轨道交通智能照明控制系统技术及应用

轨道交通智能照明控制系统技术及应用

毕烨

深圳市市政设计研究院有限公司 广东省深圳市 518000

摘要：近年来，随着国民经济的发展，城市轨道交通工程得到大力发展，有效缓解了城市交通出行压力，对城市化发展有重要意义。但轨道交通工程的照明系统运行能耗较高，轨道交通工程运营成本高昂，影响轨道交通整体发展。因此，本文通过分析轨道交通智能照明控制系统与技术应用情况，希望降低照明系统运行能耗，实现节能增项的发展目的。

关键词：轨道交通；智能照明控制系统；技术应用

一、轨道交通智能照明控制系统研究

1.系统构成

（1）系统模块。在智能照明控制系统中，系统模块主要负责稳定提供电源，对实时信号进行采样，并基于程序运行准则与控制逻辑，在信号分析结果基础上下达各项控制指令。同时，将不同子系统进行稳定连接，保证各类信息数据的远程实时传输。这一模块主要由时钟控制单元、数据转换传送单元、CPU处理单元等组成。

（2）输入模块。在系统运行过程中，该模块主要负责对各项控制数据进行接收，并将其转换为可传输的数字信号，在系统操控界面上进行集中显示。系统模块对所显示、接收各类数字信号进行综合分析，即可准确掌握系统的动态运行情况与现场情况，如不同照明灯具的光源亮度、周边环境明亮度、自然光亮度、站内平均照度等。

（3）输出模块。这一模块主要负责持续接收信号，基于系统运行准则，从特定回路输出信号，对具体设备与子系统下达特定的控制指令。该模块主要由继电器组成，具有输出电流值、调整设备开启时间、强制启动关闭回路、调节照明灯具光源亮度、灯具软启动/关闭等使用功能。

2.系统工作模式

以某城市轨道交通工程的智能照明控制系统为例，根据轨道交通实时运营情况、自然光亮度，系统将智能切换至若干种工作模式：第一，停运状态。当轨道交通体系处于停运状态时，系统将自动切换至配套停运模式，启动部分正常灯具与全部的应急照明灯具，关闭大部分正常照明灯具，将系统平均照度控制在最高负荷的1/4以内；第二，高峰全控状态。当轨道交通工程客流量较大时，开启全部的照明灯具，并将平均照度控制在最高负荷的95%左右；第三，低谷运营状态。当轨道交通工程客流量较少时，将照明系统的平均照度下调至最高负荷的70%-80%；第四，准运状态。在轨道交通非运营时间阶段、开展列车与设备巡检等工作时，为满足工作需求，将系统平均照度控制在最高负荷的1/2以内即可；第五，手动控制。当智能照明控制系统出现运行故障时，工作人员可采取手动方式，下达各项控制指令，调整平均照度与各处照明灯具工作状态；第六，自动状态，智能照明控制系统无需人为干预，将基于程序运行准则，自动完成信号采集、数据分析等工作，保持预期运行状态^[1]。

3.技术优势

（1）安全度高。首先，智能照明控制系统具有自动监测与故障诊断功能，可以及时发现所存在的故障问题，向管理部门与检修人员发送报警信号。其次，当出现各类故障问题时，系统可以自动实施问题应急预案，如切断故障设备与其他设备的连接，避免对其他系统、元件与设备的运行造成影响。

（2）控制功能使用灵活。智能照明控制系统具有可编程性，管理人员可根据轨道交通工程的实际照明需求，对控制系统的使用功能、控制流程进行优化调整。

（3）能源使用效率高。系统可以根据周边环境照明度，对各处照明灯具运行负荷、站内平均照度进行智能调整。在满足轨道交通工程照明需求的同时，将系统运行功耗控制在较低范围内，客观上提升了电力能源的实际使用效率。

（4）便利性。目前来看，多数智能照明控制系统均采取总线模式，系统结构较为简单，元器件与模块数量较少，为系统检修维护、优化升级工作的开展提供了便利。

（5）可扩展性。智能照明控制系统具有充足的优化升级空间，可随着科技水平的不断提高而持续扩展完善。例如，技术人员在系统结构中适当增设控制回路、挂接元件，即可对系统进行扩展升级。

此外，目前在多数轨道交通工程的综合监控系统中，如在照明灯具与智能照明模块通讯方式中加入RGB调光，将产生较多点位，并在综合监控系统界面反馈环节出现若干问题。因此，技术人员应及早对ISCS界面进行优化处理，将其作为智能照明控制系统的主要扩展优化方向，具体措施包括优化菜单、画面与信息栏。同时，在系统中增设亮度智能调节模式，系统评估轨道工程各区域实时运营情况，对平均照度进行调节。例如，在列车进站时，适当上调平均照度，在乘客候车时下调平均照度。

二、智能照明控制系统技术在轨道交通工程中的应用

1.地下车站照明

工作人员在轨道交通工程的车站、配电室等区域中配置适当数量与规格型号的配电箱等设备，同时，在回路出线断路器的下方区域设置驱动器，在车站出入口与人流密集区域中配置感应器，在监控中心设置控制面板。在系统运行过程中，感应器将持续上传监测数据，系统自动评估车站出入口等区域的人流密集程度、轨道交通工程的实时客流量，以此为主要依据，对照明系统的工作模式进行切换。例如，当系统监测到客流量较大时，将切换至高峰运营模式，将站内平均照度上调至最高负荷的95%左右。而在光纤感应器监测到车站出入口等区域自然光源充足时，可适当下调这类区域的照明灯具光源亮度。同时，当轨道交通工程出现火灾安全事故时，BAS系统将自动在短时间内，对照明系统发送火灾报警信号，智能控制系统将照明系统运行模式切换至火灾模式，切断广告牌供电，车站出入口区域照明灯具延时切断

^[2]。

2.隧道照明

在城市轨道交通工程中，隧道区域结构较为特殊，基本不具备自然采光条件，完全依靠照明灯具提供照明。而在轨道交通工程照明系统的传统运行模式中，受到技术限制，难以调节不同区域的平均照度。在下调其他区域平均照度时，虽然可以降低照明系统的运行能耗，但是却面临着隧道照明强度不足的问题。同时，传统的隧道照明系统结构较为复杂，受到环境因素影响，时常出现各类运行故障，存在一定的安全隐患。智能照明控制系统的建设，有效解决了以上各项问题。例如，在保证系统稳定运行、各项使用功能得到充分发挥的同时，系统结构有所简化，系统施工、设计难度降低，系统运行安全得到保障。同时，在隧道区域内的智能照明控制系统中配置了独立的感光系统，将根据隧道区域的实际亮度、采光情况对平均照度进行调节。此外，隧道区域的环境较为复杂，信号在传输过程中，受到环境与电磁干扰，偶尔出现信号失真、传输滞后等问题，对照明系统的运行质量造成不利影响。因此，技术人员应采取适当的抗干扰措施，如配置特定型号的线槽，使用屏蔽电缆^[3]。

3.高架车站照明

与轨道交通工程其他区域相比，多数高架车站搭建有玻璃幕墙系统，自然采光条件良好，对人工照明的依赖度较为轻微。因此，在白昼期间、高架车站自然采光条件良好时，控制系统将根据光线感应器所采集信息，对各处照明灯具的运行负荷进行调节，并在特定情况下关闭部分照明灯具。而在出现火灾等安全事故时，将自动切换至火灾模式，启动正常照明灯具与应急照明灯具。

结语：

综上所述，为贯彻落实可持续发展理念，降低轨道交通工程运营成本，需要加强对智能照明控制系统技术的重视及应用，采取智能控制与集中监控方式，由控制系统替代人工下达各项控制指令，稳定保持照明系统的最佳运行状态。

参考文献：

[1]王多,王琪.轨道交通智能照明控制系统技术研究及其应用[J].科学技术创新,2019(05).

[2]李官未,杨春宇,李娟洁,王燕尼.智能照明控制系统在地铁车站的应用分析[J].灯与照明,2017,41(04).

[3]詹占岚.智能照明控制系统在城市轨道交通的应用研究[J].民营科技,2012(03).