城市轨道交通智能照明系统设计及应用

城市轨道交通智能照明系统设计及应用

张 雷

北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100071

摘要：通过预先设置若干运营模式，轨道交通智能照明系统完成了系统的自动控制，并有效地了减少站务人员工作量，从而实现了节约能源的目的。通过利用时钟控制器、照度传感器等智能元件进行逻辑运算和判断，缩短了灯具的亮度时间和使用频次，增加了灯具的使用寿命，降低了设备成本；各模块反馈信息、回路及灯具的运行状态进行实时处理，方便快捷的进行照度管理，并且使设备维护起来更加的简单。

关键词：城市轨道交通；智能照明；

1、车站照明概况

目前，我国城市机动车数量不断增加，复杂的地面环境给地上交通带来了巨大压力，耗时较长。而这使得运量大、准时的地下轨道交通进入了蓬勃发展时期，建设地铁的城市多、运营里程长、发展速度快，地铁照明市场庞大。由于地下轨道交通终日处于无自然光的运营环境中，加之具有巨大的人流量及狭窄的活动空间，因此，车站照明设计要在满足安全的前提下，为乘客与工作人员提供舒适的候车和工作环境。国内对地下轨道交通空间照明的研究起步于20世纪80年代，研究内容主要包括车站的照明配电设计、照明节能、地下空间光环境对乘客及运营人员的影响等方向。随着国内轨道交通的飞速发展，城市地铁目前出现了换乘站多、空间大、客流量大、换乘复杂等特点，而这就对车站照明提出了较高要求。而利用BIM技术可进行照明的多样化设计，在满足基本照明功能的前提下，通过对灯具样式、照度及达到的光影效果等内容进行深化，以满足更高的照明使用需求。

2、智能照明系统构成及其功能

2.1、输入模块

输入信息为信息接受设备，用于将外部控制信号变换成网络上传输的信号。不同类型的多功能控制面板进行LCD界面显示和控制，以图形、文字、图片作为操作的软按键，可以实现多点控制、存储多种模式、时序控制等。亮度传感器，对周围环境物理因素亮度的检测，可以调节本身光源的亮度，使周围环境处于一个适当的照度，从而实现充分利用自然光，节省能源的目的。

2.2、.输出模块

a.开关模块可以智能的对回路灯具实现打开闭合。根据自己需要可以先行设置一定的场面模式，或者不加控制下的时钟对任一回路灯具进行控制，从而实现想要的照明亮度值，满足特别的场面需求；为避免浪涌电流对灯具的冲击，以延长灯具的使用寿命，将开启开关模块的分回路功能。自反馈型的开关模块能够对回路电流值的进行实时检测，并记录和储存灯具运行时间。b.通过对智能化触摸屏和场景控制面板操作，可以控制区域灯具的场景。可以满足不同层次需求根据触摸屏进行更多的场景定义并进行亮度的调节。c.车站运营人员可以对差异时间段的场景预先设置相应的模式，对光照亮度调控用来改进所处环境的舒适性，提高服务人员服务水平。同时还可以解决和调试软件对一个灯具、一个回路和统一控制等多种操作模式。智能照明系统可以实现很多智能化功能，可以利用很多方法达到灵活的控制。通过上位机软件，可以在主机上对场景模式、数据统计等进行调取和设置，尤其是双击图像化操作界面，可以对一个灯具的参数、一个回路的参数等功能进行设置，这有利于灯具光线的调整和灯具使用寿命周期的维护。

2.3、照明系统设计

进行照明配电系统设计时，应根据项目实际要求对照明配电所采用的配电制式等信息进行定义；同时，根据房间照度要求，确定灯具数量及开关、灯具布置形式，并对照明设备与相应照明配电箱、开关建立链接关系。当为所有照明设备创建配电系统后。低压配电设计人员利用Revit软件可自行创建照明配电盘明细表，对配电回路所选用开关类型、电缆等信息进行编辑。与传统设计方式相比，采用BIM技术进行配电系统图的绘制，设计效率得到提高。

图1 车站智能照明系统图

3、宁波市轨道交通2号线二期工程智能照明系统

宁波市轨道交通2号线二期工程在总结宁波市轨道交通1号线、2号线一期车站智能照明系统相关设计经验及目前城市轨道交通行业智能照明领域新技术的基础上，采用了DALI调光控制和回路开关控制相结合的车站智能照明系统。

3.1、车站智能照明系统设置范围

纳入车站智能照明系统的照明类型包括站厅层公共区、站台层公共区、出入口通道、出入口地面厅、区间范围内的正常照明、广告、导向、司标照明。

3.2、智能照明系统控制方案

3.2.1、DALI调光控制车站照明范围

站厅层公共区、站台层公共区及出入口通道范围内的正常照明，涉及的控制场景类型多且复杂，这些类型照明负荷占照明总负荷比例较大，故采用DALI调光控制。DALI回路采用平面图＋区域功能列表的方式，按区域分类，如车站各出入口、站厅付费区、站厅免费区、公共区造型灯等，划分DALI编组回路，每个区域根据施工图可包含多个DALI编组回路。当系统读取到DALI编组回路任意一个镇流器故障时，该编组回路报警。DALI总控以区域、功能划分，设定车站调光总控、站厅免费区调光总控、站厅付费区调光总控、A/B/C/D出入口调光总控、站台屏蔽门调光总控、站台普通照明调光总控等，也可以单独直接调整某个区域的设定值。

3.2.2、照明配电的模拟性

针对地铁车站照明配电设计，通过BIM三维技术，可展现一个立体全面的虚拟光环境。设计人员可依此及时发现设计问题并对方案进行，以提高照明设计质量。同时，设计完成后所创建的三维模型可向施工单位提供准确的低压配电施工资料，让施工人员充分了解电气路由、配电系统等关键信息，从而开展科学合理的施工。

3.2.3、楼扶梯顶部灯具驱动模块外置

按照运营维修经验，楼扶梯顶部的灯具，因楼扶梯限制，无法架设爬梯，检修灯具十分困难。鉴于LED灯具驱动部分发生故障的可能性较大，为了方便更换故障灯具，兼顾检修便利性，本线路采用驱动模块外置，出入口及厅台楼扶梯均采用就地设置驱动模块模块箱的设计方案。当驱动模块发生故障时，直接更换模块箱内的驱动模块即可，十分便利。出入口底部灯具以及厅台楼扶梯部分灯具采用调光控制，出入口罩棚部分灯具采用开关控制。

3.2.4、新型LED节能灯具的使用

由于地铁车站大多位于地下，为达到良好照亮要求，提高服务，便于广大群众的出行，需使用大量灯具照明，传统的设计方案中，地铁内大多采用节能型荧光灯。随着科学技术的进步，传统的节能荧光灯将退出历史舞台，取而代之的是第四代照明灯具即新型LED照明灯具。LED照明灯简单来讲是是一种半导体固体发光器件，通过发光二极管照明。LED照明具有高节能、利环保等多重优势。LED灯在照明领域的节能优势非常明显，具备调光功能。为了实现灯具智能的开关，需要运用智能化模块对整个照明回路进行控制。还可以通过智能调光模块对地铁站台屏蔽门灯带进行控制，当列车驶入车站时，系统各个控制系统进行联动控制，提高屏蔽门灯带亮度，当列车驶出车站后，降低屏蔽门灯带亮度。

结束语

通过预先设置若干运营模式，轨道交通智能照明系统完成了系统的自动控制，并有效地了减少站务人员工作量，从而实现了节约能源的目的。通过将DALI调光控制和回路开关控制相结合，不仅能够做到控制场景的多样化，而且操作简单、能有效节约能源。在如今城市轨道交通蓬勃发展的时期，值得推广。

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