淺談智能照明技術(shù)在地鐵照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王業(yè)篷

（山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）

1 引言

我國經(jīng)濟(jì)正處于從速度向質(zhì)量提升的關(guān)鍵階段，城市化進(jìn)程也在不斷加速，城市擁堵成為大城市普遍存在的問題，而地鐵建設(shè)不占用地上空間，具有安全系數(shù)高、運(yùn)量大、準(zhǔn)點(diǎn)率高、污染小、能效高等諸多優(yōu)點(diǎn)。在緩解城市交通壓力、提升城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力、激發(fā)城市活力方面，各大城市均將目光投向了地鐵建設(shè)。在眾多地鐵運(yùn)維管理環(huán)節(jié)中，車站照明管理因?yàn)樯婕胺秶鷱V、影響面積大等特點(diǎn)得到各大運(yùn)營公司的持續(xù)關(guān)注。解決好地鐵車站的照明管理問題既可以提升運(yùn)營維護(hù)效率，也能成為地鐵節(jié)能的重要方向。

2 地鐵車站正常照明方案設(shè)計(jì)

綜合《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）《、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》（GB17945-2010）《、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51309-2018）、《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51298-2018）、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016—2014【2018版】）等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，一般將車站照明劃分為正常照明和應(yīng)急照明兩大部分。車站正常照明包括：公共區(qū)正常照明、附屬用房正常照明、廣告照明、出入口照明、地面亭照明、導(dǎo)向標(biāo)識(shí)照明。應(yīng)急照明包括備用照明、疏散照明及指示兩部分?？紤]到應(yīng)急照明的特殊性，一般不將應(yīng)急照明納入智能照明控制系統(tǒng)。

在進(jìn)行地鐵車站正常照明方案設(shè)計(jì)時(shí)，一般遵循以下主要的設(shè)計(jì)原則。地鐵車站工程的照明配電采用放射式和樹干式相結(jié)合、以放射式為主的方式。一般在車站站廳、站臺(tái)兩端的配電室內(nèi)各設(shè)2臺(tái)公共區(qū)正常照明總配電柜（箱），其電源分別從變電所不同的低壓母線引來，便于交叉配電使用，提升照明穩(wěn)定性。車站出入口照明和地面廳照明的電源均由本柜（箱）引來。地面廳照明設(shè)置單獨(dú)照明配電箱，并設(shè)在出入口地面廳。而導(dǎo)向標(biāo)識(shí)照明則采用公共區(qū)正常照明總配電柜的回路配電。

車站站廳兩端設(shè)置附屬用房正常照明總箱，其電源由變電所低壓母線引來，附屬用房照明配電箱的電源引自本箱。附屬用房照明配電箱可設(shè)在配電室內(nèi)，也可分散設(shè)在附屬用房的公共走廊內(nèi)或機(jī)房?jī)?nèi)。在風(fēng)道及出入口、消防疏散通道的人防段里外的正常照明和應(yīng)急照明均采用單獨(dú)設(shè)配電回路或增加熔斷器的方式，分界點(diǎn)在防護(hù)密閉門處，以提高照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。

3 智能照明技術(shù)的應(yīng)用

3.1 智能照明技術(shù)的概述

智能照明技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸、擴(kuò)頻電力載波通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測(cè)、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，具有燈光亮度強(qiáng)弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動(dòng)、定時(shí)控制、場(chǎng)景設(shè)置等功能，并能達(dá)到預(yù)定的效果。

3.2 地鐵車站智能照明設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行地鐵車站智能照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性、可擴(kuò)容性的原則。整個(gè)系統(tǒng)選型應(yīng)與同類產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)相吻合，保證系統(tǒng)整體的先進(jìn)性、技術(shù)壽命及后期投資的可延續(xù)性。系統(tǒng)應(yīng)著重解決智能照明系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，力求實(shí)用，做到操作盡量簡(jiǎn)單直觀，維護(hù)方便。

3.3 地鐵車站智能照明控制方式

1）調(diào)光控制

通過在照明區(qū)域設(shè)置照度傳感器，將照度測(cè)量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)相應(yīng)區(qū)域燈具的亮度。通過調(diào)光控制方式控制采光較好部位的燈光，真正做到充分利用自然光線，在自然光線照度足夠的情況下調(diào)暗燈光或不啟用燈光，最大限度節(jié)能。在光照不足時(shí)，自動(dòng)調(diào)亮燈光以保證均衡照度。在高架車站的站廳站臺(tái)層公共區(qū)照明、車站的出入口正常照明均可采用調(diào)光控制方式[3]。調(diào)光方式常用模式有：DALI調(diào)光和1-10Ⅴ調(diào)光兩大類，兩類調(diào)光的對(duì)照分析見表1。

比較兩類調(diào)光方式可發(fā)現(xiàn)，DALI調(diào)光具有調(diào)光質(zhì)量高、可調(diào)控范圍廣、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)?？紤]到地鐵工程的建設(shè)規(guī)模及重要性，地鐵車站的調(diào)光控制建議采用DALI調(diào)光方案。

2）定時(shí)控制

時(shí)鐘控制器根據(jù)所設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行開啟或關(guān)閉各個(gè)區(qū)域的部分燈具。一般將地下車站的站廳站臺(tái)公共區(qū)正常照明、導(dǎo)向照明、地徽照明、廣告照明等納入開關(guān)控制。開關(guān)控制模塊一般有4路、8路、12路等不同規(guī)格。通過建立每天、每周、每月、每年的定時(shí)周期，燈光可按計(jì)劃自動(dòng)開閉。當(dāng)夜晚列車停運(yùn)后，系統(tǒng)可將照度傳感器屏蔽，并將燈光關(guān)閉，暫留少量照明燈具作為值班照明使用。如有特殊使用情況，管理人員也可通過觸摸屏對(duì)各路燈光進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。

3）人工控制

人工控制可在特殊時(shí)段、特殊場(chǎng)合即刻啟停相應(yīng)區(qū)域的燈具，實(shí)現(xiàn)控制的“隨心所欲”。人工控制可通過多種方式實(shí)現(xiàn)，如：就地面板控制、主控器遠(yuǎn)程控制等。在車站便于工作人員管理的區(qū)域可設(shè)置就地控制面板，就地控制面板可采用觸摸屏或翹板開關(guān)方案，通過邏輯編程實(shí)現(xiàn)就地?zé)艟叩目刂啤Ｖ骺仄饕话阍O(shè)置在車站綜合控制室內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)全車站燈具的控制。

4 地鐵車站智能照明設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 照明區(qū)域的確定

地鐵車站一般劃分為兩層或者三層，面積較大。如果所有區(qū)域所有燈具均采用智能照明控制，這勢(shì)必會(huì)增加造價(jià)成本，也不利于實(shí)際的使用效果。對(duì)此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程確定哪些場(chǎng)所使用智能照明技術(shù)。在地鐵車站智能照明技術(shù)使用區(qū)域的選擇上，應(yīng)重點(diǎn)考慮大空間、高質(zhì)量照明要求的場(chǎng)所，一般將站廳站臺(tái)公共區(qū)照明、出入口照明、導(dǎo)向照明、地徽照明、廣告照明等納入智能照明系統(tǒng)。

4.2 控制策略的選擇

地鐵車站的控制方式應(yīng)采用調(diào)光控制、定時(shí)控制和人工控制相結(jié)合的方式。在地下車站出入口及高架車站的站廳站臺(tái)公共區(qū)域宜采用調(diào)光型的集中控制。系統(tǒng)可根據(jù)自然光的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)整相應(yīng)區(qū)域的燈具亮度。對(duì)于地下車站的站廳站臺(tái)公共區(qū)、廣告照明等燈具采用定時(shí)控制，根據(jù)運(yùn)營情況調(diào)整燈具的開啟和關(guān)閉[4]。

無論采用何種控制模式，在方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視車站不同功能區(qū)、不同照明需求的特點(diǎn)。智能照明應(yīng)能充分保障分散在各功能區(qū)域中的獨(dú)立空間或公共空間的差異化照明需求，并通過網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)照明單元融為一體。即在保證分散控制的情況下，實(shí)現(xiàn)集中控制。按地鐵車站的特點(diǎn)，依照明需要進(jìn)行分區(qū)、分段控制，同時(shí)根據(jù)照度的變化，按設(shè)計(jì)方案實(shí)時(shí)調(diào)控照明，達(dá)到符合照度標(biāo)準(zhǔn)的照明。通過采用光控、時(shí)控、人控結(jié)合的多模式控制策略實(shí)現(xiàn)全方位的控制，既節(jié)能環(huán)保，又為乘客提供智能、綠色、舒適的照明。

4.3 工作模式的設(shè)定

地鐵車站燈具數(shù)量繁雜、控制回路較多，如何較好地將復(fù)雜的控制回路簡(jiǎn)單化、程序化、易操作化是后期運(yùn)營服務(wù)人員關(guān)注的重點(diǎn)問題。為解決好上述問題，設(shè)定合理的智能照明系統(tǒng)工作模式就顯得尤為重要。工作模式與控制模式完全不同，控制模式常常針對(duì)的是燈具或者照明回路，而工作模式的范圍更廣，它是針對(duì)整個(gè)車站的照明系統(tǒng)[5]。通過智能照明系統(tǒng)內(nèi)部編程分組，可將車站照明系統(tǒng)工作模式設(shè)定為以下幾種情況：日間正常照明模式、日間節(jié)電照明模式、夜間正常照明模式、夜間節(jié)電照明模式、夜間停運(yùn)模式。各種工作模式在設(shè)定時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮地鐵運(yùn)營時(shí)間、區(qū)域燈具布置、客流數(shù)量等條件綜合考慮。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，智能照明技術(shù)在信息互通、系統(tǒng)運(yùn)行、能耗監(jiān)測(cè)等方面又有新的發(fā)展。文章研究了地鐵車站智能照明的設(shè)計(jì)策略及關(guān)鍵要點(diǎn)，探討了構(gòu)建地鐵智能照明控制的系統(tǒng)架構(gòu)。希望通過本文的研究，為地鐵車站照明設(shè)計(jì)提供新的思路。