廣州地鐵智能照明控制系統方案

摘 要：基于廣州地鐵照明現狀，提出了采用智能照明控制系統的必要性。主要介紹了系統的方案、精細化分區控制、控制模式最終達到節約照明能耗的目的。

關鍵詞：智能照明系統；精細化控制；照明分區；節能

1 智能照明控制系統簡介

1.1 概述

目前我國大部分城市的地鐵線，車站、區間、車輛段等區域的燈光控制采用傳統的照明控制方式，即通過BAS系統控制照明回路接觸器，從而進行簡單的回路控制。該控制方式成本較低，但由于控制較為簡單，容易造成能耗的浪費，尤其在高架及地面的車站，傳統的控制方式因沒有設置調光功能，無法針對亮度充足的區域進行局部的調光，容易造成能源浪費。同時，由于沒有系統的監控，工作人員無法對車站、區間等地方的燈具進行實時監控，燈具若有損壞無法及時發現，存在事故風險。

隨著地鐵對節能要求和運營服務水平要求的提高，國內越來越多的城市逐步采用智能照明控制系統，以解決傳統照明控制方法所存在的問題。

1.2 系統構成

智能照明控制系統一般由系統單元、輸入單元和輸出單元三部分組成。每一個設備設置唯一的地址，并用軟件設定其功能。系統單元通過輸出單元輸出控制信號調整各回路燈具的工作模式，如圖1所示。

（1）系統單元：中控系統通過系統總線，將各個硬件設備，包括系統網關、調光模塊、開關模塊、時間模塊及各種傳感器連接起來進行信息交換、實現數據傳輸和保存。（2）輸入單元：主要分為兩類輸入單元，第一種是根據可編程的多功能網關，根據編程命令將控制信號傳輸到設備第二種是各類傳感器，將外部獲取的信息發送至系統，系統分析后再發送相應的控制命令到燈具。（3）輸出單元：包括各種型式的開關控制模塊及調光控制模塊等，如上所述，輸出的控制信號可以為模擬信號或者數字信號。

2 廣州智能照明系統方案

廣州智能照明控制系統將在十三五規劃新線中統一采用DALI數字化調光方式，并將推行根據照明的分區，對不同的照明分區進行精細化的控制及區域單燈控制，降低照明能耗，提高乘客舒適度。

2.1 照明分區

（1）站廳層照明分區：流動區（乘客流動區域）、功能區（人工售票亭與自動售票機）、廣告區（廣告燈箱區域照明）、高低轉換區（樓梯及手扶電梯）。（2）站臺層照明分區：流動區（乘客流動區域）、乘客休息區（座椅）、屏蔽門光帶區、高低轉換區（樓梯及手扶電梯）。（3）出入口照明分區：流動區（乘客流動區域）、室外區、高低轉換區（樓梯及手扶電梯）。

2.2 系統方案

廣州智能照明控制系統方案的系統結構，主要有位于車控室的中控機和對應的控制網關，位于車站照明配電室的開關模塊、DALI模塊、照度傳感器及紅外傳感器。系統功能主要體現在照明分區進行精細化的控制特點上。主要功能主要有：（1）流動區：根據現場實際情況，在滿足標準條件下，降低亮度節約能耗。（2）功能區：采用紅外傳感器感應人體活動，當有人走進紅外傳感器的區域使用自動售票機或者需要人工售票亭服務時，該區域照明自動亮起；當乘客離開后，所在區域照明自動調暗節約能耗。（3）廣告區：在靠近廣告燈箱的區域，可利用廣告燈的亮度，調暗附近區域照明的亮度，使該區域的照度與其他區域保持一致，同時達到節能效果。（4）高低轉換區：在樓梯和手扶梯的區域，需要相應地調亮該區域的照度，以保證乘客安全。（5）乘客休息區：特定座位區域的燈光，在無人使用時，可將該區域的部分燈光調暗，利用紅外傳感器，當有人坐下時，該區域的燈光自動調亮供乘客使用。（6）屏蔽門光帶區：當列車進站時，屏蔽門光帶跟隨列車進站而調亮照度提醒乘客進站，當列車出站時，光帶自動調暗節約能耗。（7）室外區：室外區域可利用照度傳感器探測外部自然光是否充足，當外部自然光充足時，室外區（飛頂區域）的燈光自動關閉；當自然光不足時，該區域燈光自動開啟提供服務。

2.3 控制模式

方案所采取的控制模式主要利用時間模塊及上述的分區情況，在不同時間點自動切換區域的亮度對車站照明進行精細化控制。在工作日上下班高峰期采用全亮模式，平峰時采用一般模式，夜晚較少人搭乘時采用低峰模式；在節假日工作人員可根據實際運營情況自行切換合適模式。同時，系統預留空白模式提供給工作人員自行定義不同亮度的模式以滿足運營需求。主要的運營模式如表1所示。

2.4 預計節約能耗

以廣州地鐵7號線官堂站為例，公共區照明共有776套燈（不包含應急燈），其中192套為屏蔽門光帶，每套燈功率為10W，剩余的584套燈正常照明，每套燈功率為22W。

根據以上調光模式，預計每日可節約電費約100千瓦時，按照0.824元每千瓦時計算，一年可節約約30000元照明電費。

3 結束語

通過以上方案可看出，合理利用智能照明系統的優勢，能有效降低地鐵車站照明的能耗、延長燈具壽命、提高運營人員的工作效率。在市郊高架站區域，系統可根據日光透入車站的照度自動調節車站內燈光，能更加有效的的降低照明的能耗，相比起傳統的照明控制方式，智能照明控制可直接控制負載、具備電流檢測功能、開關燈的計次功能等，它的出現和發展，不僅能讓地鐵對照明控制和維護管理變得更加簡單和高效，同時還能提高地鐵服務水平。

參考文獻

[1]鐘素銀.廣州地鐵車站照明系統節能研究[J].都市快軌交通，2008（4）.

[2]周芳，劉美銀.智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用[J].低壓電氣，2007（16）.

作者簡介：鄭力中（1989，8-），男，漢族，潮陽，碩士研究生，助理工程師，廣州地鐵設計研究院有限公司，研究方向：低壓配電。