廣州地鐵智能照明控制系統(tǒng)方案

摘 要：基于廣州地鐵照明現(xiàn)狀，提出了采用智能照明控制系統(tǒng)的必要性。主要介紹了系統(tǒng)的方案、精細化分區(qū)控制、控制模式最終達到節(jié)約照明能耗的目的。

關鍵詞：智能照明系統(tǒng)；精細化控制；照明分區(qū)；節(jié)能

1 智能照明控制系統(tǒng)簡介

1.1 概述

目前我國大部分城市的地鐵線，車站、區(qū)間、車輛段等區(qū)域的燈光控制采用傳統(tǒng)的照明控制方式，即通過BAS系統(tǒng)控制照明回路接觸器，從而進行簡單的回路控制。該控制方式成本較低，但由于控制較為簡單，容易造成能耗的浪費，尤其在高架及地面的車站，傳統(tǒng)的控制方式因沒有設置調光功能，無法針對亮度充足的區(qū)域進行局部的調光，容易造成能源浪費。同時，由于沒有系統(tǒng)的監(jiān)控，工作人員無法對車站、區(qū)間等地方的燈具進行實時監(jiān)控，燈具若有損壞無法及時發(fā)現(xiàn)，存在事故風險。

隨著地鐵對節(jié)能要求和運營服務水平要求的提高，國內(nèi)越來越多的城市逐步采用智能照明控制系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)照明控制方法所存在的問題。

1.2 系統(tǒng)構成

智能照明控制系統(tǒng)一般由系統(tǒng)單元、輸入單元和輸出單元三部分組成。每一個設備設置唯一的地址，并用軟件設定其功能。系統(tǒng)單元通過輸出單元輸出控制信號調整各回路燈具的工作模式，如圖1所示。

（1）系統(tǒng)單元：中控系統(tǒng)通過系統(tǒng)總線，將各個硬件設備，包括系統(tǒng)網(wǎng)關、調光模塊、開關模塊、時間模塊及各種傳感器連接起來進行信息交換、實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和保存。（2）輸入單元：主要分為兩類輸入單元，第一種是根據(jù)可編程的多功能網(wǎng)關，根據(jù)編程命令將控制信號傳輸?shù)皆O備第二種是各類傳感器，將外部獲取的信息發(fā)送至系統(tǒng)，系統(tǒng)分析后再發(fā)送相應的控制命令到燈具。（3）輸出單元：包括各種型式的開關控制模塊及調光控制模塊等，如上所述，輸出的控制信號可以為模擬信號或者數(shù)字信號。

2 廣州智能照明系統(tǒng)方案

廣州智能照明控制系統(tǒng)將在十三五規(guī)劃新線中統(tǒng)一采用DALI數(shù)字化調光方式，并將推行根據(jù)照明的分區(qū)，對不同的照明分區(qū)進行精細化的控制及區(qū)域單燈控制，降低照明能耗，提高乘客舒適度。

2.1 照明分區(qū)

（1）站廳層照明分區(qū)：流動區(qū)（乘客流動區(qū)域）、功能區(qū)（人工售票亭與自動售票機）、廣告區(qū)（廣告燈箱區(qū)域照明）、高低轉換區(qū)（樓梯及手扶電梯）。（2）站臺層照明分區(qū)：流動區(qū)（乘客流動區(qū)域）、乘客休息區(qū)（座椅）、屏蔽門光帶區(qū)、高低轉換區(qū)（樓梯及手扶電梯）。（3）出入口照明分區(qū)：流動區(qū)（乘客流動區(qū)域）、室外區(qū)、高低轉換區(qū)（樓梯及手扶電梯）。

2.2 系統(tǒng)方案

廣州智能照明控制系統(tǒng)方案的系統(tǒng)結構，主要有位于車控室的中控機和對應的控制網(wǎng)關，位于車站照明配電室的開關模塊、DALI模塊、照度傳感器及紅外傳感器。系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在照明分區(qū)進行精細化的控制特點上。主要功能主要有：（1）流動區(qū)：根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在滿足標準條件下，降低亮度節(jié)約能耗。（2）功能區(qū)：采用紅外傳感器感應人體活動，當有人走進紅外傳感器的區(qū)域使用自動售票機或者需要人工售票亭服務時，該區(qū)域照明自動亮起；當乘客離開后，所在區(qū)域照明自動調暗節(jié)約能耗。（3）廣告區(qū)：在靠近廣告燈箱的區(qū)域，可利用廣告燈的亮度，調暗附近區(qū)域照明的亮度，使該區(qū)域的照度與其他區(qū)域保持一致，同時達到節(jié)能效果。（4）高低轉換區(qū)：在樓梯和手扶梯的區(qū)域，需要相應地調亮該區(qū)域的照度，以保證乘客安全。（5）乘客休息區(qū)：特定座位區(qū)域的燈光，在無人使用時，可將該區(qū)域的部分燈光調暗，利用紅外傳感器，當有人坐下時，該區(qū)域的燈光自動調亮供乘客使用。（6）屏蔽門光帶區(qū)：當列車進站時，屏蔽門光帶跟隨列車進站而調亮照度提醒乘客進站，當列車出站時，光帶自動調暗節(jié)約能耗。（7）室外區(qū)：室外區(qū)域可利用照度傳感器探測外部自然光是否充足，當外部自然光充足時，室外區(qū)（飛頂區(qū)域）的燈光自動關閉；當自然光不足時，該區(qū)域燈光自動開啟提供服務。

2.3 控制模式

方案所采取的控制模式主要利用時間模塊及上述的分區(qū)情況，在不同時間點自動切換區(qū)域的亮度對車站照明進行精細化控制。在工作日上下班高峰期采用全亮模式，平峰時采用一般模式，夜晚較少人搭乘時采用低峰模式；在節(jié)假日工作人員可根據(jù)實際運營情況自行切換合適模式。同時，系統(tǒng)預留空白模式提供給工作人員自行定義不同亮度的模式以滿足運營需求。主要的運營模式如表1所示。

2.4 預計節(jié)約能耗

以廣州地鐵7號線官堂站為例，公共區(qū)照明共有776套燈（不包含應急燈），其中192套為屏蔽門光帶，每套燈功率為10W，剩余的584套燈正常照明，每套燈功率為22W。

根據(jù)以上調光模式，預計每日可節(jié)約電費約100千瓦時，按照0.824元每千瓦時計算，一年可節(jié)約約30000元照明電費。

3 結束語

通過以上方案可看出，合理利用智能照明系統(tǒng)的優(yōu)勢，能有效降低地鐵車站照明的能耗、延長燈具壽命、提高運營人員的工作效率。在市郊高架站區(qū)域，系統(tǒng)可根據(jù)日光透入車站的照度自動調節(jié)車站內(nèi)燈光，能更加有效的的降低照明的能耗，相比起傳統(tǒng)的照明控制方式，智能照明控制可直接控制負載、具備電流檢測功能、開關燈的計次功能等，它的出現(xiàn)和發(fā)展，不僅能讓地鐵對照明控制和維護管理變得更加簡單和高效，同時還能提高地鐵服務水平。

參考文獻

[1]鐘素銀.廣州地鐵車站照明系統(tǒng)節(jié)能研究[J].都市快軌交通，2008（4）.

[2]周芳，劉美銀.智能照明控制系統(tǒng)在電氣照明節(jié)能設計中的應用[J].低壓電氣，2007（16）.

作者簡介：鄭力中（1989，8-），男，漢族，潮陽，碩士研究生，助理工程師，廣州地鐵設計研究院有限公司，研究方向：低壓配電。