智能照明控制技術(shù)在地鐵電氣節(jié)能中的應(yīng)用研究

徐少佐

（五礦二十三冶建設(shè)集團有限公司，湖南 長沙 410000）

城市地鐵的正常運營，對于整個照明系統(tǒng)有著非常高的要求，為此，在實際的地鐵建設(shè)中，引入了智能化控制系統(tǒng)，在實際工作中可以發(fā)揮電能節(jié)約的功能，確保照明正常的同時，避免造成過度浪費。地鐵電氣節(jié)能技術(shù)的智能控制，不但解決了智能化控制問題，同時，在系統(tǒng)穩(wěn)定性和持續(xù)性方面，會有非常好的表現(xiàn)。而相關(guān)技術(shù)的成熟和發(fā)展，為其建設(shè)奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。這使得地鐵智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用水平達到了新的高度，并為以后的建設(shè)提供了條件。

1 地鐵照明系統(tǒng)概述

我國很多大中型城市都興建了地鐵，地鐵的運營處于地面以下的隧道中，因此，照明系統(tǒng)對于整個城市地鐵的正常運營有極為關(guān)鍵性的影響，是地鐵系統(tǒng)得以正常運營不可或缺的輔助保障系統(tǒng)。地鐵照明系統(tǒng)需要提供穩(wěn)定持續(xù)的照明功能，必然在用電量方面有較大的消耗。通過實際的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多照明系統(tǒng)在某些時段處于無效工作狀態(tài)，消耗能源的同時，其產(chǎn)生的光能并沒有實際的效用。智能化控制的引入，使得這些無為照明可以得到有效節(jié)約，不但能夠?qū)ο∪钡碾娔芴嵘眯剩瑫r在照明系統(tǒng)的使用壽命和故障率控制方面都有直接的幫助。隨著地鐵系統(tǒng)建設(shè)面積的進一步拓展，地鐵站等關(guān)鍵樞紐的智能化控制也得到了更充分的開發(fā)和利用，這對地鐵照明系統(tǒng)的優(yōu)化和完善形成了一定的升級壓力，同時，更是技術(shù)發(fā)展和設(shè)備更新的動力所在。不斷在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上對整個地鐵照明系統(tǒng)進行升級，尤其是針對其節(jié)能系統(tǒng)的完善，將是非常重要的發(fā)展趨勢，該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和管理優(yōu)化，有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 智能照明控制技術(shù)在地鐵電氣節(jié)能中的應(yīng)用

智能照明控制技術(shù)得以引入和充分應(yīng)用的核心目標(biāo)，就是通過一些智能化技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)置，對整個照明系統(tǒng)的開關(guān)和光線強弱進行有效控制，滿足必要的照明需求的同時，還可以更加有效地節(jié)約能源，使得電能資源得到高效率高質(zhì)量的利用，節(jié)能減排的同時，最終幫助地鐵運營成本實現(xiàn)更有效的管理。

2.1 智能照明控制系統(tǒng)組成

從目前我國城市地鐵系統(tǒng)中所采用的智能照明系統(tǒng)來看，其基本設(shè)計結(jié)構(gòu)有很大的相似性，均可大致分為三個功能單元，即系統(tǒng)單元、輸出單元以及輸入單元，下面分別進行分析。

（1）系統(tǒng)單元。智能照明控制系統(tǒng)主要承擔(dān)電源以及相關(guān)系統(tǒng)的接口服務(wù)，以及控制信號的傳輸和通信支持，類似電腦中的基礎(chǔ)模塊，其他功能模塊需要在系統(tǒng)單元的基礎(chǔ)上才能得以有效應(yīng)用?；谙到y(tǒng)單元的有效發(fā)揮功能，各子系統(tǒng)可以對所屬分組區(qū)域?qū)嵤┛刂?，主系統(tǒng)與各子系統(tǒng)，以及子系統(tǒng)之間的信息聯(lián)系能夠有效實現(xiàn)。

（2）輸入單元。輸入單元完成轉(zhuǎn)換控制信號的功能，這些控制信號來自外部輸入的各種命令，并將這些命令轉(zhuǎn)化為可以進行數(shù)字化傳輸?shù)男盘栃问健Ｐ盘柾ㄟ^編程形成的處理程序，可以對命令進行分類處理。輸入單元的核心部件為輸入開關(guān)，其構(gòu)成主要有幾種常見的形式，具體包括可編程多功能開關(guān)、紅外線接收開關(guān)、遙控器等形式。不僅如此，輸入單元也可以實現(xiàn)更多元化的模式，比如，特定設(shè)計的控制板與傳感器設(shè)備，可以在對工作環(huán)境的燈光亮度檢測，并將其進行信息轉(zhuǎn)換，形成地鐵照明系統(tǒng)中光源亮度調(diào)整的控制信號。通過其正常功能實現(xiàn)，使地鐵系統(tǒng)內(nèi)亮度可處于適宜狀態(tài)下,實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

（3）輸出單元。輸出單元主要完成轉(zhuǎn)換信號的接收，并根據(jù)命令信息情況選擇對應(yīng)回路完成信號的輸出，實現(xiàn)照明系統(tǒng)的實時控制。地鐵智能照明控制系統(tǒng)中所采用的輸出單元有非常多的表現(xiàn)形式，比較常見的是繼電調(diào)光模擬輸出、照明調(diào)光接口以及紅外輸出模塊等形式。從智能照明控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)來看，所有的智能控制功能是利用集中控制方式最終實現(xiàn)的，命令執(zhí)行時，根據(jù)命令內(nèi)容進行執(zhí)行方式的選擇。中央監(jiān)控中心可以對各控制信號的流向以及作用發(fā)揮情況進行監(jiān)控和管理，使燈光的使用和照明效果的控制能夠得到充分監(jiān)管。

2.2 智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)點

城市地鐵中采用智能照明控制系統(tǒng)，最主要的原因就是利用其系統(tǒng)優(yōu)點，最大化實現(xiàn)對能源的節(jié)約以及對運營成本的控制。具體來說，其優(yōu)點可大致歸納為以下幾個方面：

（1）節(jié)能效果良好?？紤]到整個地鐵系統(tǒng)照明環(huán)境的龐大以及照明系統(tǒng)的應(yīng)用復(fù)雜性，通過人為方式對照明系統(tǒng)進行控制是不現(xiàn)實也不可能的。引入智能照明控制系統(tǒng)，可以對整個地鐵工程進行更有效的照明管理，使得需要照明的環(huán)節(jié)能夠得到充分的燈光保障，而不需要得到照明的時段和地點則可以根據(jù)實際情況進行自動化控制，實現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能開關(guān)管理，包括光強度等，也可以基于控制系統(tǒng)的程序設(shè)定進行實時有效的控制，使整個照明系統(tǒng)的能耗控制更加有效，節(jié)能效果得到更加充分的保障。

（2）后期維護成本較低。智能照明控制系統(tǒng)能夠?qū)⒃O(shè)備工作情況進行實時準(zhǔn)確的監(jiān)測并反映在控制中心，控制中心可以根據(jù)實際情況對其工作情況進行合理設(shè)置，當(dāng)發(fā)生燈具或供電故障時，能夠?qū)⒐收喜考途€路有效顯示并及時報警。工作人員可以根據(jù)這些準(zhǔn)確的信息對故障燈具進行檢查和更換，因為整個檢修更有針對性，使得檢修時間大幅縮短，維護人員數(shù)量也可以減少到必要范圍，這使得后期維護成本可以顯著下降，同時，并不以技術(shù)保障水平下降為代價。

（3）燈具使用壽命延長。燈具的使用壽命與其不正常的使用方式相關(guān)，而智能照明控制系統(tǒng)通過合理設(shè)計控制程序，使得這些燈具的開關(guān)和使用能夠符合其性能保障要求，進而使得燈具的使用壽命顯著增加。燈具壽命的增加，同時也降低了更換燈具的成本，對能源的節(jié)省也有一定的幫助。

2.3 智能照明控制系統(tǒng)在地鐵電氣節(jié)能中的應(yīng)用

智能照明控制系統(tǒng)中地鐵電氣節(jié)能中的具體應(yīng)用，可以從兩個方面得到充分體現(xiàn)，一是地鐵出入口的照明控制，二是地鐵站臺及候車廳的照明控制，兩個環(huán)節(jié)的智能照明控制做好，就可以實現(xiàn)節(jié)能更佳效果。

（1）地鐵出入口照明控制。在地鐵運行過程中，乘客的來往是需要通過出入口完成的，所以，對于地鐵工程來講，出入口是不可或缺的，因為出人口來往的人流是最多的，所以出人口照明工作需要能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能效果。在過去的照明系統(tǒng)工作過程中，沒有運用智能照明控制系統(tǒng)，所以，許多時候沒有行人經(jīng)過，照明系統(tǒng)仍然在工作，浪費了許多電能。而在智能照明控制系統(tǒng)下，可以針對出入口進行1/2以及1/3場景設(shè)計，智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)出入口現(xiàn)場的具體情況進行不同模式的切換。而且還可以根據(jù)外界工作強度進行時間控制，當(dāng)外界關(guān)注強度充足的時候，智能照明控制系統(tǒng)可以僅開啟1/2或者是1/3場景模式，而當(dāng)夜晚逐漸來臨和室外光照強度降低時，智能照明控制系統(tǒng)可以將出入口的燈光照明工具全部打開。

（2）地鐵站臺及候車廳照明控制。對于地鐵工程來講,站臺以及候車廳是非常重要的場所，相比地鐵出入口，這些場所的照明時間要更長，并且照明強度更大。在人流高峰期可以將全部照明燈具打開，使整個站臺以及候車廳呈現(xiàn)明亮的燈光。而當(dāng)人流情況一般時，可以將筒燈和燈槽的亮度調(diào)低,在能夠滿足基本照明需求時，又能夠使視野效果達到最好。而當(dāng)整個地鐵站停止運行時，可以將所有隱藏?zé)舨鄞蜷_，將筒燈全部關(guān)閉。在進行最后的清掃工作時,只需要保證清掃區(qū)域的基本照明就可以。無論是對地鐵出入口還是站臺以及候車廳進行燈光控制,都需要進行中央控制。各開關(guān)控制，可以通過編程的方式對單一的開關(guān)按鍵控制回路進行程序設(shè)計，使單個按鍵能夠達到對單個回路或者是多個回路的控制。而光照強度的調(diào)控，則需要保證光照強度控制實現(xiàn)連續(xù)無間斷的控制，更好地對燈光效果進行微調(diào)。

3 結(jié)語

綜上所述，地鐵工程中需要采用大量燈具提供其運營所需的各種照明，這對于電能的消耗是非常巨大的，節(jié)約能源成為一種非?，F(xiàn)實的需要。為此，必須強化地鐵照明系統(tǒng)的智能化控制，提供有效的照明管理，在確保照明需求得到充分保障的情況下，充分節(jié)約電能控制運營成本，進而提升經(jīng)濟效益。智能照明控制技術(shù)在地鐵照明系統(tǒng)的智能化控制和能源節(jié)約利用方面，有很大的研究發(fā)展?jié)摿?，并已?jīng)在實際中得到了充分應(yīng)用。隨著相關(guān)技術(shù)的持續(xù)完善和發(fā)展，必將對整個地鐵照明系統(tǒng)的能源節(jié)約產(chǎn)生巨大影響。