談地鐵車站智能照明控制系統的設計

隨著生活水平的提高，人們的生活質量越來越高，同時對環境的要求也越來越高。目前，軌道交通中車站照明系統直接關系到廣大乘客的乘車舒適性，以及如何減少運營成本，從而達到“節能減排”的最終目的。

１　地鐵車站中照明分類及控制

根據區域的不同，地鐵車站的正常照明分為設備區照明和公共區照明（含出入口照明）。設備區照明一般采用蹺板開關設置于房間門口控制。

對于面積較大的房間，燈具較多時，采用雙聯、三聯、四聯開關或多個開關進行控制。由于地鐵的設備房間只允許有權限的工作人員進入，因此基本能夠做到人來開燈，人走滅燈的節電運行。

對于公共區來說，既要保證一定照度和均勻度等照明效果，又要控制長明燈的數量，就不得不通過增加照明配電箱的回路，并進行交叉布線等方式來搭建復雜的配電線路，通過控制照明回路來實現節電的功能。

２　地鐵車站公共區的照明要求

給廣大乘客提供舒適的照明環境，使照明具有人性化；

通過合理的管理，在需要的時間、區域打開燈具，優化能源利用率；

設置便于操作和管理、靈活多變、維護成本低廉的照明控制系統。

３　傳統地鐵車站的照明控制設計

站臺公共區照明主要包括正常照明和疏散照明，其中正常照明由基本照明和疊加照明兩部分構成，各占整個正常照明容量的約50%；正常狀態下，疏散照明作為基本照明的一部分進行設置。

在傳統的照明控制系統中，車站公共區的照明通過兩種類型的照明配電箱（基本照明配電箱和疊加照明配電箱）進行配電，并通過設備管理系統（簡稱ＢＡＳ 系統）進行控制：在運營高峰時，全部打開；在運營高峰過后可關閉疊加照明，由基本照明和疏散照明作為公共區照明；在運行結束后可根據需要關閉全部基本照 明，由疏散照明作為公共區值班和保安照明。

車站公共區正常照明由照明配電室就地控制、通過設在車站綜合控制室的ＢＡＳ系統集中控制、控制中心遠程監控。根據時段（客流的多少）分部控制燈具，進行全亮、部分亮以及全不亮的控制，從而做到相對的節能控制。

４ 智能照明控制系統

４．１ 系統簡述

智能照明控制系統是一種由現場數據總線構成的分布式控制網絡照明管理系統。所有部件都內置處理器，網上每個部件都有一個地址，通過總線將所有部件解裂組成一個控制網絡。

智能照明控制系統由控制部件、執行部件、監控部件和網絡部件等組成。控制部件包括控制面板、觸摸顯示屏、探測器、控制器、智能時鐘、用戶編輯器等； 執行部件含調光模塊、開關模塊等；監控部件含通信電纜、網關等。智能照明控制系統可以根據系統需要，通過各控制器和面板進行編程實現對各燈或回路的亮度控 制，從而達到不同的燈光場景和系統控制的效果。智能照明控制系統圖如下圖所示。

４．２ 系統特點

智能照明控制系統具有以下幾個特點：

（１）智能照明控制系統控制方式多樣化。現場面板手動控制、光感控制、移動感應控制、紅外線遙控、定時控制、場景控制、中央控制。

（２）智能照明控制系統控制模塊的尺寸為標準模數化設計，體積小，不需要另外增加控制箱。

（３）全分散模塊化結構，元件可分散放置，每個元件均內置微處理器，每個元件可獨立工作，不需要主機控制，元件之間為對等關系，任何一個元件損壞不會影響其它元件的運行。

（４）在地下車站的出入口和地上站中可安裝光線感應器，可根據自然光的照度，自動控制燈光的開關，在自然光線充足時，可自動將燈光關閉，以達到節能的目的。

（５）可與消防聯動，在消防報警時將廣告照明和正常照明切斷，并可設置消防報警控制的優先級別為最高，在消防報警時，現場面板或定時控制將不起作用，提高了安全性。

（６）具有系統設備監視功能，能夠監視系統內分布于不同地點不同配電箱的設備通訊狀態，一旦發現有設備不能正常通訊，立即在中控電腦上顯示，便于運營部門的維護。

４．３ 典型車站智能照明控制系統的設計

智能照明控制系統主要用于車站公共區（站廳層公共區、站臺層公共區）及出入口走道的正常照明。智能照明控制系統的主機設置于車站控制室，通過通訊線與照明配電箱內的控制模塊以及設置在現場的控制面板相連，進行控制信號的傳遞。

站廳層公共區：站廳層公共區正常照明共設置４個照明配電箱（以車站中心里程為界，左右各設兩個照明配電箱）。每個照明配電箱內各設置８個回路，并設 置一個智能照明系統的控制模塊。在站廳的值班室內設置智能控制面板，根據客流的多少可預置多種燈光場景，以適應不同場合的燈光需求，供工作人員任意選擇， 既方便管理又節約能源。預置控制模式主要有全開模式、省電模式、深夜模式和清掃模式。當車站在每天的高峰期運營時，客流量相當大，站廳層公共區照明進入全 開模式；當車站在非高峰期運營時，站廳層公共區照明進入省電模式，可以打開整個公共區２０％~５０％的燈具，這樣可以大大節省電能；車站每天停運前需要對 公共區進行清掃，此時公共區的照明進入清掃模式，只需打開２０％~３０％的燈具；深夜期間，車站進入停運狀態，可以關閉公共區所有的正常照明，僅留應急照 明。

站臺層公共區：設置４個照明配電箱（以車站中心里程為界，左右各設兩個照明配電箱）。每個照明配電箱內各設置６個回路，并設置一個智能照明系統的控制模塊。在站廳的值班室內設置智能控制面板，具體的控制模式與站廳層公共區的照明控制模式一樣。

出入口：以車站中心里程為界，左右各設置一個照明配電箱給出入口的燈具進行配電，每個照明配電箱內設置一個智能照明系統的控制模塊，并根據出入口的 長度不同每個出入口可以設４~６條照明回路，通過時鐘控制模塊進行定時控制，每天１０：００—２３：００定時打開所有照明回路；每天２３：００—次日 ７：００的時段里，可設置定時關閉所有普通照明回路，打開應急照明回路，從而達到節能的效果。也可通過智能面板就地控制，在站廳的值班室安裝一個智能控制 面板，可參考站廳層公共區的照明控制模式確定開燈的回路數量。

５ 智能照明控制系統與傳統控制系統的比較

５．１ 控制形式的比較

傳統的照明控制方案是基于ＢＡＳ系統進行的，只能對照明設施進行簡單的群組控制、時間控制，智能照明控制系統能夠對車站的照明進行智能化的管理，達 到根據用戶的需求對每一路照明回路進行控制群組控制、時間控制，還增加了對照明設施進行場景控制、調光控制及傳感器控制等功能。

如果利用ＢＡＳ系統對每一路照明回路進行控制，需要增加照明箱的體積，同時ＢＡＳ系統的Ｉ/Ｏ模塊也需相應的增加；智能照明控制系統采用模塊化，不需要增加照明箱體積的基礎上就可以達到上述的群組控制、時間控制。　

５．２ 與車站ＢＡＳ接口的比較

傳統照明控制系統通過接觸器與二次控制元件實現ＢＡＳ系統的自動控制，根據二次控制元器件放置的位置不同，可采用集中式和分散式，分散式即控制元器 件放置在每一個配電箱內；集中式即在某一房間（值班室或配電室）集中設置一個控制箱，每個照明的二次控制元件集中放置在該控制箱，通過控制電纜將控制信號連接到現場配電箱的接觸器。傳統照明控制系統與ＢＡＳ系統的接口界面在照明控制箱的二次端子，接口形式是無源干接點。

智能照明控制系統為內部獨立的系統，內部接線通過總線形式，與ＢＡＳ系統接口界面在智能照明控制系統的主機，接口形式為通訊接口。這樣ＢＡＳ系統可以節省很多的連接線。

５．３ 投資比較

傳統照明控制系統可通過ＢＡＳ系統對照明進行簡單的節能的控制。當采用智能照明系統后，可以將照明回路劃分的更加詳細，控制方式也更加多樣化，因此就更加節能。

對于一個典型地鐵車站采用智能照明系統比傳統照明控制系統需要增加投資約１５萬。按前文所述智能照明控制系統的設計方案，對車站７２路照明回路進行 控制。假設每路使用電流為３Ａ，可比傳統的控制可以節省２０％～３０％的電量，每天車站照明時間為１４個小時，則每天可以節省１６６ｋＷｈ電量。按每度電 ０．８元計費，每年可以節省電費４．８６萬元，運營三年多即可收回一次性投資。

此外，采用智能照明控制系統還可以保護延長燈具的運營壽命，減少車站的檢修維護費用，減少安裝布線的開支。

６　結束語

通過與傳統照明控制系統相比，智能照明控制系統因有靈活、人性化的特點越來越被人們所認識，在實際運用中也越來越廣泛。智能照明控制系統在城市地鐵 車站中也有所應用，雖然單個地鐵車站的面積不大，燈具數量也不是很多，但是作為整條地鐵線，乃至整個地鐵網絡，其規模及數量已遠遠超過大型建筑物，因此， 智能照明控制系統對“節能減排”的貢獻也將舉足輕重。為此，智能照明控制系統應在地鐵車站中予以推廣采用。