淺析智能照明系統在軌道交通中的設計應用和質量管理

崔凱泉

（中車南京浦鎮車輛有限公司，江蘇南京210031）

0 引言

在信息技術、自動化技術以及人工智能技術的推動下，智能照明系統在建筑、交通等各個行業得到了廣泛應用。近年來，國內許多城市逐步在軌道交通中推行智能照明系統，這一舉措在減輕管理壓力、減少電能消耗、降低用電成本等方面體現出顯著的綜合效益。在智能照明系統的應用中，既要結合車輛照明需要進行科學設計，又要關注系統運行過程中的質量管理，保證智能照明系統可以穩定運行。

1 軌道交通中智能照明系統的設計應用

1.1 DALI調光控制設計

在城軌列車上，駕駛室、乘務室、檢車工具間等場所的照明負荷較高，并且控制場景類型復雜，為了保證照明需要，通常會選擇DALI調光控制。DALI回路采用平面圖+區域功能列表的方式，按區域分類，如乘務室、廣播室、配電室、檢車工具間等，劃分DALI編組回路，每個區域根據施工圖可包含多個DALI編組回路。當系統讀取到DALI編組回路任意一個鎮流器出現故障時，該編組回路報警。DALI總控以區域、功能劃分，設定駕駛室調光總控、乘務室調光總控、檢車工具間調光總控、廣播室出入口調光總控等。

1.2 回路開關控制設計

在列車車廂內，廣告牌、導向標等部分的照明負荷相對較低，并且燈光控制較為簡單，通常選擇回路開關控制。在具體的控制方式上，采用“平面圖+單回路列表”的控制模式，具有調控靈活、操作簡便等特點，并且如果開關回路因為故障出現跳閘，其能夠第一時間發出警告，方便管理人員及時分析故障、采取措施。在回路開關控制系統中，設置有一個總控開關，然后按照區域、場景進行劃分，又設置了若干個分開關，例如廣告燈控制開關、導向標控制開關等。在電路平面圖上，將鼠標移動至某個燈具圖表上，可以顯示該燈具所在回路的運行狀態。正常通路時，燈具為綠色常亮，故障時為綠色頻閃，開路時為紅色常亮。

1.3 車輛模式控制設計

系統根據地鐵運營需要，預先設定了多種場景，如正常模式、節電模式、停運模式、清掃模式、全亮模式、BAS聯動模式、消防應急模式等，采用手動切換+自動定時控制方式控制車輛模式。從實際運營情況分析，一般地鐵一天的客流大致有9個時段，考慮到實際客流特點的不同，智能照明控制系統提供4組獨立的定時日程，每組定時提供12個定時時段，運營人員可按需設定每天的模式切換時間。

1.4 智能照明系統設計方案的優勢

相比于城軌列車以往的照明控制模式，智能照明系統設計方案的優勢主要體現在：（1）可以實現“一對多”控制，減少操作頻率并降低照明能耗。例如，只需要在車輛總控室安裝一個控制終端，就可以對多個（最多可達256個）回路進行照明控制。（2）減少布線數量，降低使用成本。傳統的照明控制系統中，需要使用大量的線纜，整個布線系統錯綜復雜，不僅成本高，而且極易發生電氣事故。而智能照明系統，只需要兩根無極性信號線就可以支撐整個照明系統，既可以降低前期安裝成本，又可以減輕后期維護壓力。（3）可以實現多功能自動控制。例如可以根據外界環境的光照強度，調節燈具的亮度，從而節約電能；還可以根據不同時間段，如早高峰、晚高峰、進站、停運等，自動控制照明系統，避免電能浪費。

2 軌道交通中智能照明系統的質量管理

2.1 新型LED節能燈具的選用

在智能照明系統中，各種綠色照明燈具被廣泛運用。其中，LED節能燈具有使用壽命長、照明效果好、節能效益顯著等優勢，成為軌道列車智能照明系統中常用的燈具。適用于列車的LED節能燈的限制要求比較多，適用場景和自身質量也存在很大差異，因此在智能照明系統的質量管理中，對于LED節能燈的選用至關重要。一方面，要根據列車行駛的照明需要，合理選擇LED燈。例如車輛的走廊、乘務室以及衛生間等場所對照明要求存在差異，要選擇適合各個區域、符合照明需要的LED燈具；另一方面，還要把好質量關。由于軌道交通智能照明系統中會使用到大量的燈具，必須要嚴格進行燈具質量篩查，確保每一臺LED節能燈都能夠正常、穩定運行。

2.2 加強智能照明系統安裝管理

在確保節能燈具不存在質量問題后，按照智能照明系統的設計方案和電路圖，完成系統硬件部分的安裝。雖然智能照明系統相比于傳統的照明系統，在線路結構上得到了極大的簡化，但是仍然需要加強安裝管理。安裝人員應提前熟悉圖紙，明確安裝要求，如果對電路圖存在疑問，需要與設計人員進行溝通。智能照明系統采用分區域安裝的模式，每完成一處安裝，都需進行通電試驗，檢查系統是否正常運行，照明燈具是否亮起，確保有問題可以第一時間發現。

2.3 實現對系統運行工況的動態監測

在智能照明系統投入運行后，還要密切做好該系統的運行監測，這樣才能保證在系統發生異常狀況后，管理人員可以第一時間了解狀況，啟動應急方案，避免對整個照明系統乃至車輛、車站運行造成不良影響。在智能照明系統中，可以利用PLC、傳感器等，實現對整個系統內各個部分運行信息的實時獲取、同步傳遞。例如，電壓傳感器會動態獲取照明系統內電路電壓參數，然后通過內置無線通信模塊，反饋給PLC。PLC會根據電壓波動情況，下達調控指令，保證電壓穩定，從而讓LED節能燈保持穩定照明。如果監測到燈光異常，PLC還會發出警報指令，控制蜂鳴器發出報警聲，提醒管理人員及時維修。

2.4 重視專項維護隊伍的培訓和建設

在城市軌道交通的智能照明系統投入使用后，考慮到運行環境的復雜性，以及電氣設備、照明燈具自身的老化等，需要定期開展檢修和維護，確保智能照明系統內潛在的故障隱患可以被及時處理，不影響整個照明系統的穩定、可靠運行。因此，維護隊伍的技能水平和職業素養就顯得尤其重要。軌道交通管理部門，要定期開展面向維護人員的業務培訓，確保其熟悉智能照明系統的運行原理，掌握常見運行故障的識別、判斷和處理等技能。同時，還要完善質量管理制度，細化維修養護責任，按照相關制度定期開展專項檢修，讓智能照明系統真正發揮節能效益。

3 城規交通中智能照明系統的發展前景

隨著5G技術、大數據技術的成熟應用，軌道列車中的智能照明系統將會得到長足發展。目前，智能照明系統在實際應用中還存在傳感信號、控制指令響應延時的情況。特別是在車輛附近有發電廠等干擾源的情況下，信號質量差，進而影響智能照明系統的運行穩定性。在5G技術全面普及后，將進一步提高通信質量和加快傳輸速率，這不僅可以解決信號延遲和干擾問題，而且智能照明系統的應用價值也會得到進一步凸顯。除此之外，新型節能照明燈具的研發和使用，也會在提高智能照明系統的節能效益、延長壽命等方面帶來技術突破。

4 結語

在城市軌道交通中設計應用智能照明系統，既符合當前提倡的節能降耗政策要求，同時可以顯著提升照明質量。要想讓智能照明系統發揮預期的價值，一方面要結合車輛的照明需求，進行科學設計；另一方面還要加強質量管理。只有雙管齊下，才能讓智能照明系統發揮良好的使用價值。