淺析地鐵車站智慧工作照明系統的應用

文/段義偉 大連地鐵建設有限公司 遼寧大連 116033

截止2017年年底，我國已在北京、上海、大連等31座城市開通運營144條交通線路，總里程高達4487公里。據清華大學建筑節能研究中心針對北方城市調查數據顯示，地鐵能耗主要集中在牽引供電和通風空調系統，分別占比45%和30%，動力照明占比12%、其他占比13%。因此，通過對照明系統進行全面的分析，在設計、運行環節切實可行的節能措施，對減少地鐵能耗損失，節約國家能源具有重要意義。

1、地鐵照明傳統控制方式

現階段地鐵工作照明普遍采用BAS系統簡單地對回路進行控制。車站的正常照明分為附屬房間照明和公共區照明，附屬房間照明一般采用蹺板開關設置于房間門口控制，因附屬房間只允許有權限的工作人員進入，因此能做到人來開燈，人走燈滅的節電運行；公共區照明為保證一定照度、均勻度，通過增加照明配電箱的數量、交叉布線等方式搭建復雜的配電線路，在照明配電箱總進線上串入接觸器，納入BAS的監控，以電氣觸點來實現區域控制功能。

這種控制方式已很難滿足環保節能、靈活、多種功能的控制要求。主要表現為：功能過于簡單、管理過于粗放、未能挖掘出照明控制的節能潛力、照明質量不高。

2、智慧照明系統

2.1 系統簡介及構成

智慧工作照明系統是以工作照明燈具為聯接管控對象，利用可靠的通信技術及各類先進的探測設備，實現對環境中工作照明燈具的照度調節、能效監測、故障告警、壽命預測、信息追溯等科學和系統的管理，降低能耗和維護成本，從而創建安全節能、高效舒適的環境。

這種控制方式已很難滿足環保節能、靈活、多種功能的控制要求。主要表現為：功能過于簡單、管理過于粗放、未能挖掘出照明控制的節能潛力、照明質量不高。隨著科技的發展，智慧工作照明系統越來越體現出較強的靈活、節能等優越性。

2.2 設備端主要產品特點

單燈控制器：可以實現對燈具的調光和開關，可以采集單個燈具的電壓、電流、功率等計量參數，并自動采集燈具故障信息，實現故障報警功能。

紅外轉發器：通過學習紅外遙控器上的鍵值，可以遠程控制大多數的紅外遙控的設備，實現紅外設備的智能化控制。

回路控制器：遠程控制三相回路的開關，并對三相電的計量數據采集，設置好電壓、電流和功率限值后，可以監測電壓、電流和功率數據的異常波動

亮運探測器：環境照度采集和人體移動的探測，將信號傳輸給相關聯動設備，例如：紅外轉發器、單燈控制器、回路控制器、智能插座。根據照度值閾值和聯動參數的設置，可以實現亮度開關燈和人來往開關燈。

萬能轉換模塊：兩路門閥開關檢測，可以檢測開關箱門；兩路開關控制，控制窗簾的開關；兩路AI信號采集，可以外接傳感器或其它輸出0-12V的模擬器件。

智能插座：遠程開關，帶有USB充電器功能。可以實現一些無法用通信來完成控制的設備進行遠程開關控制。

3、系統功能價值點

3.1 智能控制、精細管理

3.1.1 按需亮燈

可以設置根據照度的變化來調節燈具的亮度，在人來往很少的環境中，可以設置人來后亮燈，延時一定時間后再關燈；計劃定時開關單燈或整條回路燈具；定時調節亮度；定時控制空調等紅外設備；達到節約人工、節約能耗、維持恒照度、營造舒適的工作環境的目的。

3.1.2 環境監控

通過亮運探測器監測環境的照度，調節燈具亮度；通過溫濕探測器監測環境的溫度和濕度，調節風機開關、空調溫度或風扇開關來控制溫度和濕度保持適宜的工作環境。

3.1.3 故障自動申報

當采集的電壓、電流、功率等數據超過設置的越限閥值時會上報提示；當單燈控制器檢測到燈具發生故障時會上報告警；當維護人員排除故障后，系統會提示故障消失。達到故障及時反饋，方便維護，照明設備狀態一目了然。

3.1.4 數據統計分析

系統可進行燈具壽命統計和預測分析、用電數據統計分析、能耗數據統計分析，根據單燈控制器和回路控制器采集電量數據統計分析回路和燈具的能耗，優化設備能耗達到節能的效果

3.2 節能降耗、減少費用

3.2.1 節省燈具用電費用

照度感應。根據外界環境變化，自動調光，在滿足工作面正常照明的情況下，最大程度為節能。

微波感應。走廊、通道等人員無需長時間停留的區域，通過微波感應人體存在，自動亮燈，人員通過該區域后，燈具自動熄滅，避免改區域使用長明燈，節省電費。

隔盞控制。針對不飽和工作區域，系統可以將燈具調光至選擇的任意照度值，并同時可控制隔盞亮燈，在保證人員安全通過的前提下，最大限度降低能耗浪費。

定時任務。根據設定的定時開關燈計劃，系統自動運行燈具開關，免去手動作業，開關燈具時間更為準確，避免因人為原因忘記關燈而造成能源浪費。

3.2.2 減少維護費

一是在滿足現場用電設備聯動需求的同時，分組、分場景控制，減少點亮燈具數量、調整燈具照度，從而延長燈具壽命、減少維護人工成本；二是系統自動計算燈具壽命，提醒燈具使用情況按需采購配件，幫助減少庫存，降低采購成本；三是系統自動定位故障燈具，無需人工巡查。

4、智慧照明系統的應用和前景

目前國內外有許多優秀的廠商在進行智慧照明設備的開發和研制，包括：美國路創、ABB、愛默爾等。系統已被廣泛地應用在各類場所，主要包括：一類是大型公共建筑；第二類是博物館、美術館、圖書館等文化建筑和教學建筑；第三類是星級酒店和高檔寫字樓的宴會廳、多功能廳等場所。但迄今為止，智慧照明系統在地鐵車站中應用剛剛起步。雖然單個地鐵車站的面積不大，燈具數量也不是很多，但作為整條地鐵線、地鐵網。已具備了和大型公建相似的特點，對照明質量、照明管理、節能提出了更高的要求，因此在地鐵車站中采用智慧工作照明系統是值得探討和考慮的。