地铁动力照明智能化设计关键技术研究

地铁动力照明智能化设计关键技术研究

刘佳喜 孟杰

天津市地下铁道集团有限公司，天津市 300000

摘要：照明智能化设计作为地铁动力照明中的重要组成部分，在城市发展建设中，地铁对于整个交通系统有着至关重要的影响，在城市的运营中不可或缺。基于此，地铁电气系统的正常运营得到了相关各方的高度关注，对于照明系统来说，智能化的设计可以在保障运营所需的照明功能前提下，大量节约能源，不但可以通过降低能源消耗控制成本，同时，智能照明设备可以获得更稳定的工作和更长久的使用寿命，不但提高设备的利用效率，同时还可以大量降低检修成本。对智能照明控制技术在节能方面的应用进行充分研究，有非常现实的意义，并对其未来的发展和建设有很好的促进效果。

关键词：地铁动力照明；智能化设计；关键技术

引言

我国经济正处于从速度向质量提升的关键阶段，城市拥堵成为大城市普遍存在的问题，而地铁建设不占用地上空间，具有安全系数高、运量大、准点率高、污染小、能效高等诸多优点。在缓解城市交通压力、提升城市综合竞争力、激发城市活力方面，各大城市均将目光投向了地铁建设。在众多地铁运维管理环节中，车站照明管理因为涉及范围广、影响面积大等特点得到各大运营公司的持续关注。解决好地铁车站的照明管理问题既可以提升运营维护效率，也能成为地铁节能的重要方向。

1智能照明系统

车站照明系统从区域分为公共区照明、设备区照明、区间照明、出入口照明等，从功能分可分为正常照明、节电照明、应急照明、导向照明、广告照明等。总能耗占全站能耗的5%～8%，是主要耗能系统之一。在照明系统中主要耗能为服务于乘客的公共区各类照明，它设备数量多、持续工作时间长，因此很有必要研究新型节能光源应用，进一步挖掘物联网智能照明系统节能潜力，以实现在保证服务水平、功能要求的基础上较大限度的提高乘客的出行体验，同时也应保护环境、降低对城市的污染。①无线通信-灵活设置、降低成本。主干网采用光纤或网线，末端通讯主要采用LoRa和WiFi自组网。采用稳定可靠的无线技术，有利于新线路施工建设和既有线路的改造，增强了模式设计和运营维护的灵活性以及降低了全系统成本。②边缘计算。就地网关即可对机电设备时行趋势判断和故障分析的强大计算能力。③利用B/S结构实现边缘协同。多主机、多冗余、模块化的数据库服务器云计算与分布式网关布置、数据源头（设备端和边缘侧）处理的微服务相结合，不仅优化设备的操作或者调度，还提供了提供了更加智能的资源管理。④可视化。在立体可视化界面和辅助表单的引导下，使得站务及运维人员很大程度提升工作灵活性、操作性，节省人力及时间成本。

2地铁动力照明智能化设计关键技术

2.1照明区域的确定

地铁车站一般划分为两层或者三层，面积较大。如果所有区域所有灯具均采用智能照明控制，这势必会增加造价成本，也不利于实际的使用效果。对此，应根据实际工程确定哪些场所使用智能照明技术。在地铁车站智能照明技术使用区域的选择上，应重点考虑大空间、高质量照明要求的场所，一般将站厅站台公共区照明、出入口照明、导向照明、地徽照明、广告照明等纳入智能照明系统。

2.2场景控制

城市轨道交通既有位于地面的轻轨车站，又有位于地下的地铁车站，因此智能照明控制系统的设计需要充分根据车站的特点，通过平衡自然光照和人工照明实现照明的经济性。轻轨车站照明控制模式的设计可以通过感光元器件实时测量自然环境的光照强度，对于自然光照过强的区域可以实施遮光处理，对于光照过暗的区域可以打开照明灯具进行照度补偿。传统照明控制系统的照明灯具工作时不能够根据客流量的变化动态调整工作状态，导致电力资源的浪费，所以为了根据实际的客流量采取匹配该场景的照明控制策略将会很大程度上降低传统照明控制系统的能耗。比如，由车站运营的客流量信息生成数据库，照明控制模型根据运营时刻表预测公共区的客流量，并控制照明灯具在客流量大的时间段内全部工作来保障乘客出行安全，在客流量小的时间段内部分工作来减少能源消耗，并且为方便清洁人员在车站运营结束后打扫卫生，在该时间段内照明控制系统只需满足基本照明。城市轨道交通车站保障乘客的人身安全是其运营工作的重中之重，为了避免突发事件发生时乘客容易出现慌乱的情况，智能照明控制系统应完善“应急”照明模式。当突发事件发生时，照明控制系统切换至“应急”照明模式，控制照明灯具使用特定颜色的灯光及时有序地引导乘客转移至安全区域。

2.3地铁站台及候车厅照明控制

对于地铁工程来讲,站台以及候车厅是非常重要的场所，相比地铁出入口，这些场所的照明时间要更长，并且照明强度更大。在人流高峰期可以将全部照明灯具打开，使整个站台以及候车厅呈现明亮的灯光。而当人流情况一般时，可以将筒灯和灯槽的亮度调低,在能够满足基本照明需求时，又能够使视野效果达到最好。而当整个地铁站停止运行时，可以将所有隐藏灯槽打开，将筒灯全部关闭。在进行最后的清扫工作时,只需要保证清扫区域的基本照明就可以。无论是对地铁出入口还是站台以及候车厅进行灯光控制,都需要进行中央控制。各开关控制，可以通过编程的方式对单一的开关按键控制回路进行程序设计，使单个按键能够达到对单个回路或者是多个回路的控制。而光照强度的调控，则需要保证光照强度控制实现连续无间断的控制，更好地对灯光效果进行微调。

2.4定时控制

时钟控制器根据所设定的时间点进行开启或关闭各个区域的部分灯具。一般将地下车站的站厅站台公共区正常照明、导向照明、地徽照明、广告照明等纳入开关控制。开关控制模块一般有4路、8路、12路等不同规格。通过建立每天、每周、每月、每年的定时周期，灯光可按计划自动开闭。当夜晚列车停运后，系统可将照度传感器屏蔽，并将灯光关闭，暂留少量照明灯具作为值班照明使用。如有特殊使用情况，管理人员也可通过触摸屏对各路灯光进行手动调节。

2.5单灯控制

一般的单灯控制系统都是使用对电力承载的方式，结合先进的技术，将电波转变成数据的形式，不必再进行网络的二次利用，可以借助电线的方式帮助信息的传播，运用这种形式的传播不仅效率高，而且在进行信号的传播时，受外界的影响的因素减少，保持其稳定性。而且单灯的控制系统存在的自组网的功能，使用相同质量的硅胶材料，进行封装的工作，保证其温度。对于温度的包容性也会更高，可以在温度零下40℃的空间进行工作，而且不影响其效率。可以对市场进行相关的整合优化，发现市场中有利于照明灯发展的因素，结合自身建设的特点，进行智能检测，通过智能化的优势，帮助促进信息的收集工作，在收集过程中，发现存在的问题，进行问题的分析，使用有效的方式进行解决，减少存在的隐患，更好地为公众服务，对于维修人员来说，也能够减轻工作的负担。利用监控的体系，对各个照明灯的情况进行监督，进行监督的体系可以分为三种：①计算机网络的系统；②无线通信的系统；③开关的智能终端系统。监控系统的构成，是利用阳光的照射，结合数据的手段，进行智能化的能源的增加。可以利用无线的系统，对照明灯进行控制，对照明灯灯存在的数值和运行中存在的电流都有一定的了解，这样在突发事件来临时，也有数据可依。

结束语

综上所述，必须强化地铁照明系统的智能化控制，在确保照明需求得到充分保障的情况下，充分节约电能控制运营成本，进而提升经济效益。智能照明控制技术在地铁照明系统的智能化控制和能源节约利用方面，有很大的研究发展潜力，并已经在实际中得到了充分应用。随着相关技术的持续完善和发展，必将对整个地铁照明系统的能源节约产生巨大影响。

参考文献

[1]李锦昆.地铁动力照明智能化设计关键技术研究[J].照明电器，2020(9):26-31.

[2]牛亚鹏.智能照明控制技术在地铁电气节能中的应用[J].工程建设与设计，2020(12):126-127.