智能照明控制系統(tǒng)在鐵路站房中的應(yīng)用探究

薛聰聰

摘要：目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和科技水平發(fā)展十分快速，現(xiàn)如今，越來越多的大型、特大型城市選擇鐵路作為疏解城市交通體系的重要載體。而鐵路站的照明設(shè)計(jì)直接關(guān)系到乘客的日常使用及發(fā)生應(yīng)急狀況時(shí)的安全性，通過大量的計(jì)算以及合理的照度模擬仿真及選擇合適的配電形式、控制方式，為廣大乘客提供綠色節(jié)能、安全舒適的出行體驗(yàn)。鐵路運(yùn)輸量大、速度快、班次密、安全舒適、準(zhǔn)點(diǎn)率高、全天候、運(yùn)費(fèi)低和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)無疑是這一難題的重要解決方案，而鐵路車站照明是給乘客及內(nèi)部工作人員最直接的使用感受，對(duì)其照明的舒適性、節(jié)能性和安全性設(shè)計(jì)是十分必要的。

關(guān)鍵詞：智能照明;控制;鐵路;站房

引言

隨著多層域感知、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、主動(dòng)協(xié)同等技術(shù)的應(yīng)用，鐵路設(shè)計(jì)必將緊隨“智能化”和“數(shù)字化”新一代技術(shù)發(fā)展方向，聚焦“智慧服務(wù)、智能運(yùn)行、智能運(yùn)維、智慧云服務(wù)、智能建造”等領(lǐng)域，推動(dòng)智能鐵路系統(tǒng)的全面創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)人、車、運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備、指揮調(diào)度之間在線數(shù)據(jù)以前所未有的廣度、深度與速度進(jìn)行交互與共享。

1客室照明系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

目前，國(guó)內(nèi)外沒有針對(duì)鐵路、輕軌及有軌電車的客室照明標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)城市鐵路客室標(biāo)準(zhǔn)基本上參考國(guó)內(nèi)和國(guó)外相關(guān)鐵路標(biāo)準(zhǔn)。有的標(biāo)準(zhǔn)個(gè)別條款明確適用于城市鐵路，以上標(biāo)準(zhǔn)沒有考慮鐵路和有軌電車LED照明的相關(guān)特性和參數(shù)。LED照明作為新一代的照明光源，目前在鐵路和有軌電車上已取代熒光燈。和熒光燈相比，LED照明具有功率小、光效高、壽命長(zhǎng)、不含汞等特點(diǎn)。在目前國(guó)內(nèi)外沒有適用于有軌電車的LED照明標(biāo)準(zhǔn)的背景下，根據(jù)LED照明特點(diǎn)，結(jié)合鐵路和有軌電車照明需求，制定鐵路和有軌電車LED照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)刻不容緩。

2鐵路站房對(duì)智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用需求及方法

2.1站房通道

鐵路站房通道區(qū)域照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要考慮列車進(jìn)站與出站區(qū)間通道使用情況，對(duì)于人流量相對(duì)較大車次，可以適當(dāng)提高該階段照明強(qiáng)度及照明時(shí)間，反之，針對(duì)人流量相對(duì)較少車次，則可相對(duì)應(yīng)的減少站房通道照明光照強(qiáng)度。一旦車站站臺(tái)處于空置狀態(tài)時(shí)，站房通道照明密度，則需要根據(jù)通道空間設(shè)計(jì)感光強(qiáng)度做好調(diào)整，通過傳感器設(shè)備與中央空置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸，進(jìn)行站房通道照明系統(tǒng)控制與管理。換言之，站房通道區(qū)域照明系統(tǒng)的使用，在不同時(shí)段、不同車次存在較大差異，智能照明控制系統(tǒng)，應(yīng)結(jié)合各個(gè)時(shí)段、車次不同使用需求，做好對(duì)照明控制的動(dòng)態(tài)調(diào)整，采用系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整及人工調(diào)整干預(yù)兩種方式，做好對(duì)站房通道照明系統(tǒng)控制，使通道內(nèi)光照強(qiáng)度及光照效果能始終保持合理范圍內(nèi)，盡可能提高智能照明控制系統(tǒng)節(jié)能效果。

2.2物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)

車站照明系統(tǒng)從區(qū)域分為公共區(qū)照明、設(shè)備區(qū)照明、區(qū)間照明、出入口照明等，從功能分可分為正常照明、節(jié)電照明、應(yīng)急照明、導(dǎo)向照明、廣告照明等?？偰芎恼既灸芎牡?%～8%，是主要耗能系統(tǒng)之一。在照明系統(tǒng)中主要耗能為服務(wù)于乘客的公共區(qū)各類照明，它設(shè)備數(shù)量多、持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，因此很有必要研究新型節(jié)能光源應(yīng)用，進(jìn)一步挖掘物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)節(jié)能潛力，以實(shí)現(xiàn)在保證服務(wù)水平、功能要求的基礎(chǔ)上較大限度的提高乘客的出行體驗(yàn)，同時(shí)也應(yīng)保護(hù)環(huán)境、降低對(duì)城市的污染。（1）無線通信-靈活設(shè)置、降低成本。主干網(wǎng)采用光纖或網(wǎng)線，末端通訊主要采用LoRa和WiFi自組網(wǎng)。采用穩(wěn)定可靠的無線技術(shù)，有利于新線路施工建設(shè)和既有線路的改造，增強(qiáng)了模式設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的靈活性以及降低了全系統(tǒng)成本。（2）邊緣計(jì)算。就地網(wǎng)關(guān)即可對(duì)機(jī)電設(shè)備時(shí)行趨勢(shì)判斷和故障分析的強(qiáng)大計(jì)算能力。（3）利用B/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)邊緣協(xié)同。多主機(jī)、多冗余、模塊化的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器云計(jì)算與分布式網(wǎng)關(guān)布置、數(shù)據(jù)源頭（設(shè)備端和邊緣側(cè)）處理的微服務(wù)相結(jié)合，不僅優(yōu)化設(shè)備的操作或者調(diào)度，還提供了提供了更加智能的資源管理。（4）可視化。在立體可視化界面和輔助表單的引導(dǎo)下，使得站務(wù)及運(yùn)維人員很大程度提升工作靈活性、操作性，節(jié)省人力及時(shí)間成本。

2.3增強(qiáng)場(chǎng)景控制

城市鐵路既有位于地面的輕軌車站，又有位于地下的鐵路車站，因此智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要充分根據(jù)車站的特點(diǎn)，通過平衡自然光照和人工照明實(shí)現(xiàn)照明的經(jīng)濟(jì)性。輕軌車站照明控制模式的設(shè)計(jì)可以通過感光元器件實(shí)時(shí)測(cè)量自然環(huán)境的光照強(qiáng)度，對(duì)于自然光照過強(qiáng)的區(qū)域可以實(shí)施遮光處理，對(duì)于光照過暗的區(qū)域可以打開照明燈具進(jìn)行照度補(bǔ)償。傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)的照明燈具工作時(shí)不能夠根據(jù)客流量的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整工作狀態(tài)，導(dǎo)致電力資源的浪費(fèi)，所以為了根據(jù)實(shí)際的客流量采取匹配該場(chǎng)景的照明控制策略將會(huì)很大程度上降低傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)的能耗。比如，由車站運(yùn)營(yíng)的客流量信息生成數(shù)據(jù)庫，照明控制模型根據(jù)運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表預(yù)測(cè)公共區(qū)的客流量，并控制照明燈具在客流量大的時(shí)間段內(nèi)全部工作來保障乘客出行安全，在客流量小的時(shí)間段內(nèi)部分工作來減少能源消耗，并且為方便清潔人員在車站運(yùn)營(yíng)結(jié)束后打掃衛(wèi)生，在該時(shí)間段內(nèi)照明控制系統(tǒng)只需滿足基本照明。城市鐵路車站保障乘客的人身安全是其運(yùn)營(yíng)工作的重中之重，為了避免突發(fā)事件發(fā)生時(shí)乘客容易出現(xiàn)慌亂的情況，智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)完善“應(yīng)急”照明模式。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，照明控制系統(tǒng)切換至“應(yīng)急”照明模式，控制照明燈具使用特定顏色的燈光及時(shí)有序地引導(dǎo)乘客轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域。

2.4客室LED照明電氣設(shè)計(jì)

目前大多有軌電車與汽車、行人在平交路口共享路權(quán)，因此鐵路上的全自動(dòng)駕駛技術(shù)無法應(yīng)用在有軌電車上。有軌電車在駕駛自動(dòng)化、智能化不足的同時(shí)，司機(jī)的工作強(qiáng)度相比鐵路有所增加，客室照明采用自動(dòng)照明（環(huán)境自適應(yīng)照明方案）可以減少司機(jī)在運(yùn)營(yíng)中對(duì)車輛照明的操作和干預(yù)，如在陰天、雨天或黃昏要開啟客室照明，在晴天等視線良好狀況下關(guān)閉客室照明。自動(dòng)照明可避免司機(jī)在晴天等視線良好的情況下忘關(guān)客室照明，造成費(fèi)電。每個(gè)司機(jī)在下午時(shí)段對(duì)是否需要開啟客室照明也無統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)，需要運(yùn)營(yíng)制定開燈時(shí)間點(diǎn)。為此，筆者建議將有軌電車使用自動(dòng)照明列入將來的有軌電車客室照明標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)未來運(yùn)營(yíng)無人化發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，智能照明控制系統(tǒng)在鐵路站房中運(yùn)用，極大提高鐵路站房照明系統(tǒng)使用便捷性、安全性及穩(wěn)定性，同時(shí)，滿足對(duì)照明系統(tǒng)節(jié)能處理基本需求，避免不必要照明資源浪費(fèi)，一定程度為鐵路站房電力資源管理成本控制創(chuàng)造有利條件。

參考文獻(xiàn)

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