地铁车站照明系统节能研究与应用

地铁车站照明系统节能研究与应用

汪世博

洛阳市轨道交通集团有限责任公司 河南省洛阳市 471000

摘要：目前，中国是世界上建设地铁项目最多、发展最快的国家随着地铁建设的迅速发展，地铁的能耗越来越重要由于地铁站的能耗仅次于通风空调系统，因此照明系统的节能研究具有重要意义。本文主要分析地铁车站照明系统节能研究与应用。

关键词：地铁；照明系统；人群密度；节能

引言

地铁车站的照明按区域可划分为设备区照明、公共区照明和区间照明。其中，设备区照明主要是地铁车站设备机房、管理用房、设备区走道和风道等仅限于工作人员活动区域的照明；公共区照明是车站公共场所的照明，如站厅、站台公共区、出入口通道等处的照明；区间照明是地铁隧道内、车辆行驶线路上的照明。地铁车站的照明系统按照功能可分为应急照明（包括疏散照明和备用照明）、正常照明和广告照明。对地铁照明系统的耗能进行分析和控制，有助于实现地铁车站照明能耗的降低。

1、当前照明系统节能方式

地铁车站动力照明系统的能耗主要有两部分，一是车站动力设备，如电扶梯、水泵、风机等设备的消耗，另一部分是地铁车站照明的消耗。目前的照明系统节能方式主要有以下几种。

1.1照明灯具优化设计

照明灯具优化设计包含以下两方面。一方面是优化站内公共区灯具的布局。据相关研究，人们进出地铁站的时间很短，一般进站时间在５ｍｉｎ左右，出站在３ｍｉｎ左右，所以地铁的照明灯具布局应该有所区别和侧重。在楼梯、电扶梯、站台门等区域需重点布置，而对于出入口通道等不需特殊光照效果的区域，则只需按国家相关照度标准布置。另一方面是照明灯具本身的优化，随着科技的进步，灯具的品质、能量转化率也在不断提高，市面上涌现了各种节能照明设备，可选择符合地铁环境的照明设备来进行节能。

1.2广告照明优化设计

广告灯箱也是地铁照明耗电的一个重要部分。通常大部分广告牌安装在站台对面的侧墙上，但由于地铁封闭式站台门的遮挡，为了提高广告灯箱的视觉效果，广告厂商会大量提高亮度和增加色彩，导致大量的能耗。因此，目前很多地铁车站的广告照明需进行优化，主要从以下两方面考虑：一是通过技术手段优化广告灯箱的设计，使广告灯箱的耗电量降低；二是通过合理布局广告灯箱，使广告照明代替一部分正常照明的功能，同时还能起到应有的广告宣传的作用。

2、传统照明控制方式

传统照明控制方式分为车控室手动控制和智能照明控制系统自动调节。前者通过设置在车控室的ＢＡＳ系统（全称为环境与设备监控系统），根据客流情况控制公共区工作照明和节电照明的开启和关闭，达到节能的目的；后者通过在出入口附近设置亮度传感器，智能调节部分灯具的亮度。但是这种调节更适用于地上车站，对于地下车站具有一定的局限性。ＢＡＳ系统主要监控对象有通风系统、照明系统、给排水系统、电梯与自动扶梯等车站内的机电设备。通过对这些设备实施综合自动化监控与管理，为乘客提供一个安全、舒适和便捷的乘车环境，同时使车站各设备处于最佳的工作状态，从而使车站系统达到运行的经济性和管理的现代化、智能化。可以看到，目前照明系统的节能控制主要还是通过照明设备的质量改进、灯具布局的优化和传统控制方式来实现的，并没有从根本上解决地铁车站照明系统的节能问题。

3、车站照明系统及配电系统节能措施研究

3.1车站照明系统节能措施

通过优化车站公共区域的照明控制，如果地铁站使用的照明系统和照明布局科学有效，节能环保效果最佳。例如，地铁入口大厅安装的分级系统，其主要功能是智能地减弱车站地面照明系统，可以根据地铁码头、入口大厅、机械楼梯和人工楼梯的客流密度调整光能。自然光是一种常见的可再生自然资源。为了节约更多能源和保护环境，可以将自然光引入地铁站，以创建符合照明标准的照明模式，并通过有效利用自然光来减少其他能源消耗。将自然光引入地铁站或周围建筑物将大大节省照明能源，但由于太阳辐射，负荷会增加。设计窗-墙关系时，会引入自然光能量以平衡能源消耗。

3.2控制策略的选择

地铁站控制模式应采用分级控制、同步控制和手动控制相结合的方式。应在地铁站出入口以及火车站大厅和高架车站码头的公共场所实行集中控制。根据自然光的实际情况，系统可以实时调整相应区域中灯光的亮度。对于地下站、码头和码头公共场所的灯和灯，采用同步控制，根据工作条件打开和关闭灯和灯。无论采用哪种控制方式，在设计方案时都必须考虑到不同功能区的特点和车站的不同照明要求。智能照明必须能够充分保证独立空间或分散在不同功能区的公共空间的不同照明需求，并在整个网络中集成所有照明设备。也就是说，集中控制可以在分散控制的条件下进行。根据地铁站的特点，分站分区和控制应按照要求进行。同时，根据照明的变化，必须根据设计方案实时调整和控制照明，以符合照明标准。采用光、时间、人体控制多模式控制策略，实现全面控制，不仅节能环保，而且为乘客提供智能、绿色、舒适的照明。

3.3照度均匀度的控制

照明均匀性是影响照明质量和照明能耗的重要指标之一。在一些城市地铁站的公共空间，如火车站大厅、码头、过道等，则可以降低照明一致性要求。例如，当乘客在地铁站停留很短时间时，他们通常匆忙或停止等车，有时最多看书和报纸。因此，不平等的照明不会影响乘客的视力，同时不平等的照明有利于照明的节能。由于建筑地坪靠近车道边缘，因此出于安全考虑，应使用更高的照明，并使其远离车道边缘。

3.4地铁车站智能照明控制方式

灯光调整控制:通过调整照明区域中的照明传感器，可以将测量的灯光值与调整后的值进行比较，并调整相应区域中灯光的亮度。通过使用渐变控制来控制照明良好的房间的灯光，我们可以真正使用“填充”当光线不足时，自动亮显光源以确保平衡照明。高架车站码头地面公共区域的照明和车站出入口的普通照明可以分级控制。有两种常见的渐变模式:大理渐变和1-10V渐变。对比这两种渐变方法，可以看出大理渐变具有渐变质量高、可调范围广、性能稳定等特点。考虑到建设规模和地铁工程的重要性，建议采用大理级配方案对地铁站进行级配控制。

同步控制:时钟控制器根据设置的时间点打开或关闭每个区域中的某些灯。普通照明、定向照明、地面标志照明、广告照明等一般地铁站公共区域引入开关控制。通常，4端口、8端口和12端口交换机模块的规格不同。通过设置每天、每周、每月和每年的同步周期，可以按计划自动打开和关闭灯光。当列车在夜间停车时，系统可以保护照明传感器，关灯，暂时留下少量的照明灯用作服务照明。在特殊情况下，管理员还可以通过触摸屏手动调整不同通道的灯光。

手动控制，手动控制可在特殊时期和特殊场合立即在相应区域启动和停止火灾，以实现任意控制。可以通过多种方式执行手动控制，如本地控制面板、主控制器远程控制等。本机控制面板可在站区调节，便于管理人员操作，本机控制面板可采用触摸屏或切换系统，通过逻辑编程实现对本机灯的控制。总的来说，主控制器放在站的完全控制室内，它可以控制整个站的灯。

结束语

照明系统是地铁站的重要系统之一。在地铁里，设备总量很大，用电量也很大对于在安全功能满意的前提下实现照明系统的最大节能研究具有重要意义。本文从不同角度分析了照明系统的工作原理、技术措施和管理方法。其中一些措施已在实践中得到实施和推广，并取得了显着成果。其他措施在现有线路上有大量重建工作，但可以为下一个节能设计、节能解决方案和地铁站照明节能管理提供参考。

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