智能照明控制系統(tǒng)在鐵路站房中的應(yīng)用

劉廣軍

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043)

1 概述

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及我國以“四橫四縱”為主骨架的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的逐步建成，進(jìn)一步加速了全國各地人員的流動，并帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2011年國慶假期期間，全國累計發(fā)送旅客6900萬人，同比增長8.5%，特別是京津、武廣、滬寧等高速鐵路，在數(shù)個小長假中，鐵路旅客發(fā)送量屢創(chuàng)新高，鐵路客運運輸在人們的日常生活中的地位越來越高，隨著智能照明控制系統(tǒng)在鐵路站房中的應(yīng)用，在我國實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、低碳構(gòu)建建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的目標(biāo)中顯示出強(qiáng)大的優(yōu)越性，對實現(xiàn)我國節(jié)能減排目標(biāo)將起到非常大的作用。

2 鐵路站房照明控制的基本要求

隨著高速鐵路的快速建設(shè)以及照明燈具及控制技術(shù)的快速發(fā)展，未來車站站房內(nèi)新型燈具的運用及照明控制的智能化越來越重要。新型光源、新型燈具、先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)的運用不僅體現(xiàn)了鐵路站房的高技術(shù)高標(biāo)準(zhǔn)，更重要的是提高了車站管理的智能化、科學(xué)化，同時亦達(dá)到了國家的節(jié)能要求。

鐵路站房具有空間高、面積大、人員比較集中的特點，不同的空間其特點也不盡相同。由于鐵路站房屬于人員比較集中的公共地方，因此對照明的控制要求比較高，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)采用智能照明控制系統(tǒng)后節(jié)能效果應(yīng)明顯，同時亦應(yīng)必須滿足國家最低安全照度的要求。

(2)采用智能照明控制系統(tǒng)后應(yīng)能延長燈具的使用壽命，實現(xiàn)照明智能化的科學(xué)管理及監(jiān)控。

(3)根據(jù)不同的功能區(qū)域設(shè)定合理的照度工作程序，確保不會因為節(jié)能而影響功能需求。

(4)充分考慮乘客對整個光環(huán)境的感受，根據(jù)不同的功能區(qū)域設(shè)置不同的控制方式，按照不同的時間段及不同的要求調(diào)節(jié)照明，體現(xiàn)人性化的理念，實現(xiàn)多種照明的效果。

(5)提高管理水平，減少維護(hù)費用。

3 鐵路站房智能照明控制系統(tǒng)

鐵路站房智能照明應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域進(jìn)行分區(qū)設(shè)置，以能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)、方便、合理的管理。

鐵路站房智能照明控制系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成圖詳見圖1。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成圖Fig.1 System composition diagram

3.1 站臺區(qū)域

3.1.1 站臺功能的設(shè)定

(1)可手動開或關(guān)各站臺照明，根據(jù)實際情況，手動控制各站臺的照明控制箱及通過中央控制系統(tǒng)統(tǒng)一打開、關(guān)閉或者單個打開、關(guān)閉燈具，方便靈活的進(jìn)行照明控制的管理，從而節(jié)省人工成本，減低運營費用，提高工作效率。

(2)站臺照明可根據(jù)日光補(bǔ)償?shù)那闆r調(diào)節(jié)照明燈具的亮度，節(jié)能的同時，又能保證足夠的照度。在燈具上安裝光感感應(yīng)器，保證作業(yè)面的照度控制在一定的范圍內(nèi)，當(dāng)作業(yè)面的照度高于預(yù)設(shè)的照度值，關(guān)閉或調(diào)暗采光系統(tǒng)，當(dāng)作業(yè)面的照度低于預(yù)設(shè)的照度值，開啟或調(diào)亮采光系統(tǒng)。通常前一個預(yù)設(shè)值高于后一個預(yù)設(shè)值，利用改“死區(qū)”避免頻繁的開關(guān)照明設(shè)備。

(3)群組組合控制：一個按鈕可定義為打開或關(guān)閉多個箱柜(不同站臺)中的照明回路，可一鍵控制整個站臺區(qū)的開關(guān)。也可單燈先進(jìn)行地址分配，然后再根據(jù)站臺做群組分配，最后根據(jù)情況做模式設(shè)定。

(4)應(yīng)急處理功能：在接收到安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的警報后，能自動將指定區(qū)域照明全部打開。

(5)遠(yuǎn)程控制：通過英特網(wǎng)(Internet)對照明控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，能實現(xiàn)：①對站臺系統(tǒng)各個照明控制箱的照明參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、修改；②對站臺系統(tǒng)的場景照明狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；③對站臺系統(tǒng)的場景照明狀態(tài)進(jìn)行控制。

3.1.2 站臺功能的實現(xiàn)

(1)站臺區(qū)照明能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)列車到來前燈亮，列車走后燈暗，根據(jù)車次到站進(jìn)入站臺區(qū)停靠站臺情況設(shè)置某站臺燈具車到站燈亮，車走后燈具調(diào)暗或關(guān)閉。站臺區(qū)域控制效果圖詳見圖2。

圖2 站臺區(qū)域效果圖Fig.2 Renderings of the platform area

(2)場景控制功能：預(yù)設(shè)多種場景，按動一個按鍵，即可調(diào)用需要的場景：站臺白天工作模式、夜間工作模式、作業(yè)工作模式、應(yīng)急照明模式等場景。

(3)恒照度控制功能：根據(jù)探頭探測到的照度來控制照明站臺內(nèi)相關(guān)燈具的開啟或關(guān)閉。站臺中間場所，根據(jù)設(shè)定的最低照度和最高照度，開啟、關(guān)閉或調(diào)暗燈具，靠近站臺兩側(cè)的燈具宜根據(jù)天然光的影響進(jìn)行開啟、關(guān)閉或調(diào)暗。

(4)定時控制功能：根據(jù)預(yù)先定義的時間，觸發(fā)相應(yīng)的場景，及時打開或關(guān)閉。一般情況下，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度，自動推算出當(dāng)天的日出日落時間，根據(jù)這個時間來控制照明場景的開關(guān)或調(diào)暗(陰雨天根據(jù)照度自行打開或關(guān)閉、調(diào)暗燈具亮度)。

(5)就地手動控制功能：正常情況下，控制過程按程序自動控制，在系統(tǒng)不工作時，可使用控制面板來強(qiáng)制調(diào)用需要的照明場景模式(單燈設(shè)置地址，可以單獨打開或關(guān)閉單個燈具)。

3.2 出站通道區(qū)域

3.2.1 出站通道區(qū)域照明功能的設(shè)定

(1)系統(tǒng)有定時功能：根據(jù)列車車次的安排，定時開關(guān)燈具。

(2)人體感應(yīng)功能(紅外線感應(yīng))：當(dāng)有旅客到來時出站通道的燈具點亮并達(dá)到要求的亮度，當(dāng)旅客通過后，燈具調(diào)至安全照明亮度。

(3)多種控制方式：可手動操作控制面板控制各出站通道照明，滿足特殊情況的需要，也可控制室內(nèi)集中管理控制。

(4)群組組合控制：一個按鈕，可定義為打開或關(guān)閉多個箱柜(不同出站通道)中的照明回路，可一鍵控制整個通道的的燈具。也可單燈先進(jìn)行地址分配，然后再根據(jù)通道的設(shè)置情況做群組分配，最后根據(jù)情況做模式設(shè)定。

(5)應(yīng)急處理功能：在接收到安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的警報后，能自動將指定區(qū)域照明全部打開。

(6)遠(yuǎn)程控制：通過英特網(wǎng)(Internet)對照明控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，能實現(xiàn)：①對出站通道系統(tǒng)各個照明控制箱的照明參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、修改；②對出站通道系統(tǒng)的場景照明狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；③對出站通道系統(tǒng)的場景照明狀態(tài)進(jìn)行控制。

3.2.2 出站通道區(qū)域照明功能的實現(xiàn)

(1)通過時間的設(shè)定：當(dāng)列車進(jìn)站后，旅客下車時提前打開相應(yīng)出站通道的燈具，滿足旅客能安全、快速的通過出站通道進(jìn)行出站，而旅客完全離開后，燈具調(diào)至安全照明亮度，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

(2)場景設(shè)置：根據(jù)列車車次到達(dá)情況，進(jìn)行不同場景設(shè)置，從而滿足節(jié)假日、客運高峰等情況的使用。

3.3 候車大廳及進(jìn)站廣廳

3.3.1 候車大廳及進(jìn)站廣廳照明功能的設(shè)定

(1)智能照明控制系統(tǒng)采用開關(guān)量控制模塊、智能控制面板，具有手動或自動開啟功能。

(2)根據(jù)不同時間和外部環(huán)境可以通過軟件編程設(shè)定不同的燈光效果，燈光可以根據(jù)臨時需要能進(jìn)行靈活分割、開啟變換，達(dá)到節(jié)能的功能。候車大廳區(qū)域不同時段不同環(huán)境下燈具照明控制效果圖見圖3。

圖3 候車大廳區(qū)域效果圖Fig.3 Renderings of the waiting room area

(3)方便管理的功能：可以通過設(shè)定時鐘的控制方式實現(xiàn)公共照明區(qū)域的自動運行，以方便乘客、管理人員及值班人員。通過智能控制面板，可預(yù)設(shè)多種燈光效果，組合成不同的燈光場景。當(dāng)需要改變燈光場景時，只需按一下按鍵，就可以實現(xiàn)燈光場景的改變。

(4)避免誤操作：火車站的場景控制面板安裝在綜合值班室或綜合控制室，避免不必要的人員的接觸，減少不必要的誤操作。

3.3.2 候車大廳及進(jìn)站廣廳功能的實現(xiàn)

(1)中央控制：在主控中心對所有照明回路進(jìn)行監(jiān)控，通過電腦操作界面控制燈的開關(guān)。

(2)時間控制：根據(jù)春、夏、秋、冬設(shè)置場景，實現(xiàn)自動開啟或關(guān)閉回路，并且工作人員可以隨時靈活更改。

(3)隔燈控制：根據(jù)候車的各個不同時間段，區(qū)分照明回路，實現(xiàn)1/3回路、2/3回路、3/3回路照度控制。

(4)現(xiàn)場可編程開關(guān)控制：通過編程的方式確定每個開關(guān)按鍵所控制的回路，在特定時間，可通過安裝在值班室或控制室的智能控制面板，進(jìn)行手動控制。

4 結(jié)束語

節(jié)能環(huán)保是當(dāng)前社會發(fā)展的主題, 是“建設(shè)節(jié)約型社會”、“創(chuàng)建綠色鐵路照明”的具體要求。鐵路作為交通運輸?shù)拇髣用}，鐵路站房分布遍及全國各地，站房內(nèi)需要照明的場所較多，照明用電量大，在站房照明中大力推廣新型高效節(jié)能光源及燈具的應(yīng)用，采用智能照明控制技術(shù)，可以節(jié)約電能消耗，延長照明光源及燈具的使用壽命，降低照明設(shè)施維護(hù)成本，以達(dá)到綠色、健康、人文的鐵路照明環(huán)境。

[1] 俞麗華. 電氣照明(第二版)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2001.

[2] 北京照明學(xué)會照明設(shè)計專業(yè)委員會. 照明設(shè)計手冊(第二版)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[3] 馬小軍. 智能照明控制系統(tǒng)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，2009.

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[5] 黃恩起，王長香.現(xiàn)代照明控制系統(tǒng)的新發(fā)展[J].建筑電氣，2002,(1):38～41.

[6] 戴天，丁月華，文貴華. 計算機(jī)智能照明系統(tǒng)的設(shè)計[J].電氣應(yīng)用，2005,24(2):57～59.