淺析地鐵車站智慧工作照明系統(tǒng)的應(yīng)用

段義偉

【摘要】介紹了地鐵工作照明普遍采用的控制方式，闡述了智慧工作照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，進一步說明系統(tǒng)在智能控制、精細管理、節(jié)能降耗、減少費用等方面的突出優(yōu)點;并對系統(tǒng)應(yīng)用情況和前景進行描述。

【關(guān)鍵詞】地鐵;智慧照明系統(tǒng);精細管理;節(jié)能

截止2017年年底，我國已在北京、上海、大連等31座城市開通運營144條交通線路，總里程高達4487公里。據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心針對北方城市調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，地鐵能耗主要集中在牽引供電和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，分別占比45%和30%，動力照明占比12%、其他占比13%。因此，通過對照明系統(tǒng)進行全面的分析，在設(shè)計、運行環(huán)節(jié)切實可行的節(jié)能措施，對減少地鐵能耗損失，節(jié)約國家能源具有重要意義。

1、地鐵照明傳統(tǒng)控制方式

現(xiàn)階段地鐵工作照明普遍采用BAS系統(tǒng)簡單地對回路進行控制。車站的正常照明分為附屬房間照明和公共區(qū)照明，附屬房間照明一般采用蹺板開關(guān)設(shè)置于房間門口控制，因附屬房間只允許有權(quán)限的工作人員進入，因此能做到人來開燈，人走燈滅的節(jié)電運行;公共區(qū)照明為保證一定照度、均勻度，通過增加照明配電箱的數(shù)量、交叉布線等方式搭建復(fù)雜的配電線路，在照明配電箱總進線上串入接觸器，納入BAS的監(jiān)控，以電氣觸點來實現(xiàn)區(qū)域控制功能。

這種控制方式已很難滿足環(huán)保節(jié)能、靈活、多種功能的控制要求。主要表現(xiàn)為：功能過于簡單、管理過于粗放、未能挖掘出照明控制的節(jié)能潛力、照明質(zhì)量不高。

2、智慧照明系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)簡介及構(gòu)成

智慧工作照明系統(tǒng)是以工作照明燈具為聯(lián)接管控對象，利用可靠的通信技術(shù)及各類先進的探測設(shè)備，實現(xiàn)對環(huán)境中工作照明燈具的照度調(diào)節(jié)、能效監(jiān)測、故障告警、壽命預(yù)測、信息追溯等科學(xué)和系統(tǒng)的管理，降低能耗和維護成本，從而創(chuàng)建安全節(jié)能、高效舒適的環(huán)境。

這種控制方式已很難滿足環(huán)保節(jié)能、靈活、多種功能的控制要求。主要表現(xiàn)為：功能過于簡單、管理過于粗放、未能挖掘出照明控制的節(jié)能潛力、照明質(zhì)量不高。隨著科技的發(fā)展，智慧工作照明系統(tǒng)越來越體現(xiàn)出較強的靈活、節(jié)能等優(yōu)越性。

2.2設(shè)備端主要產(chǎn)品特點

單燈控制器：可以實現(xiàn)對燈具的調(diào)光和開關(guān)，可以采集單個燈具的電壓、電流、功率等計量參數(shù)，并自動采集燈具故障信息，實現(xiàn)故障報警功能。

紅外轉(zhuǎn)發(fā)器：通過學(xué)習(xí)紅外遙控器上的鍵值，可以遠程控制大多數(shù)的紅外遙控的設(shè)備，實現(xiàn)紅外設(shè)備的智能化控制。

回路控制器：遠程控制三相回路的開關(guān)，并對三相電的計量數(shù)據(jù)采集，設(shè)置好電壓、電流和功率限值后，可以監(jiān)測電壓、電流和功率數(shù)據(jù)的異常波動

亮運探測器：環(huán)境照度采集和人體移動的探測，將信號傳輸給相關(guān)聯(lián)動設(shè)備，例如：紅外轉(zhuǎn)發(fā)器、單燈控制器、回路控制器、智能插座。根據(jù)照度值閾值和聯(lián)動參數(shù)的設(shè)置，可以實現(xiàn)亮度開關(guān)燈和人來往開關(guān)燈。

萬能轉(zhuǎn)換模塊：兩路門閥開關(guān)檢測，可以檢測開關(guān)箱門;兩路開關(guān)控制，控制窗簾的開關(guān);兩路AI信號采集，可以外接傳感器或其它輸出0-12V的模擬器件。

智能插座：遠程開關(guān)，帶有USB充電器功能?？梢詫崿F(xiàn)一些無法用通信來完成控制的設(shè)備進行遠程開關(guān)控制。

3、系統(tǒng)功能價值點

3.1智能控制、精細管理

3.1.1按需亮燈

可以設(shè)置根據(jù)照度的變化來調(diào)節(jié)燈具的亮度，在人來往很少的環(huán)境中，可以設(shè)置人來后亮燈，延時一定時間后再關(guān)燈;計劃定時開關(guān)單燈或整條回路燈具;定時調(diào)節(jié)亮度;定時控制空調(diào)等紅外設(shè)備;達到節(jié)約人工、節(jié)約能耗、維持恒照度、營造舒適的工作環(huán)境的目的。

3.1.2環(huán)境監(jiān)控

通過亮運探測器監(jiān)測環(huán)境的照度，調(diào)節(jié)燈具亮度;通過溫濕探測器監(jiān)測環(huán)境的溫度和濕度，調(diào)節(jié)風(fēng)機開關(guān)、空調(diào)溫度或風(fēng)扇開關(guān)來控制溫度和濕度保持適宜的工作環(huán)境。

3.1.3故障自動申報

當(dāng)采集的電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)超過設(shè)置的越限閥值時會上報提示;當(dāng)單燈控制器檢測到燈具發(fā)生故障時會上報告警;當(dāng)維護人員排除故障后，系統(tǒng)會提示故障消失。達到故障及時反饋，方便維護，照明設(shè)備狀態(tài)一目了然。

3.1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

系統(tǒng)可進行燈具壽命統(tǒng)計和預(yù)測分析、用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，根據(jù)單燈控制器和回路控制器采集電量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析回路和燈具的能耗，優(yōu)化設(shè)備能耗達到節(jié)能的效果

3.2節(jié)能降耗、減少費用

3.2.1節(jié)省燈具用電費用

照度感應(yīng)。根據(jù)外界環(huán)境變化，自動調(diào)光，在滿足工作面正常照明的情況下，最大程度為節(jié)能。

微波感應(yīng)。走廊、通道等人員無需長時間停留的區(qū)域，通過微波感應(yīng)人體存在，自動亮燈，人員通過該區(qū)域后，燈具自動熄滅，避免改區(qū)域使用長明燈，節(jié)省電費。

隔盞控制。針對不飽和工作區(qū)域，系統(tǒng)可以將燈具調(diào)光至選擇的任意照度值，并同時可控制隔盞亮燈，在保證人員安全通過的前提下，最大限度降低能耗浪費。

定時任務(wù)。根據(jù)設(shè)定的定時開關(guān)燈計劃，系統(tǒng)自動運行燈具開關(guān)，免去手動作業(yè)，開關(guān)燈具時間更為準(zhǔn)確，避免因人為原因忘記關(guān)燈而造成能源浪費。

3.2.2減少維護費

一是在滿足現(xiàn)場用電設(shè)備聯(lián)動需求的同時，分組、分場景控制，減少點亮燈具數(shù)量、調(diào)整燈具照度，從而延長燈具壽命、減少維護人工成本;二是系統(tǒng)自動計算燈具壽命，提醒燈具使用情況按需采購配件，幫助減少庫存，降低采購成本;三是系統(tǒng)自動定位故障燈具，無需人工巡查。

4、智慧照明系統(tǒng)的應(yīng)用和前景

目前國內(nèi)外有許多優(yōu)秀的廠商在進行智慧照明設(shè)備的開發(fā)和研制，包括：美國路創(chuàng)、ABB、愛默爾等。系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用在各類場所，主要包括：一類是大型公共建筑;第二類是博物館、美術(shù)館、圖書館等文化建筑和教學(xué)建筑;第三類是星級酒店和高檔寫字樓的宴會廳、多功能廳等場所。但迄今為止，智慧照明系統(tǒng)在地鐵車站中應(yīng)用剛剛起步。雖然單個地鐵車站的面積不大，燈具數(shù)量也不是很多，但作為整條地鐵線、地鐵網(wǎng)。已具備了和大型公建相似的特點，對照明質(zhì)量、照明管理、節(jié)能提出了更高的要求，因此在地鐵車站中采用智慧工作照明系統(tǒng)是值得探討和考慮的。

參考文獻：

[1]GB50157-2013，《地鐵設(shè)計規(guī)范》.

[2]余麗華，朱桐城.《電氣照明》同濟大學(xué)出版社，1990.

[3]華東建筑設(shè)計院.《智能建筑設(shè)計技術(shù)》.同濟大學(xué)出版社，1996.