智慧照明在地鐵車站的應(yīng)用

王健偉

摘 要：地鐵經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，已全面進(jìn)入大建設(shè)、大運(yùn)營(yíng)、大開發(fā)、大發(fā)展的“黃金機(jī)遇期”，開啟智慧地鐵建設(shè)新征程，就要?jiǎng)?chuàng)建智慧乘客服務(wù)體系，就要提高乘客服務(wù)舒適化、智能化水平，就要全面感知、深度互聯(lián)和智能融合乘客、設(shè)施、環(huán)境等實(shí)體信息。本文主要分析智慧照明在地鐵車站的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：照明系統(tǒng);節(jié)能;智慧照明;智慧車站

中圖分類號(hào)：U231.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

地鐵車站燈具節(jié)能控制方式比較單一，在既滿足設(shè)計(jì)規(guī)范又不降低運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的前提下，對(duì)車站照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化是節(jié)能降耗的重要工程。在智慧地鐵建設(shè)中，照明燈具按照人員流量自動(dòng)調(diào)光是智慧照明系統(tǒng)節(jié)能研究的方向。

1 智慧照明系統(tǒng)

智慧照明系統(tǒng)旨在通過(guò)研究車站公共區(qū)、車站出入口、地鐵區(qū)間和設(shè)備區(qū)等區(qū)域的照明系統(tǒng)現(xiàn)狀、控制方式和能耗特點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)區(qū)域的照明需求特點(diǎn)及要求，提出不同的照明系統(tǒng)控制策略，為已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的車站和建設(shè)中的新線提供可靠的照明系統(tǒng)改造、安裝和控制方式。根據(jù)地鐵建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)，車站照明系統(tǒng)的能耗負(fù)荷占整個(gè)車站設(shè)備負(fù)荷的15%，占機(jī)電設(shè)備負(fù)荷的25%左右，并且具有長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行的特點(diǎn)。照明設(shè)備雖然功率小，但是數(shù)量多，排在機(jī)電設(shè)備耗電量的第三位，是電能消耗大的主要設(shè)備。鄭州地鐵運(yùn)營(yíng)線路中公共區(qū)照明均為L(zhǎng)ED燈具，單個(gè)燈具的節(jié)能性已大大提高。由此可見，車站公共區(qū)、軌行區(qū)、設(shè)備區(qū)燈具控制方式單一是電能消耗大的重要因素。

2 智慧照明方案

2.1 人體感應(yīng)調(diào)光智能照明系統(tǒng)

系統(tǒng)概述，人體感應(yīng)調(diào)光智能照明系統(tǒng)=人體感應(yīng)探測(cè)器+智能照明控制系統(tǒng)+DALI（數(shù)字可尋址燈光接口）調(diào)光燈具+光照度感應(yīng)器+人體感應(yīng)探測(cè)器。此種模式在車站既有智能照明系統(tǒng)基礎(chǔ)上，使用DALI調(diào)光LED燈具替代傳統(tǒng)的LED燈具，在車站公共區(qū)增加人體感應(yīng)探測(cè)器，在出入口安裝光照度感應(yīng)器，增加人體感應(yīng)調(diào)光和光照度感應(yīng)調(diào)光，并在調(diào)光的基礎(chǔ)上，同時(shí)融入高峰低谷時(shí)控調(diào)光進(jìn)行控制，達(dá)到深度節(jié)能目的。DALI調(diào)光燈具原理，DALI燈具特點(diǎn)是單個(gè)燈具具有獨(dú)立地址，可通過(guò)智能照明系統(tǒng)對(duì)同一強(qiáng)電回路或不同回路上的單個(gè)或多個(gè)燈具進(jìn)行獨(dú)立尋址，從而實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制和任意分組，對(duì)單燈或燈組進(jìn)行精確調(diào)光。DALI燈具與傳統(tǒng)燈具的區(qū)別在于燈具驅(qū)動(dòng)電源。普通LED燈具一般使用恒流驅(qū)動(dòng)電源，輸入電壓固定，輸出為恒流電源，燈具的運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，輸出電流不可調(diào)整;DALI燈具使用DALI協(xié)議驅(qū)動(dòng)電源，輸入電壓固定，可通過(guò)控制器提供的信號(hào)控制輸出電流調(diào)節(jié)燈具亮度。系統(tǒng)調(diào)光方式，根據(jù)車站人流潮汐現(xiàn)象，采用光照度控制、人體感應(yīng)控制、時(shí)控調(diào)光的方式達(dá)到客流量調(diào)節(jié)燈光的效果。系統(tǒng)中增加“一鍵全亮”功能，當(dāng)觸摸屏觸發(fā)一鍵全亮?xí)r，燈具全部點(diǎn)亮，光感應(yīng)器及紅外感應(yīng)器不再控制設(shè)備。（1）光照度控制。此種調(diào)光主要針對(duì)車站出入口飛頂燈。出入口光照度感應(yīng)器探測(cè)室外光照度傳輸信號(hào)給智能照明系統(tǒng)，智能照明系統(tǒng)通過(guò)處理后，給DALI燈具發(fā)送適合的控制電流調(diào)節(jié)燈具亮度。（2）人體感應(yīng)控制。將車站按照結(jié)構(gòu)分為站廳站臺(tái)乘客流動(dòng)區(qū)、乘車設(shè)備區(qū)、樓梯扶梯區(qū)和屏蔽門光帶區(qū)。乘客流動(dòng)區(qū)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定照度;乘車設(shè)備區(qū)包含售票機(jī)、客服中心、閘機(jī)等，每個(gè)區(qū)域安裝一個(gè)DALI控制器，通過(guò)人體感應(yīng)探測(cè)傳感器將信號(hào)傳送給智能照明系統(tǒng)，智能照明系統(tǒng)控制DALI控制器，從而控制燈具實(shí)現(xiàn)區(qū)域的燈光調(diào)節(jié);樓梯扶梯區(qū)域不設(shè)置人體感應(yīng)，確保乘車安全;屏蔽門區(qū)根據(jù)車輛進(jìn)出站隨車亮起和調(diào)暗，以提醒乘客上下車。（3）時(shí)控調(diào)光。將車站按照客流量分為高峰、平谷、低谷時(shí)段。高峰模式：站廳公共區(qū)80%亮度，出入口根據(jù)環(huán)境光自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。平谷模式：站廳公共區(qū)根據(jù)區(qū)域不同設(shè)置不同的亮度，出入口根據(jù)環(huán)境光照情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。低谷模式：站廳公共區(qū)預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)40%亮度，樓梯扶梯區(qū)域60%亮度，其他區(qū)域根據(jù)調(diào)光進(jìn)行控制。

2.2 視頻分析調(diào)光智能照明系統(tǒng)

視頻分析調(diào)光智能照明系統(tǒng)=視頻流數(shù)據(jù)+智能照明系統(tǒng)+調(diào)光燈具。此模式在車站人體感應(yīng)調(diào)光照明系統(tǒng)基礎(chǔ)上，以車站采集的視頻流數(shù)據(jù)替換人體感應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)而達(dá)到調(diào)光控制目的。系統(tǒng)原理，以人體感應(yīng)調(diào)光方案為模型，將人體感應(yīng)器收集數(shù)據(jù)更換成視頻流數(shù)據(jù)，利用車站現(xiàn)有攝像頭在某一時(shí)段采集的車站視頻流進(jìn)行分析對(duì)比，采用人工智能算法進(jìn)行車站實(shí)時(shí)區(qū)域人流量分析，并按照人流量設(shè)定多個(gè)閾值。當(dāng)車站客流量達(dá)到設(shè)定的閾值后，智能照明系統(tǒng)自動(dòng)將對(duì)應(yīng)區(qū)域的燈具調(diào)整到預(yù)設(shè)的亮度，從而達(dá)到調(diào)光目的。

2.3 智慧燈具照明系統(tǒng)

系統(tǒng)概述，智慧燈具照明系統(tǒng)通過(guò)先進(jìn)的智能化手段，在傳統(tǒng)LED照明技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)燈具增加智能化控制芯片，同時(shí)將燈與燈互聯(lián)組網(wǎng)，形成物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)感知客流量變化與環(huán)境光線變化，實(shí)時(shí)進(jìn)行燈光調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)在無(wú)極調(diào)光的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)單燈控制、燈燈互聯(lián)，當(dāng)單燈感應(yīng)到環(huán)境改變，通知整組燈開啟，前燈感應(yīng)到人員進(jìn)入時(shí)通知后燈開啟，實(shí)現(xiàn)了真正意義的智慧照明。系統(tǒng)原理，智慧燈具已不再單獨(dú)一個(gè)燈具，它將智慧芯片模塊和燈具連接在一起，可嵌入燈內(nèi)的智能模塊，高度集成傳感、通信、計(jì)算、定位、無(wú)線組網(wǎng)、燈具控制等功能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線智能燈控?cái)?shù)據(jù)采集、室內(nèi)定位、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等功能。燈具安裝后通過(guò)簡(jiǎn)單組網(wǎng)即可上線運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)光照度調(diào)光、人體感應(yīng)調(diào)光等功能。系統(tǒng)智慧芯片模塊可實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙、紅外、4G、5G通信，兼容物聯(lián)網(wǎng)通信模式，采用斷電記憶功能，即使斷電后再上電，組網(wǎng)模式仍然存在，穩(wěn)定可靠。

3 智能照明在地鐵車站中的運(yùn)用

3.1 場(chǎng)景模式控制

視使用壽命而定，您可以將工作站上的一般照明亮度變更為其他場(chǎng)景模式。通過(guò)面板控件、觸摸屏控件和自動(dòng)控制，可以在不同的場(chǎng)景模式之間切換。根據(jù)廣州現(xiàn)有線路運(yùn)行時(shí)間表，可以將方案分為早高峰模式、低峰模式、晚高峰模式、停運(yùn)模式四類。

3.2 尺寸控制

調(diào)整入口處的照明傳感器，并根據(jù)傳感器測(cè)量的自然燈光的變化啟用相應(yīng)的照明模式。這樣可以避免在日光照明足夠自然時(shí)打開許多照明設(shè)備。公共區(qū)域和正常出入境分布的照明設(shè)備按照城市交通照明要求（GB/ T1655-2008）進(jìn)行配置，而不考慮變化樣式（24瓦燈功率考慮在內(nèi)）。

3.3 輸入通道

車站是地下車站，入口道路只有在接近山頂時(shí)才會(huì)受到自然的影響。因此，將入口區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)域，其中公共區(qū)附近的入口區(qū)域（通道1）由場(chǎng)景模式控制，上方空域附近的初始通道（通道2）由色調(diào)控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)智慧照明系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了調(diào)光，但其“一刀切”“無(wú)感知”的調(diào)光方式已不能滿足智慧地鐵的需要，自動(dòng)調(diào)光照明系統(tǒng)、智慧燈具調(diào)光系統(tǒng)在構(gòu)建節(jié)能、綠色的智慧車站中表現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的優(yōu)勢(shì)，在新線建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)統(tǒng)籌考慮，將智慧照明作為智慧地鐵建設(shè)的項(xiàng)目之一統(tǒng)籌謀劃、快速推進(jìn)。

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