同于地鐵無法采光，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部光線也會有一定的影響。傳統的照明設計系統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就能夠很大程度上避免這些問題，其內設的感光系統可以根據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

數據顯示，各大照明設備生產企業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，更節能且造價低廉的智能照明操控系統的出現指日可待。

以下將對在照明設計方面，傳統方案和智能操控方案的利弊方面做出詳細的介紹。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。在傳統的設計策劃中。地鐵的內部站臺公共區域都采用節能型的普通燈具來提供照明服務。

現如今，照明設備行業廣泛發展，新型的LED燈具已經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約能源，提高燈具壽命和綠色照明等多方面優勢。且由于其不同于傳統燈具的接電要求，可以配合智能照明操作系統使用。根據智能化操控模塊對照明設備通電的控制，可以調節 LED燈的燈光強弱，也可以結合自動感光設備進行實時調節。例如在地鐵的出站口和入站口頂部安裝感光傳感器，當地鐵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，再通過聯動設置降低屏蔽門門燈亮度。

4、應用場景

系統功能：

1、開關控制：對通道、走廊、公共區域、樓梯間、會議室按照單個照明回路、區域、樓層等實現對應照明的開關燈控制，監視受控回路的開關狀態。

2、調光控制：滿足區域照度和亮度調節要求，支持在通道、走廊、公共區域、樓梯間、會議室等場所監測照度或亮度，并根據需要自動/手動調節開燈數量和燈光亮度，充分利用自然光源，滿足節約了能源，營造了舒適的生活工作環境。

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

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

5、分區、總控：支持運行管理人員實時監視各區域、樓層、樓棟的照明狀態，并根據需要進行分區、分層、分樓棟按需要分區控制、總控制。

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

7、歷史記錄查詢：查詢任意時段內的事件記錄，支持“當日"“最近7天"“自定義時段"方式查詢歷史事件。

5、現場圖片

7、產品選型

6、結束語

根據實際數據得出，傳統的照明操作設計使用于同時、同步的區域性照明，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，可以根據實際情況對照明工具的照明情況進行調節，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,智能照明控制系統在城市軌道交通的應用。

[2]呂永宏,劉紅燕,三種城市軌道交通照明控制系統[J],甘肅科技,2016(11.044):2-4。

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版。