智能照明控制系統(tǒng)在動車組中的應用

范洪偉

摘要：智能照明控制是綠色照明的基石，是現(xiàn)代照明領域中必不可少的核心技術之一。傳統(tǒng)的照明控制方式是在照明回路上加上開關，用若干個開關來控制整個照明，更進一步發(fā)展成加入調光功能，通過可控硅或PWM技術來控制燈具的亮度。這些簡單的照明控制方法已經(jīng)不能再滿足當今軌道交通事業(yè)的發(fā)展。事實上列車的客室主照明是整列能源消耗的主要部分，雖然目前動車組上都采用了高效、低能源的LED光源，但是對于高速列車這種特殊環(huán)境來說，為達到方便人們生活為目的，即使在陽光充足的地面上行駛，動車組也需要全程開啟主照明，除非由司機或乘務員專門去控制照明開關。所以如何在動車組上使用LED光源后再進一步減小主照明的能源消耗，這項課題成為當今動車組照明領域的一項瓶頸技術。

關鍵詞：動車組;智能照明控制系統(tǒng);LED 光源

智能照明控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結構采用的是全數(shù)字化的，而且具有模塊化，分布式的特點，其照明控制網(wǎng)絡的各個控制功能模塊還有部件是通過五類控制線連接而成的。智能照明控制系統(tǒng)不但可以作為一個子系統(tǒng)監(jiān)控動車運用環(huán)境，也可以作為單獨運用系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有更專業(yè)、更靈活的實現(xiàn)手段，它可以調光控制各種照明燈，也可以開關控制各種照明燈，這樣就有效地實現(xiàn)了舒適照明，也是一種有效的節(jié)能措施。照明控制的原則：照明系統(tǒng)的自動化和智能化都是通過智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)的;節(jié)能的目的是充分利用系統(tǒng)的能源管理功能達到的;工作人員可自行調節(jié)這個由統(tǒng)一的的網(wǎng)絡管理和控制的所控區(qū)域的照明。

一、智能照明控制系統(tǒng)的組成

智能照明控制系統(tǒng)是一種分布式控制網(wǎng)絡照明管理系統(tǒng)，是由現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線構成的。處理器和地址編碼內(nèi)置于各個部件，控制網(wǎng)絡是通過總線將所有部件解裂組成的。由控制部件和執(zhí)行部件還有監(jiān)控部件以及網(wǎng)絡部件等組成智能照明控制系統(tǒng)?？刂撇考怯煽刂泼姘搴陀|摸顯示屏以及探測器還有控制器、智能時鐘和用戶編輯器等組成。調光模塊和開關模塊等組成執(zhí)行部件，通信電纜和網(wǎng)關等組成監(jiān)控部件。根據(jù)系統(tǒng)需要，智能照明控制系統(tǒng)對各燈或回路的亮度控制是通過各控制器和面板采取編程來實現(xiàn)的，這樣可以使燈光的場景達到不同的效果，而且可以達到控制系統(tǒng)的效果。

二、動車運用所中智能照明控制系統(tǒng)功能

系統(tǒng)預先設定了一個客室的照度比如，地面平均照度為200 lx。環(huán)境光采集器實時收集外界的光照度，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給照明控制器。照明控制器將照度數(shù)據(jù)與設定值進行比較運算處理后，發(fā)送指令給智能LED驅動電源。光源發(fā)射光的顏色與在某一溫度下輻射相同時，黑體的溫度成為該光源的色溫。不同的色溫對人的情緒或感覺會產(chǎn)生不同的影響。因此，不同的場合需要具有不同色溫的燈光照明。光色越偏藍，色溫就越高;光色越偏紅，則色溫就越低。色溫自動控制功能是通過控制列車輔助照明的LED光源色溫模擬自然光色溫變化規(guī)律。參考時間的變化來改變列車客室的色溫。使乘客在列車上即使看不見外面自然光的環(huán)境下，也可以根據(jù)輔助照明的LED光源色溫變化使乘客體驗到地面光照環(huán)境的感覺。能根據(jù)燈光的色溫變化來粗略判別當前時間?？褪艺彰骺刂破髦泻袑崟r實鐘，也可以通過以太網(wǎng)從列車上獲取網(wǎng)絡時鐘來對本地實鐘進行校準。啟動色溫自動控制功能后，客室照明控制器在不同的時間段自動將輔助照明的LED光源設置為不同的情景色溫。

按常規(guī)布置動車燈具還有控制面板，把智能照明控制系統(tǒng)控制單元增加在需要智能控制的部分，進行回路劃分時要根據(jù)實際的控制要求。其次，控制面板的布置要合理。單個控制面板，還有群組控制面板以及程序設定器是控制面板的三種類型，我們可以把常規(guī)開關用他們來代替，如果有更多的控制要求可以通過其中的傳感器來滿足。單個控制面板設置在人口及間隔較遠處，而且回路數(shù)相同。同時由程序設定器設定每個控制面板所控制的照明回路，并能對控制回路進行修改。當然也可以根據(jù)需要通過加入控制群組面板以及程序設定器來設定群組控制內(nèi)容，但是注意一定要用信號線連接控制面板。最后，對系統(tǒng)圖進行編制。我們應該設置具有手動開關的智能控制開關模塊，而且還應該對它設置多種規(guī)格可選的各回路控制容量。這樣對線路的檢修來說很方便。我們最適合選擇20A作為開關模塊各回路的控制容量，而且分組以及延時開燈功能應該是智能控制開關模塊應有的，這樣可以防止浪涌電流在燈具集中啟動時發(fā)生。同時還應在關閉金鹵燈后，需要通過可編程的延時時間才能再次打開，也就是說必須具有通斷延時保護功能?？刂乒δ軕袝r序，照明回路可以根據(jù)不同負載的智能化順序來延時開關，這樣可以把電流沖擊避免掉。應為每條燈路的通道輸出提供可旁路可控硅電路的旁路開關。此外，我們應采用35毫米標準DIN導軌安裝智能控制開關模塊，可以在方便安裝，對統(tǒng)一管理照明配電系統(tǒng)非常有利，而且方便。

三、智能照明控制系統(tǒng)在動車組上的應用

以目前裝有該系統(tǒng)的動車組為例，該動車組的每節(jié)車客室各裝有兩個亮度的傳感器，用于接收列車在地面、晚上不同區(qū)間運行時外界的光強度，轉化為信號由控制模塊接收，通信至各LED驅動器實現(xiàn)了自動調節(jié)客室照明的亮度。每節(jié)車廂客室照明自適應調光由2個光感傳送器、2個天花板燈集中供電電源、1個調光控制模塊、若干個照明模塊和若干個調光調色溫筒燈組成。動車組照明系統(tǒng)由正常l路照明、正常2路照明和應急照明1路、應急照明2路組成，全燈亮情況下，正常1路照明、正常2路照明、應急照明l路、應急照明2路全部通電，車內(nèi)照度恒定在200lu，燈具亮度隨環(huán)境光自動調節(jié)。1/3燈亮情況下，l路照明、應急照明通電，司機室給照明系統(tǒng)l/3燈亮（DCll0V+）信號，車內(nèi)照度設定為約75 k，燈具亮度隨環(huán)境光自動調節(jié)。為保持旅客舒適愉快的乘車環(huán)境，上午6時至10時取色溫為3000K，上午10時至14時取色溫為3000一4000K，14時至18時，前色溫分別遞增變化為：4000～5000K～6000K;下午18時至24時，取色溫為4000K以下。

四、現(xiàn)狀與展望

綜上，動車運用所擁有數(shù)量較多的燈具，金鹵燈是主要的光源，各個照明配電回路有較高的電流，一般都是通過空氣開關直接在配電箱處控制，所以現(xiàn)場的實際需求已經(jīng)不能靠傳統(tǒng)的照明控制方式來滿足了，而且動車運用所設于負荷中心處的配電箱已經(jīng)給帶來了很多的不便給工作人員的日常操作。所以我們對動車運用所的照明引入了智能照明控制系統(tǒng)來控制，這樣對運營的管理來說非常方便。在任何一個智能開關處，我們通過程序的設置可以按要求對系統(tǒng)內(nèi)任意一組燈具進行開閉。同時也可以自動開啟和關閉燈具，甚至是對光源發(fā)光量進行調整，但這些自動都是基于時間和光照等條件的。這樣一來不但對工作人員來說非常方便，而且能取得很好的效果在照明節(jié)能方面。因此在動車運用所的照明設計里十分有必要設置智能照明控制系統(tǒng)。

隨著建成運營了一大批現(xiàn)代化的鐵路客站，這些鐵路客站將為旅客在進出站時提供更加便捷的服務，候車環(huán)境更加舒適，服務設施更加人性化，更加和諧地與城市之間的關系，對城市綜合交通乃至經(jīng)濟社會的發(fā)展必將發(fā)揮更加重要的作用。因此，要想發(fā)展低碳經(jīng)濟，節(jié)約能源，保護環(huán)境就得建設低碳環(huán)保建筑，所以在動車運用所和動車組運用智能照明控制系統(tǒng)不但事關全民、事關全社會的大事，而且可以推動全社會的進步，可以推動經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

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