智能照明控制系統在地鐵照明中的應用

摘要：隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的加速發(fā)展，城市軌道交通越來(lái)越獲得社會(huì )的青睞。車(chē)站照明關(guān)系到軌道交通的服務(wù)質(zhì)量、運營(yíng)成本、運營(yíng)成本等多個(gè)方面，在既要保證運營(yíng)成本又要滿(mǎn)足國家“節能"要求的背景下，智能照明控制系統應運而生。

       軌道交通是以“成本運營(yíng)為目的，良好服務(wù)為宗旨"開(kāi)展工作，保證乘客、準點(diǎn)地到達是軌道交通運營(yíng)單位的責任所在，地鐵（輕軌）車(chē)站照明控制系統對乘車(chē)顯得尤為重要。

        地鐵車(chē)站是位于地下的建筑物，與傳統位于地面之上的建筑物不同（傳統建筑物在考慮照明時(shí)要考慮自然采光的情況），地鐵車(chē)站內部沒(méi)有自然采光，燈具需要長(cháng)時(shí)間開(kāi)啟。其次，站內人流量密集，乘客對照度要求較高，人流量越大，需開(kāi)啟的燈具數量相對越多。同時(shí)乘客流量分布不均勻，不同運營(yíng)時(shí)段、不同區域照度需求不同。因此，在對地鐵站進(jìn)行照明控制時(shí)，需要根據地鐵站的這些特點(diǎn)進(jìn)行合理設計。

      根據區域的不同，地鐵車(chē)站正常照明分為2大區域，設備區照明和公共區照明（含出入口照明）。設備區照明需要滿(mǎn)足地鐵站工作人員工作需求；公共區照明是要給乘客提供的照明環(huán)境，使照明更加人性化。通過(guò)合理的管理，在不同時(shí)段利用合理照度來(lái)滿(mǎn)足地鐵站的運營(yíng)，使其照明用電達到經(jīng)濟性的目的。

      地鐵車(chē)站設備區一般采用傳統照明控制方式進(jìn)行控制，即通過(guò)安裝于房間門(mén)口的面板進(jìn)行控制，房間較大的，可通過(guò)增加控制回路來(lái)達到節能的效果；地鐵站設備房間只允許有權限的工作人員進(jìn)入，基本可以做到人來(lái)開(kāi)燈，人走滅燈的省電運行。

       對于公共區來(lái)說(shuō)，既要保證一定照度和均勻照度的照明效果，又要控制長(cháng)明燈數量，因此，合理的控制公共區照明是地鐵照明設計中的重中之重。

       地鐵公共區照明屬于2級負荷，為了防止電力故障或者突然停電對運營(yíng)造成的影響，在照明設計時(shí)，將地鐵車(chē)站劃分為站廳和站臺2個(gè)部分，各個(gè)部分實(shí)行交叉配電的方式，分別來(lái)自于變電所的I、II段母線(xiàn)。

       而為了滿(mǎn)足照度及照明均勻度，并控制長(cháng)明燈的數量，達到節能的目的，可通過(guò)增加變電所低壓柜至照明配電箱和配電箱至燈具的配電回路來(lái)實(shí)現。以下我們將對照傳統照明和智能照明控制系統加以對比：

       在傳統照明控制系統中，車(chē)站公共區照明通過(guò)正常照明配電箱和應急照明配電箱2種配電箱進(jìn)行配電，并通過(guò)綜合監控系統（BAS）進(jìn)行控制。在運行高峰時(shí)段時(shí)，燈具全部打開(kāi)；在高峰時(shí)段后，一般為隔盞亮的方式進(jìn)行照明，保證照明的均勻度；在運行結束后，其他燈具全部關(guān)閉，只開(kāi)應急照明作為公共區值班之用。

       智能照明控制系統由控制管理設備、輸入設備、輸出設備和通信網(wǎng)絡(luò )構成；控制管理設備應包括中間控制管理設備，還可以包括被中間控制管理設備和現場(chǎng)控制管理設備?？刂撇考ㄩ_(kāi)關(guān)驅動(dòng)器、IP協(xié)議轉換器、傳感器和智能面板等?？刂撇考ㄩ_(kāi)關(guān)驅動(dòng)器、IP協(xié)議轉換器、傳感器和智能面板等。智能照明控制系統可以根據需要，通過(guò)各控制器和面板進(jìn)行編程實(shí)現對各回路的亮度控制，從而組成多種不同的照明應用場(chǎng)景，達到綜合性的系統控制效果。智能照明控制系統圖如下：

       傳統照明控制系統方案是基于BAS系統，對照明設施進(jìn)行簡(jiǎn)單的群組控制、時(shí)間控制；而智能照明控制系統是對車(chē)站的照明進(jìn)行智能化管理，達到用戶(hù)對每一個(gè)回路進(jìn)行準確的群組控制、時(shí)間控制，同時(shí)還增加了對照明設施進(jìn)行場(chǎng)景控制、調光控制及傳感器自動(dòng)控制功能。于此同時(shí)，BAS系統是通過(guò)控制接觸器動(dòng)作來(lái)實(shí)現照明控制的，不能采集電流波形曲線(xiàn)，在帶負荷開(kāi)合接觸器時(shí)很容易出現打火和拉弧的現象，接觸器的使用壽命會(huì )加速縮短。智能照明控制系統在斷開(kāi)負荷時(shí)，可以根據采集的電流信號，使電流在正弦波電流過(guò)零時(shí)斷開(kāi)智能照明的開(kāi)關(guān)，不至于出現打火、拉弧等現象，大大的增強了開(kāi)關(guān)的使用壽命，減少了維護，達到了降低照明維護成本的目的。

       智能照明控制系統方案的系統結構，總線(xiàn)上采用ALIBUS總線(xiàn)技術(shù)，設備上有位于車(chē)站照明配電室的開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器和對應的IP協(xié)議轉換器，位于地鐵公共區的傳感器和智能面板。系統功能主要體現在照明分區進(jìn)行精細化、智能化的控制特點(diǎn)上。功能主要有：

       手動(dòng)控制：通過(guò)在受控區域安裝智能控制面板或觸摸屏，實(shí)現對燈具靈活地進(jìn)行分組控制（開(kāi)關(guān)與調光）。同時(shí)也可以實(shí)現照明的場(chǎng)景切換，方便地管理與調整整個(gè)空間的照明效果。

       定時(shí)控制：按照預設的時(shí)間計劃來(lái)自動(dòng)調整燈具的開(kāi)關(guān)與亮度，包括通過(guò)經(jīng)緯度自動(dòng)計算日出日落時(shí)間的天文時(shí)鐘模式、節假日。分別控制的節假日模式和針對特殊情況的預約模式。

       自動(dòng)控制：通過(guò)人體運動(dòng)傳感器和光照度傳感器來(lái)探測環(huán)境狀況，根據環(huán)境狀況實(shí)現自動(dòng)控制。                                           調光控制：根據需要調節燈具的亮度輸出，為用戶(hù)提供更好的節能效果和更舒服的照明光環(huán)境。

       集中管理：通過(guò)IP管理機等設備將智能照明控制系統接入企業(yè)內部Intranet，在監控中間對整個(gè)地鐵的照明進(jìn)行統一的集中管理。

       系統對接：與第三方系統或上層BA系統對接進(jìn)行數據交互和指令對接，能夠實(shí)現諸如火災報警強啟、照明能耗數據上傳、語(yǔ) 音控制指令接收等功能。

       以ALIBUS為總線(xiàn)技術(shù)的智能照明控制方案，功能齊全，靈活多變，能夠滿(mǎn)足復雜控燈領(lǐng)域的苛刻要求。

       開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器負責收集、處理和分發(fā)照明控制信息到ALIBUS總線(xiàn)上，用于翻譯和處理控制指令。在現場(chǎng)，它們以既定的可編程的規則來(lái)管理輸入信號和燈光輸出。通過(guò)使用ALIBUS通信協(xié)議，系統可以方便地進(jìn)行增強和擴展，以適應不同的照明應用需求或建筑面積。主控制器之間和照明服務(wù)器多數使用以太網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信，跨系統的聯(lián)動(dòng)由以太網(wǎng)對接進(jìn)行數據交互。

       智能面板是用來(lái)接通和斷開(kāi)照明線(xiàn)路電源的一種低壓電器。面板不僅是一種家居裝飾功能用品，更是照明用電的主要零部件，其產(chǎn)品質(zhì)量、性能材質(zhì)對于預防火災、降低損耗都有至關(guān)重要的作用。在照明控制系統中，通過(guò)對回路的開(kāi)關(guān)控制組合實(shí)現某種控制策略。 

       輸入設備里，傳感器也是智能照明系統中*的器件。傳感器技術(shù)以信息的獲取與變換為核心，是拓展信息資源的源頭，具有將計算機、通信、自動(dòng)控制技術(shù)銜接為一體的關(guān)鍵功能。

       網(wǎng)關(guān)是一種適用于照明系統的網(wǎng)絡(luò )互連設備，又稱(chēng)“ALIBUS系列智能照明IP協(xié)議轉換器"。網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò )層以上實(shí)現網(wǎng)絡(luò )互連，適用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò )互連。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。在使用不同通信協(xié)議、數據格式或語(yǔ)言，甚至體系結構*不同的兩種系統之間，網(wǎng)關(guān)起到翻譯器的作用。

       與傳統的地鐵照明相比，安科瑞以ALIBUS為總線(xiàn)技術(shù)的智能照明控制方案展現了節能、智能控制、高可靠性和系統兼容能力。