淺談智能照明技術在地鐵照明設計中的應用

王業(yè)篷

（山東省交通規(guī)劃設計院集團有限公司）

1 引言

我國經濟正處于從速度向質量提升的關鍵階段，城市化進程也在不斷加速，城市擁堵成為大城市普遍存在的問題，而地鐵建設不占用地上空間，具有安全系數高、運量大、準點率高、污染小、能效高等諸多優(yōu)點。在緩解城市交通壓力、提升城市綜合競爭力、激發(fā)城市活力方面，各大城市均將目光投向了地鐵建設。在眾多地鐵運維管理環(huán)節(jié)中，車站照明管理因為涉及范圍廣、影響面積大等特點得到各大運營公司的持續(xù)關注。解決好地鐵車站的照明管理問題既可以提升運營維護效率，也能成為地鐵節(jié)能的重要方向。

2 地鐵車站正常照明方案設計

綜合《地鐵設計規(guī)范》（GB50157-2013）《、消防應急照明和疏散指示系統》（GB17945-2010）《、消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB51309-2018）、《地鐵設計防火標準》（GB51298-2018）、《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016—2014【2018版】）等相關國家標準及規(guī)范，一般將車站照明劃分為正常照明和應急照明兩大部分。車站正常照明包括：公共區(qū)正常照明、附屬用房正常照明、廣告照明、出入口照明、地面亭照明、導向標識照明。應急照明包括備用照明、疏散照明及指示兩部分。考慮到應急照明的特殊性，一般不將應急照明納入智能照明控制系統。

在進行地鐵車站正常照明方案設計時，一般遵循以下主要的設計原則。地鐵車站工程的照明配電采用放射式和樹干式相結合、以放射式為主的方式。一般在車站站廳、站臺兩端的配電室內各設2臺公共區(qū)正常照明總配電柜（箱），其電源分別從變電所不同的低壓母線引來，便于交叉配電使用，提升照明穩(wěn)定性。車站出入口照明和地面廳照明的電源均由本柜（箱）引來。地面廳照明設置單獨照明配電箱，并設在出入口地面廳。而導向標識照明則采用公共區(qū)正常照明總配電柜的回路配電。

車站站廳兩端設置附屬用房正常照明總箱，其電源由變電所低壓母線引來，附屬用房照明配電箱的電源引自本箱。附屬用房照明配電箱可設在配電室內，也可分散設在附屬用房的公共走廊內或機房內。在風道及出入口、消防疏散通道的人防段里外的正常照明和應急照明均采用單獨設配電回路或增加熔斷器的方式，分界點在防護密閉門處，以提高照明系統的穩(wěn)定性[1]。

3 智能照明技術的應用

3.1 智能照明技術的概述

智能照明技術是利用計算機、無線通訊數據傳輸、擴頻電力載波通訊技術、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統，具有燈光亮度強弱調節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設置等功能，并能達到預定的效果。

3.2 地鐵車站智能照明設計原則

在進行地鐵車站智能照明設計時，應堅持先進性、實用性、可靠性、可擴容性的原則。整個系統選型應與同類產品技術發(fā)展趨勢相吻合，保證系統整體的先進性、技術壽命及后期投資的可延續(xù)性。系統應著重解決智能照明系統的實際應用，力求實用，做到操作盡量簡單直觀，維護方便。

3.3 地鐵車站智能照明控制方式

1）調光控制

通過在照明區(qū)域設置照度傳感器，將照度測量值與設定值進行比較，調節(jié)相應區(qū)域燈具的亮度。通過調光控制方式控制采光較好部位的燈光，真正做到充分利用自然光線，在自然光線照度足夠的情況下調暗燈光或不啟用燈光，最大限度節(jié)能。在光照不足時，自動調亮燈光以保證均衡照度。在高架車站的站廳站臺層公共區(qū)照明、車站的出入口正常照明均可采用調光控制方式[3]。調光方式常用模式有：DALI調光和1-10Ⅴ調光兩大類，兩類調光的對照分析見表1。

比較兩類調光方式可發(fā)現，DALI調光具有調光質量高、可調控范圍廣、性能穩(wěn)定等特點?？紤]到地鐵工程的建設規(guī)模及重要性，地鐵車站的調光控制建議采用DALI調光方案。

2）定時控制

時鐘控制器根據所設定的時間點進行開啟或關閉各個區(qū)域的部分燈具。一般將地下車站的站廳站臺公共區(qū)正常照明、導向照明、地徽照明、廣告照明等納入開關控制。開關控制模塊一般有4路、8路、12路等不同規(guī)格。通過建立每天、每周、每月、每年的定時周期，燈光可按計劃自動開閉。當夜晚列車停運后，系統可將照度傳感器屏蔽，并將燈光關閉，暫留少量照明燈具作為值班照明使用。如有特殊使用情況，管理人員也可通過觸摸屏對各路燈光進行手動調節(jié)。

3）人工控制

人工控制可在特殊時段、特殊場合即刻啟停相應區(qū)域的燈具，實現控制的“隨心所欲”。人工控制可通過多種方式實現，如：就地面板控制、主控器遠程控制等。在車站便于工作人員管理的區(qū)域可設置就地控制面板，就地控制面板可采用觸摸屏或翹板開關方案，通過邏輯編程實現就地燈具的控制。主控器一般設置在車站綜合控制室內，可實現對全車站燈具的控制。

4 地鐵車站智能照明設計要點

4.1 照明區(qū)域的確定

地鐵車站一般劃分為兩層或者三層，面積較大。如果所有區(qū)域所有燈具均采用智能照明控制，這勢必會增加造價成本，也不利于實際的使用效果。對此，應根據實際工程確定哪些場所使用智能照明技術。在地鐵車站智能照明技術使用區(qū)域的選擇上，應重點考慮大空間、高質量照明要求的場所，一般將站廳站臺公共區(qū)照明、出入口照明、導向照明、地徽照明、廣告照明等納入智能照明系統。

4.2 控制策略的選擇

地鐵車站的控制方式應采用調光控制、定時控制和人工控制相結合的方式。在地下車站出入口及高架車站的站廳站臺公共區(qū)域宜采用調光型的集中控制。系統可根據自然光的實際情況，實時調整相應區(qū)域的燈具亮度。對于地下車站的站廳站臺公共區(qū)、廣告照明等燈具采用定時控制，根據運營情況調整燈具的開啟和關閉[4]。

無論采用何種控制模式，在方案設計時應重視車站不同功能區(qū)、不同照明需求的特點。智能照明應能充分保障分散在各功能區(qū)域中的獨立空間或公共空間的差異化照明需求，并通過網絡將各個照明單元融為一體。即在保證分散控制的情況下，實現集中控制。按地鐵車站的特點，依照明需要進行分區(qū)、分段控制，同時根據照度的變化，按設計方案實時調控照明，達到符合照度標準的照明。通過采用光控、時控、人控結合的多模式控制策略實現全方位的控制，既節(jié)能環(huán)保，又為乘客提供智能、綠色、舒適的照明。

4.3 工作模式的設定

地鐵車站燈具數量繁雜、控制回路較多，如何較好地將復雜的控制回路簡單化、程序化、易操作化是后期運營服務人員關注的重點問題。為解決好上述問題，設定合理的智能照明系統工作模式就顯得尤為重要。工作模式與控制模式完全不同，控制模式常常針對的是燈具或者照明回路，而工作模式的范圍更廣，它是針對整個車站的照明系統[5]。通過智能照明系統內部編程分組，可將車站照明系統工作模式設定為以下幾種情況：日間正常照明模式、日間節(jié)電照明模式、夜間正常照明模式、夜間節(jié)電照明模式、夜間停運模式。各種工作模式在設定時應重點考慮地鐵運營時間、區(qū)域燈具布置、客流數量等條件綜合考慮。

5 結語

現階段，智能照明技術在信息互通、系統運行、能耗監(jiān)測等方面又有新的發(fā)展。文章研究了地鐵車站智能照明的設計策略及關鍵要點，探討了構建地鐵智能照明控制的系統架構。希望通過本文的研究，為地鐵車站照明設計提供新的思路。