雙層城際動(dòng)車(chē)組客室照明設(shè)計(jì)及應(yīng)用

柴 華，焉 軍

（中國(guó)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司，吉林長(zhǎng)春 130000）

0 引言

以客運(yùn)為主的多元化軌道交通作為城市交通發(fā)展的主力軍，承擔(dān)著國(guó)際、國(guó)內(nèi)、跨省、城市間大量運(yùn)輸任務(wù)，其中城際鐵路的發(fā)展成為近幾年軌道交通發(fā)展較為突出的部分。城際鐵路是高新技術(shù)的應(yīng)用、頻繁高速的運(yùn)輸、網(wǎng)絡(luò)信息化等諸多現(xiàn)代化技術(shù)的結(jié)合。在市場(chǎng)大環(huán)境的影響下，提高乘坐軌道交通的舒適性，成為目前行業(yè)內(nèi)首要解決的問(wèn)題。客室照明系統(tǒng)與乘客接觸最為密切，是乘客關(guān)注的焦點(diǎn)之一。以照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及性能為研究對(duì)象，分析優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)舒適性、功能、環(huán)保等方面的影響。

1 照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

客室照明系統(tǒng)由照明LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）燈帶、電線圈、乘客出口燈、LED電源、司機(jī)室筒燈、工作筒燈、時(shí)間表燈、司機(jī)室燈帶、疏散臺(tái)燈、控制器、門(mén)口警示燈、連接器插座、連接器插頭、端頭板、通過(guò)臺(tái)等燈具及配件組成，每種照明燈具能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)照明功能，結(jié)合列車(chē)內(nèi)飾布置，形成整車(chē)照明效果。

圖1 燈帶、通過(guò)燈臺(tái)、控制器接線

表1 正常照明模式燈帶功率

表2 應(yīng)急照明模式燈帶功率

主照明LED燈帶分布于客室內(nèi)頂部?jī)蛇叄v向排列，其他局部照明分別布置在司機(jī)室，通過(guò)臺(tái)，門(mén)區(qū)等區(qū)域，每條主照明LED燈帶內(nèi)布置一個(gè)LED照明模塊。因各車(chē)型客室長(zhǎng)度不同，設(shè)計(jì)初期考慮經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，將主照明燈帶模塊化，分成3種規(guī)格即可滿足整車(chē)主照明LED燈帶的需求。

燈罩采用滿足EN45545防火標(biāo)準(zhǔn)的材料，同時(shí)保證透光率高、減輕產(chǎn)品重量的要求；燈框，燈罩框等金屬件采用鋁合金特殊材料，具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，加工性能好等特點(diǎn)；采取輕量化設(shè)計(jì)，整列車(chē)的照明系統(tǒng)重量臆2 t，保證整車(chē)運(yùn)行性能的提高。

2 照明系統(tǒng)性能分析

在優(yōu)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在產(chǎn)品壽命、功率、照度等3個(gè)主要性能指標(biāo)方面進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

2.1 壽命

燈帶安裝后，通過(guò)密封膠條與車(chē)體頂板形成密封環(huán)境，達(dá)到防護(hù)等級(jí)IP55，保證產(chǎn)品壽命的延長(zhǎng)。同時(shí)在車(chē)輛供電系統(tǒng)與LED照明燈帶之間進(jìn)線、相鄰燈帶之間、每個(gè)燈帶內(nèi)部LED模塊，均采用國(guó)際先進(jìn)品牌德馳連接器，保證產(chǎn)品壽命。

2.2 照度

（1）LED模塊采用2排光源排布，避免燈帶照明時(shí)出現(xiàn)暗區(qū)，防止局部過(guò)亮形成眩光，且外觀均勻，美觀。燈帶采用超高亮度LED燈珠，光效高，性能穩(wěn)定。

（2）單個(gè)燈帶參數(shù)：IP等級(jí)55，電壓DC 110（77～137）V，功率 21 W，重量 6.6 kg，總光通量躍2900 lm，色溫（5665依355）K。

（3）每個(gè)燈帶由3個(gè)390 mm LED模塊組成，單個(gè)LED模塊要求：模塊光源數(shù)量32 pcs,單個(gè)模塊功率7 W。

（4）單個(gè)LED模塊由PCB（Printed Circuit Board，印刷線路板），LED光源、連接器及驅(qū)動(dòng)電路組成，LED光源貼在帶白色阻焊劑FR4的線路板上。

（5）390 mm模塊設(shè)2路LED并聯(lián)電路，每路由16顆LED串聯(lián)，共32顆光源；440 mm模塊設(shè)2路LED并聯(lián)電路，每路由18顆LED串聯(lián)，共36顆光源。

（6）驅(qū)動(dòng)電路（圖1）。驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)采用極高效率開(kāi)關(guān)模式電路，所有元器件采用 SMT（SurfaceMount Technology，表面貼裝技術(shù)）技術(shù)，不帶任何壽命短的元器件，如電解電容器，完全滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

驅(qū)動(dòng)電路采用輸入/輸出非隔離結(jié)構(gòu)，將所有SMT（Surface Mount Technology,表面貼裝技術(shù)）元器件裝于PCB上，該電路的優(yōu)點(diǎn)是效率高，元件少，可靠性高。

390 mm單個(gè)LED照明模塊由2串LED燈珠并聯(lián)組成，由一個(gè)驅(qū)動(dòng)供電。每串 16顆LED在70 mA恒流模式下工作；440 mm單個(gè)LED照明模塊由2串LED燈珠并聯(lián)組成，由一個(gè)驅(qū)動(dòng)供電。每串 18顆LED在70 mA恒流模式下工作。

每個(gè)LED模塊有1個(gè)PWM（Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制）控制輸入，LED模塊隨輸入PWM變化進(jìn)行亮度調(diào)整。

LED照明模塊直接由車(chē)輛直流電源DC110 V供電，所有電源線和控制線貫穿每個(gè)模塊。

2.3 功率

采用特殊的燈珠結(jié)構(gòu)及有效的布局形式，在提高照度的同時(shí)，大幅度降低了照明系統(tǒng)的功率。正常照明模式燈帶功率見(jiàn)表1，每列車(chē)總功率5976 W。應(yīng)急照明模式燈帶功率見(jiàn)表2，每列車(chē)總功率2596 W。新研發(fā)產(chǎn)品整列車(chē)功率將較之前降低50%。

3 結(jié)語(yǔ)

城際軌道車(chē)輛在生活節(jié)奏日益加快的今天，滿足了乘客當(dāng)日往返于多個(gè)城市的需求。照明系統(tǒng)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)及性能設(shè)計(jì)，滿足了客戶對(duì)舒適性的需求，減少眩光及頻閃等現(xiàn)象的發(fā)生，保護(hù)乘客的視力。方便快捷的安裝方式，降低軌道交通的運(yùn)行維護(hù)成本。