智能照明控制系统在城市轨道交通的应用

任运业

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在传统的城市轨道交通设计方面，照明设计方案具有一定的弊端。随着计算机技术的发展，智能化技术渐渐步入人们的生活并成为主流，故在城市轨道交通中应用新型的照明控制设计，即智能控制系统。本文主要对智能照明的具体应用进行了分析，并据此得出该设计具有的优势和应用前景。

关键词：智能照明；轨道交通；应用研究

在我国城市轨道交通系统已经存在多年，其高运载量是作为公共的交通运输系统的主要特点之一。城市轨道交通系统在发展初期只能提供居民生活所需的交通出行需求，如今不仅能满足居民的日常生活出行，还能满足居民的休闲娱乐以及旅游购物等多个方面，该系统的完善与发展速度之快可见一斑。在满足居民的日常出行等硬性要求之后，能否给乘客提供适宜的“软性服务"就成了城市交通轨道系统完善中的重要目标。

1、传统照明设计方案

1.1 传统照明方案的分区配电特点

根据以往的经验，传统的照明设计方案主要适用于同时、同效的大面积区域供电，而地铁作为一个新兴的城市轨道交通运载工具，其面向乘客使用的车站部分位于地下，照明控制设计不能等同于传统的城市轨道交通运载工具，然而由于其位于地下、日光无法照射，给采光造成了难度，地铁车站内的照明只能依靠人工照明设备。如何在节约能源的同时给地铁车站提供合适亮度的照明服务？这是现代城轨交通人应该思考的一大问题。

在传统的照明设计方案中，将地铁车站主要分为两大区域：一大区域是主要供乘客使用的公共区域，这一区域囊括了进站前的准备大厅、站台前的候车区域、安检区域以及出站口和入站口等区域；另一区域则是由地铁主要运行设备占用，和地铁日常运维人员所使用的工作和休息区域构成。不同区域的用处不同，所需要的照明形式也不尽相同。例如：面向乘客使用的公共区，由于乘客人来人往，在运营时间需要一直提供照明服务；而对于面向工作人员使用的日常运营维护的工作区域来说，只需在地铁设备进行管理和检查的时候提供照明服务。

1.2 传统照明方案的配电方式

传统配电方式适用于大面积广泛用电区域，其供电特点是同时、同效。因此在传统的城轨交通系统的照明方案设计中，考虑到了地铁照明的负荷程度，对地铁照明进行了负荷等级的划分，为了避免突然停电造成的地铁运营出现问题，乘客恐慌，列车运行不正常等情况，传统的城轨照明方式，是将面对乘客开放的公共区域采用划分更小的区域来分配用电进行照明服务的方式，一般将公共区域划分成两个区域，属于同一区域的照明服务由变电所提供，通常使用两条母线进行配电工作。

对于面向工作人员使用的工作区域，照明服务通常使用放射式配电，由设备区照明供电总电箱提供，分散至若干条回路到达各个设备和不同的工作区域。每个设备和工作区域设置照明开关，进行单独的照明控制，提高了人工成本。在传统的城轨照明系统的设计方式中，为了达到节约能源降低运行成本的需求，又将面向乘客使用的地铁公共区域分为工作照明区域和节能照明区域。照明总电箱再将电量供给各个分电箱，以便于达到日常所需，然而这种程度的节能效果远不如智能照明控制操作系统。

在日常的工作服务状态下，节能照明电箱和专门分配给工作使用的电箱全部运行，而在乘车低峰期，为了满足照明服务的同时实现节约能源的需求，只打开两个照明电箱中的任意一个，这样的设计操作进一步体现了设计上的灵活性。但是在实际的运营过程中，往往不会采用这样的操作，因为该操作的控制复杂而且需要人为干涉，看似节约能源实际却增加了运营工作负担。

2、在城轨交通中应用智能照明系统

2.1 在地铁运营中应用智能照明设计

在新型信息技术和科技创新水平均逐渐提高的现在，在城轨交通内部，智能照明系统已经应用在了地铁车站照明系统中。该控制系统由移动终端、互联网信息传输、互联网智能信息分析、智能电气控制以及分布式蓝牙等无线终端遥感操控系统等智能操作系统组成，以此满足智能化、节能化的控制照明需求。智能照明控制系统不仅具有节约能源、节约人力等特点，还可以根据实际情况和客运人流量以及不同的区域智能地增强或者减弱灯光，还新增了定时系统等功能，实用性和适用性都非常高。

智能化调节灯光系统由智能化板块构成，不仅可以达到对照明工具用电控制的目的，还可以配合照明工具使用，以达到智能化调节光线亮度的目的。采用该系统对地铁车站进行照明控制后，就可以取代总照明电箱下的分照明电箱，只需要将照明所需的总电箱中电量全部输出，再交由下面的智能控制模块管理输出全部电量，达到取代传统照明分电箱的目的，在实际使用时再针对实际情况对设计进行优化。根据实际数据可知智能操控系统在城轨交通中的地铁运营中具有相对的优势。

2.2 在隧道照明中采用智能照明技术

在某些位于地下的特殊公共城轨交通区域，例如隧道，不同于地铁完quan无法采光，照明全部依靠人工照明设备提供，其受外界采光影响但采光强度不够满足日常运营需求的特殊性，应用智能照明技术是上乘之选。

现如今，我国大小城市的隧道中的照明方面普遍存在一些问题，或是照明强度不够大，或是照明强度太弱，外界光线的强弱对内部光线也会有一定的影响。传统的照明设计系统在实施方面存在诸多问题，人工实施起来也十分的复杂，且十分容易出现安全问题，稍有不慎就会埋下安全隐患，给公共城轨交通设备的安全性造成威胁。而采用智能照明控制操作系统就能够很大程度上避免这些问题，其内设的感光系统可以根据实际的外界采光情况改变照明设备的亮度，给隧道运营减轻了负担，降低了人工成本的同时大大消除了安全隐患，提高了驾驶员和乘客的安全性。

3、智能照明操控的应用前景

数据显示，各大照明设备生产企业都对智能照明操控技术表示关注，智能操控的照明技术将会更加成熟，更节能且造价低廉的智能照明操控系统的出现指日可待。

以下将对在照明设计方面，传统方案和智能操控方案的利弊方面做出详细的介绍。根据对实际数据的分析得出，智能操控系统在城轨交通中地铁和隧道的应用中略胜一chou。地铁和隧道都位于地下或者山中，无法采光或者采光较差，均需要使用大量的 LED 灯来提供照明服务。在传统的设计策划中。地铁的内部站台公共区域都采用节能型的普通灯具来提供照明服务。

现如今，照明设备行业广泛发展，新型的LED灯具已经广泛取代普通灯具来提供照明服务。LED 照明技术是使用一种特殊的照明设备，即LED灯，LED的内部由半导体材料作为核心，在半导体设备中通过载流子复合发出大量的能量来提供光源，又称为半导体照明。半导体照明技术具有节约能源，提高灯具寿命和绿色照明等多方面优势。且由于其不同于传统灯具的接电要求，可以配合智能照明操作系统使用。根据智能化操控模块对照明设备通电的控制，可以调节 LED灯的灯光强弱，也可以结合自动感光设备进行实时调节。例如在地铁的出站口和入站口顶部安装感光传感器，当地铁运行列车进站的时候，通过自动感光器的连感技术，增强屏蔽门门灯亮度，结束进站后，再通过联动设置降低屏蔽门门灯亮度。

4、应用场景

系统功能：

1、开关控制：对通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室按照单个照明回路、区域、楼层等实现对应照明的开关灯控制，监视受控回路的开关状态。

2、调光控制：满足区域照度和亮度调节要求，支持在通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室等场所监测照度或亮度，并根据需要自动/手动调节开灯数量和灯光亮度，充分利用自然光源，满足节约了能源，营造了舒适的生活工作环境。

3、场景控制：支持不同的场景模式控制，根据不同区域的功能需求，设定场景，完成相关照明灯具的控制组合，满足美化工作环境、提高舒适度需求。

4、照明回路电路监测：实时监视各照明支路/回路的运行电流、开关状态，并自动分析回路是否有故障状态并预警。

5、分区、总控：支持运行管理人员实时监视各区域、楼层、楼栋的照明状态，并根据需要进行分区、分层、分楼栋按需要分区控制、总控制。

6、实时报警：当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中，提示内容为故障时间、模块位置、故障说明。

7、历史记录查询：查询任意时段内的事件记录，支持“当日"“最近7天"“自定义时段"方式查询历史事件。

5、现场图片

7、产品选型

6、结束语

根据实际数据得出，传统的照明操作设计使用于同时、同步的区域性照明，在地铁和隧道等无法采光或采光能力弱且受外界环境影响的城轨交通设备的应用上，存在着大量的问题，而采用智能照明操作设计，可以根据实际情况对照明工具的照明情况进行调节，智能操控技术的应用利端非常明显，故智能照明技术应用于照明服务的前景十分可观。

【参考文献】

[1]毛萌,智能照明控制系统在城市轨道交通的应用。

[2]吕永宏,刘红燕,三种城市轨道交通照明控制系统[J],甘肃科技,2016(11.044):2-4。

[3]李qiang,城市轨道交通照明设计节能措施探讨[J],铁道勘测与技术,2015(2):16,22。

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版。

作者介绍：

任运业，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司。