智能照明控制系統(tǒng)在地鐵照明中的應(yīng)用

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加速發(fā)展，城市軌道交通越來(lái)越獲得社會(huì)的青睞。車站照明關(guān)系到軌道交通的服務(wù)質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)成本、運(yùn)營(yíng)成本等多個(gè)方面，在既要保證運(yùn)營(yíng)成本又要滿足國(guó)家“節(jié)能”要求的背景下，智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

       軌道交通是以“成本運(yùn)營(yíng)為目的，良好服務(wù)為宗旨”開(kāi)展工作，保證乘客、準(zhǔn)點(diǎn)地到達(dá)是軌道交通運(yùn)營(yíng)單位的責(zé)任所在，地鐵（輕軌）車站照明控制系統(tǒng)對(duì)乘車顯得尤為重要。

        地鐵車站是位于地下的建筑物，與傳統(tǒng)位于地面之上的建筑物不同（傳統(tǒng)建筑物在考慮照明時(shí)要考慮自然采光的情況），地鐵車站內(nèi)部沒(méi)有自然采光，燈具需要長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟。其次，站內(nèi)人流量密集，乘客對(duì)照度要求較高，人流量越大，需開(kāi)啟的燈具數(shù)量相對(duì)越多。同時(shí)乘客流量分布不均勻，不同運(yùn)營(yíng)時(shí)段、不同區(qū)域照度需求不同。因此，在對(duì)地鐵站進(jìn)行照明控制時(shí)，需要根據(jù)地鐵站的這些特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

      根據(jù)區(qū)域的不同，地鐵車站正常照明分為2大區(qū)域，設(shè)備區(qū)照明和公共區(qū)照明（含出入口照明）。設(shè)備區(qū)照明需要滿足地鐵站工作人員工作需求；公共區(qū)照明是要給乘客提供的照明環(huán)境，使照明更加人性化。通過(guò)合理的管理，在不同時(shí)段利用合理照度來(lái)滿足地鐵站的運(yùn)營(yíng)，使其照明用電達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的目的。

      地鐵車站設(shè)備區(qū)一般采用傳統(tǒng)照明控制方式進(jìn)行控制，即通過(guò)安裝于房間門口的面板進(jìn)行控制，房間較大的，可通過(guò)增加控制回路來(lái)達(dá)到節(jié)能的效果；地鐵站設(shè)備房間只允許有權(quán)限的工作人員進(jìn)入，基本可以做到人來(lái)開(kāi)燈，人走滅燈的省電運(yùn)行。

       對(duì)于公共區(qū)來(lái)說(shuō)，既要保證一定照度和均勻照度的照明效果，又要控制長(zhǎng)明燈數(shù)量，因此，合理的控制公共區(qū)照明是地鐵照明設(shè)計(jì)中的重中之重。

       地鐵公共區(qū)照明屬于2級(jí)負(fù)荷，為了防止電力故障或者突然停電對(duì)運(yùn)營(yíng)造成的影響，在照明設(shè)計(jì)時(shí)，將地鐵車站劃分為站廳和站臺(tái)2個(gè)部分，各個(gè)部分實(shí)行交叉配電的方式，分別來(lái)自于變電所的I、II段母線。

       而為了滿足照度及照明均勻度，并控制長(zhǎng)明燈的數(shù)量，達(dá)到節(jié)能的目的，可通過(guò)增加變電所低壓柜至照明配電箱和配電箱至燈具的配電回路來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下我們將對(duì)照傳統(tǒng)照明和智能照明控制系統(tǒng)加以對(duì)比：

       在傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)中，車站公共區(qū)照明通過(guò)正常照明配電箱和應(yīng)急照明配電箱2種配電箱進(jìn)行配電，并通過(guò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）進(jìn)行控制。在運(yùn)行高峰時(shí)段時(shí)，燈具全部打開(kāi)；在高峰時(shí)段后，一般為隔盞亮的方式進(jìn)行照明，保證照明的均勻度；在運(yùn)行結(jié)束后，其他燈具全部關(guān)閉，只開(kāi)應(yīng)急照明作為公共區(qū)值班之用。

       智能照明控制系統(tǒng)由控制管理設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；控制管理設(shè)備應(yīng)包括中間控制管理設(shè)備，還可以包括被中間控制管理設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)控制管理設(shè)備。控制部件包括開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器、IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、傳感器和智能面板等。控制部件包括開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器、IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、傳感器和智能面板等。智能照明控制系統(tǒng)可以根據(jù)需要，通過(guò)各控制器和面板進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)對(duì)各回路的亮度控制，從而組成多種不同的照明應(yīng)用場(chǎng)景，達(dá)到綜合性的系統(tǒng)控制效果。智能照明控制系統(tǒng)圖如下：

       傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)方案是基于BAS系統(tǒng)，對(duì)照明設(shè)施進(jìn)行簡(jiǎn)單的群組控制、時(shí)間控制；而智能照明控制系統(tǒng)是對(duì)車站的照明進(jìn)行智能化管理，達(dá)到用戶對(duì)每一個(gè)回路進(jìn)行準(zhǔn)確的群組控制、時(shí)間控制，同時(shí)還增加了對(duì)照明設(shè)施進(jìn)行場(chǎng)景控制、調(diào)光控制及傳感器自動(dòng)控制功能。于此同時(shí)，BAS系統(tǒng)是通過(guò)控制接觸器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)照明控制的，不能采集電流波形曲線，在帶負(fù)荷開(kāi)合接觸器時(shí)很容易出現(xiàn)打火和拉弧的現(xiàn)象，接觸器的使用壽命會(huì)加速縮短。智能照明控制系統(tǒng)在斷開(kāi)負(fù)荷時(shí)，可以根據(jù)采集的電流信號(hào)，使電流在正弦波電流過(guò)零時(shí)斷開(kāi)智能照明的開(kāi)關(guān)，不至于出現(xiàn)打火、拉弧等現(xiàn)象，大大的增強(qiáng)了開(kāi)關(guān)的使用壽命，減少了維護(hù)，達(dá)到了降低照明維護(hù)成本的目的。

       智能照明控制系統(tǒng)方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，總線上采用ALIBUS總線技術(shù)，設(shè)備上有位于車站照明配電室的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器和對(duì)應(yīng)的IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器，位于地鐵公共區(qū)的傳感器和智能面板。系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在照明分區(qū)進(jìn)行精細(xì)化、智能化的控制特點(diǎn)上。功能主要有：

       手動(dòng)控制：通過(guò)在受控區(qū)域安裝智能控制面板或觸摸屏，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具靈活地進(jìn)行分組控制（開(kāi)關(guān)與調(diào)光）。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)照明的場(chǎng)景切換，方便地管理與調(diào)整整個(gè)空間的照明效果。

       定時(shí)控制：按照預(yù)設(shè)的時(shí)間計(jì)劃來(lái)自動(dòng)調(diào)整燈具的開(kāi)關(guān)與亮度，包括通過(guò)經(jīng)緯度自動(dòng)計(jì)算日出日落時(shí)間的天文時(shí)鐘模式、節(jié)假日。分別控制的節(jié)假日模式和針對(duì)特殊情況的預(yù)約模式。

       自動(dòng)控制：通過(guò)人體運(yùn)動(dòng)傳感器和光照度傳感器來(lái)探測(cè)環(huán)境狀況，根據(jù)環(huán)境狀況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。                                           調(diào)光控制：根據(jù)需要調(diào)節(jié)燈具的亮度輸出，為用戶提供更好的節(jié)能效果和更舒服的照明光環(huán)境。

       集中管理：通過(guò)IP管理機(jī)等設(shè)備將智能照明控制系統(tǒng)接入企業(yè)內(nèi)部Intranet，在監(jiān)控中間對(duì)整個(gè)地鐵的照明進(jìn)行統(tǒng)一的集中管理。

       系統(tǒng)對(duì)接：與第三方系統(tǒng)或上層BA系統(tǒng)對(duì)接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和指令對(duì)接，能夠?qū)崿F(xiàn)諸如火災(zāi)報(bào)警強(qiáng)啟、照明能耗數(shù)據(jù)上傳、語(yǔ) 音控制指令接收等功能。

       以ALIBUS為總線技術(shù)的智能照明控制方案，功能齊全，靈活多變，能夠滿足復(fù)雜控?zé)纛I(lǐng)域的苛刻要求。

       開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)收集、處理和分發(fā)照明控制信息到ALIBUS總線上，用于翻譯和處理控制指令。在現(xiàn)場(chǎng)，它們以既定的可編程的規(guī)則來(lái)管理輸入信號(hào)和燈光輸出。通過(guò)使用ALIBUS通信協(xié)議，系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行增強(qiáng)和擴(kuò)展，以適應(yīng)不同的照明應(yīng)用需求或建筑面積。主控制器之間和照明服務(wù)器多數(shù)使用以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，跨系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)由以太網(wǎng)對(duì)接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

       智能面板是用來(lái)接通和斷開(kāi)照明線路電源的一種低壓電器。面板不僅是一種家居裝飾功能用品，更是照明用電的主要零部件，其產(chǎn)品質(zhì)量、性能材質(zhì)對(duì)于預(yù)防火災(zāi)、降低損耗都有至關(guān)重要的作用。在照明控制系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)回路的開(kāi)關(guān)控制組合實(shí)現(xiàn)某種控制策略。 

       輸入設(shè)備里，傳感器也是智能照明系統(tǒng)中*的器件。傳感器技術(shù)以信息的獲取與變換為核心，是拓展信息資源的源頭，具有將計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)控制技術(shù)銜接為一體的關(guān)鍵功能。

       網(wǎng)關(guān)是一種適用于照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，又稱“ALIBUS系列智能照明IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器”。網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)層以上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，適用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。在使用不同通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語(yǔ)言，甚至體系結(jié)構(gòu)*不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)起到翻譯器的作用。

       與傳統(tǒng)的地鐵照明相比，安科瑞以ALIBUS為總線技術(shù)的智能照明控制方案展現(xiàn)了節(jié)能、智能控制、高可靠性和系統(tǒng)兼容能力。